不同加载龄期和水泥基对预应力混凝土连续刚构桥变形影响研究

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在桥梁施工过程中会出现进度过快致使混凝土未达到设计龄期就进行预应力张拉的现象,此时混凝土的强度、刚度、弹性模量等均未达到设计值,预应力张拉后对成桥阶段以及成桥后的长期阶段变形的影响有待研究。为此,本文以凯峡河特大桥(主桥118m+220m+160m+58m)为背景,分析预应力混凝土连续刚构桥的变形控制,主要内容包括:
  (1)查阅文献,对大跨度连续刚构桥的发展、优势以及未来发展方向做了简单说明,概述了不同水泥基混凝土及加载龄期对大跨度连续刚构桥变形研究的现实意义。
  (2)结合现代混凝土早期强度理论及本构关系,对不同龄期、不同水泥基混凝土的强度发展、刚度发展、弹性模量发展进行了研究。发现在混凝土浇筑初期,影响混凝土变形的主要因素是混凝土弹性模量。在混凝土浇筑后长期阶段,影响混凝土结构变形的主要因素是混凝土的收缩与徐变。
  (3)通过有限元分析软件Midas Civil建立凯峡河特大桥悬臂施工过程仿真模型,研究介绍大跨桥梁线形控制方法,分析了施工过程中各梁段的变形情况。通过模拟结果与现场数据对比,证明模型的准确性。各梁段浇筑及张拉后,该梁段的变形量随着悬臂跨度的增大呈线性增长趋势。为大跨连续刚构桥施工过程控制提供重要的参考依据。提出了不同工况下预拱度的修正建议。
  (4)利用有限元分析软件Midas Civil对凯峡河特大桥全桥在不同龄期混凝土工况下的成桥阶段梁体变形进行模拟研究,对成桥后的长期阶段变形进行了研究。分析发现,随着加载龄期的增长,混凝土徐变系数逐渐减小,桥梁在成桥阶段的变形随之变小,成桥后长期徐变作用下的桥梁变形也随之降低。
  (5)对由混凝土胶凝材料性质不同引起混凝土性质不同,导致的桥梁变形进行了研究。研究发现:混凝土水泥基的不同引起混凝土后期收缩应变的变化,快硬高强水泥相对于慢硬水泥制备的混凝土,后期收缩应变更大。在成桥阶段,使用不同混凝土水泥基对于桥梁变形的影响不大,在长期作用阶段,使用快硬高强水泥基制备的混凝土,引起桥梁的变形更大。
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