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混凝土徐变对预应力桥梁预拱度的设置研究

作　者: 吴延贞
导　师: 李之达
学　校: 武汉理工大学
专　业: 工程力学
关键词: 混凝土徐变预拱度徐变预测模型徐变系数
分类号: U448.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

对于大跨径预应力混凝土连续1梁桥的施工监控是为了便于随时了解桥梁建造过程中的受力状况,保证施工安全,避免发生突发事件,保证桥梁的施工质量,同时也为科学研究提供依据。其中,线形控制是施工控制中的主要内容,线形的控制主要集中在预拱度的设置上,而预设拱度又与桥梁结构的变形计算紧密相连。徐变是混凝土材料的固有特性,由于其不确定影响因素众多,成为连续刚构桥设计和施工的主要技术难题之一。对于采用悬臂浇筑施工方式的预应力混凝土连续梁桥,由于其悬臂施工阶段,混凝土自重和施工荷载(预应力荷载、挂篮荷载)的影响等,施工中是否考虑混凝土的徐变效应对于施工挠度监测结果影响非常大,若不考虑混凝土徐变将会出现严重的监测误差,将影响着成桥之后的预拱度,难以保证桥梁线形的控制效果。本文在此研究背景下,对预应力连续梁桥悬臂浇筑施工过程中混凝土的徐变问题进行研究,通过对此类桥梁悬浇施工中施工挠度的影响因素的分析,基于实际工程实例中施工挠度成因的分析及成桥后预拱度的趋势,对今后此类桥梁施工预拱度的控制中由于混凝土徐变效应产生的负面问题提出可行的建议。本文首先讨论影响混凝土徐变的主要因素,对预测混凝土徐变效应的各种经典理论作了简要的介绍,并在此基础上对现有各国或各组织提出的几种常用的徐变效应预测模式做了阐述,探讨各模式的建立机理、考虑的主要因素、适用范围,为工程实际中预测模式的合理选择奠定必要的理论基础。其次通过建立某大桥的有限元模型,模拟悬臂施工,得到模型计算的预拱度值,与实际预拱度进行比较,得到某些截面的符合情况良好,整体趋势小于实际预拱度值。最后讨论使用悬臂法施工的大跨度预应力混凝土连续梁桥的预拱度设置方法及影响预拱度设置的各种因素,推导悬臂节段施工考虑混凝土徐变的计算公式,以某大桥为工程背景,分析了徐变效应对桥梁预拱度设置的影响,并将计算得到的修正预拱度值与实际预拱度值、模型计算值分别进行对比分析,得到修正后的预拱度值与实际预拱度值吻合情况更加良好。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-18
  1.1 研究背景和意义  9-12
  1.2 混凝土徐变的研究历史及现状  12-16
    1.2.1 混凝土徐变的历史介绍  12
    1.2.2 混凝土徐变效应计算方法的研究  12-14
    1.2.3 混凝土徐变预测模型的研究状况  14-15
    1.2.4 施工阶段混凝土徐变研究概况  15-16
  1.3 本文的主要研究内容和工作  16-18
    1.3.1 主要研究内容  17
    1.3.2 采取的研究方法、技术路线  17-18
第2章混凝土徐变的基础理论及流变模型  18-41
  2.1 混凝土徐变的基础理论  18-19
  2.2 影响混凝土徐变的因素  19-21
  2.3 混凝士的应力松弛  21
  2.4 混凝土的流变模型  21-27
    2.4.1 基本模型  22-24
    2.4.2 混凝土徐变流变模型  24-27
  2.5 徐变的预测模型  27-36
    2.5.1 CEB-F1P模型  27-28
    2.5.2 ACI209徐变模型  28-29
    2.5.3 B-P徐变模型  29-31
    2.5.4 G-Z模型及GL2000模型  31-33
    2.5.5 中国建科院模型(1986)  33-35
    2.5.6 预测模型的比较  35-36
  2.6 徐变的计算理论  36-40
    2.6.1 有效模量法  37
    2.6.2 按龄期调整的有效模量法  37-38
    2.6.3 中值系数法  38-39
    2.6.4 逐步计算法  39-40
  2.7 小结  40-41
第3章工程实例的建模计算与施工监测  41-50
  3.1 工程概况  41-44
    3.1.1 桥型结构  41-42
    3.1.2 材料特性  42
    3.1.3 梁段重量  42-43
    3.1.4 箱梁悬臂施工程序  43-44
  3.2 建模计算  44-45
    3.2.1 全桥模型的建立  44-45
    3.2.2 模型中徐变系数的选取  45
    3.2.3 模型计算结果  45
  3.3 监测数据  45-49
    3.3.1 测点布设  45-47
    3.3.2 监测结果  47-49
  3.4 结果对比  49
  3.5 小结  49-50
第4章悬臂施工预拱度的设置  50-69
  4.1 预拱度合理设置的重要性  50
  4.2 预拱度设置的主要影响因素  50-51
  4.3 施工中徐变挠度的影响与计算  51-58
    4.3.1 考虑徐变效应的挠度计算公式  52-54
    4.3.2 JTGD62-2004规范徐变系数参数分析  54-58
  4.4 悬臂施工徐变挠度计算结果  58-64
    4.4.1 不同龄期混凝土松弛模量  58-59
    4.4.2 各节段混凝土截面惯性矩计算  59-60
    4.4.3 各节段对1-1截面弯矩的计算  60-62
    4.4.4 1-1截面徐变引起的合拢前悬臂端挠度  62-64
  4.5 预拱度的计算与修正  64-68
  4.6 小结  68-69
第5章结论与展望  69-71
  5.1 结论  69-70
  5.2 展望  70-71
参考文献  71-74
致谢  74-75
攻读硕士学位期间发表的论文  75

混凝土徐变对预应力桥梁预拱度的设置研究

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