变化温湿度下PC连续梁桥的徐变效应分析

作     者：辜光磊 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：许蔚

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：预应力混凝土连续梁桥 变化温湿度 徐变收缩 现场实测 变形控制 

摘      要：PC(Prestressed Concrete)连续梁桥,由于其构造、受力方面的特点,在交通建设中适用性极强,也使得其在众多桥梁中脱颖而出,成为了我国交通建设中最常用的桥型之一。然而,PC连续梁桥常因混凝土的徐变效应而出现主梁过度下挠以及预应力损失等工程问题。徐变作为混凝土材料的固有特性,常常伴有收缩出现,它们最直接的表现就是影响混凝土结构的安全性与耐久性。虽说徐变收缩是一个老生常谈的问题,但其研究仍然不够深入,尤其是针对自然环境中的预应力混凝土连续梁桥。环境相对湿度及温度作为时变影响因素,若只是以年平均恒定值的方式来考虑环境温湿度的影响,则会错误预估徐变效应的发展,威胁到PC连续梁桥的正常运营。因此,如何准确预测自然环境中变化温湿度作用下大跨度PC连续梁桥的徐变效应成为了一个亟待解决的关键技术问题。本文通过查阅相关文献资料,阐明了徐变收缩的主要影响因素,依托香格里拉金沙江礼仁大桥为工程背景,对该大跨度PC连续梁桥进行一系列的现场观测及研究分析,预测并分析礼仁大桥施工及运营阶段的徐变效应,并以此提出能够有效控制PC连续梁桥后期变形的方法。具体研究内容及成果如下:1.收集并阐述了PC连续梁桥及徐变收缩的特点及发展现状,整理了既有的徐变收缩计算模型,并验证了基于公路桥涵规范的修正模型,其计算结果表明,此模型在徐变系数和收缩应变方面都有很强的准确性,可以反映出梁桥在自然环境中的特性,能够很好地应用于变化温湿度环境。2.通过对这座大跨度PC连续梁桥施工期一年多的观测,获得了大量详尽准确的现场数据,通过对现场实测的挠度、应力数据进行分析,得到了变化温湿度下PC连续梁桥徐变效应引起的挠度、应力变化规律,同时进一步验证了修正模型的准确性。3.结合此桥桥址所处位置的环境特征及桥梁设计上的特点,建立该大跨度PC连续梁桥的有限元模型,并结合对变化温湿度环境条件有强适用性的修正模型计算方法,通过计算给出了此梁桥各个阶段受徐变效应影响形变、内力、应力及预应力损失四个方面的发展情况,为自然环境中大跨度PC连续梁桥时变徐变效应的分析给出了参考。4.通过控制PC连续梁徐变效应的内外影响因素,对PC连续梁桥后期变形进行计算,计算结果表明:内部影响因素方面,适当增加混凝土抗压强度等级、增加中跨底板束以及减小边跨底板束;外部影响因素方面,适当减小铺装层厚度、先边跨合拢再中跨合拢以及缩短合拢间隔时间,都可以有效控制大跨度预应力连续梁桥的后期变形。