溫濕變化對三塔結(jié)合梁斜拉橋徐變效應的影響研究.pdf

1、隨著道路等級的不斷提高和建設規(guī)模的擴大，橋梁呈現(xiàn)出跨徑不斷增大，橋型不斷豐富，結(jié)構(gòu)不斷輕型化的發(fā)展趨勢。鋼-混結(jié)合梁是將鋼梁和混凝土橋面板通過抗剪連接件連接成整體并考慮共同受力的橋梁結(jié)構(gòu)形式。相對于不按結(jié)合梁設計的純鋼橋，組合橋可以采用截面較小的鋼梁，截面的慣性矩較大，有利于減少結(jié)構(gòu)在活荷載下的撓度。通過抗剪連接件的連接作用，混凝土橋面板對鋼梁受壓翼緣起到約束作用，從而增強了鋼梁的穩(wěn)定性，有利于材料強度的充分發(fā)揮。截面高度的降低，使結(jié)構(gòu)

2、外形更加纖巧，改善橋梁的景觀效果，并利于增加橋下凈空或降低橋面高程。
　　 武漢二七長江大橋是主梁采用鋼結(jié)構(gòu)，橋面板采用混凝土結(jié)構(gòu)，主梁和橋面板采用剪力件連接的世界最大跨徑的三塔結(jié)合梁斜拉橋。鋼-混凝土結(jié)合梁橋由于混凝土徐變的影響，將在鋼和混凝土的結(jié)合面上產(chǎn)生相互作用力，導致內(nèi)力重分布和附加變形的產(chǎn)生。而周圍環(huán)境的溫度和相對濕度是影響混凝土徐變的重要因素。溫度升高，使混凝土的粘性降低，也使其彈性模量降低，徐變率增大。較低的環(huán)境相

3、對濕度使收縮增大，而收縮促進干燥徐變，引起混凝土徐變量增大。但目前混凝土橋梁的徐變效應研究主要集中在外界環(huán)境溫濕度恒定不變的方面，較少將季節(jié)溫濕度變化計入混凝土徐變的計算，不能更全面更真實反映環(huán)境因素對混凝土徐變效應的影響。探明吊裝時間內(nèi)溫度、濕度的變化對結(jié)合梁橋徐變效應的影響，對混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設計、施工、安全運營有重要的理論與實際應用價值。
　　 本文以武漢二七長江大橋為工程背景，應用大型橋梁軟件MIDAS/cvill建立空間

4、結(jié)構(gòu)模型，進行了有限元仿真分析；基于歐洲混凝土規(guī)范CEB-FIP(90)徐變計算公式，使用計算機編程平臺VB編寫可以計入溫濕度變化的徐變系數(shù)計算程序；計算了不同吊裝時間內(nèi)溫濕度變化對三塔結(jié)合梁斜拉橋主梁撓度、應力的影響。具體的講，主要進行了以下幾個方面的工作：
　　 1、運用Midas軟件對武漢市二七長江大橋整個施工過程中的結(jié)構(gòu)變形、內(nèi)力及應力進行了模擬計算，驗證了該橋設計的合理性；
　　 2、基于歐洲混凝土規(guī)范CEB-

5、FIP(90)徐變計算公式，使用計算機編程平臺VB編寫可以計入溫濕度變化的徐變系數(shù)計算程序，通過輸入相關參數(shù)，然后調(diào)用主程序不斷循環(huán)，從而得到指定持荷時間范圍內(nèi)的徐變系數(shù)，進而利用橋梁分析軟件MADIS/civil中的徐變函數(shù)用戶自定義功能，實現(xiàn)徐變效應在有限元結(jié)構(gòu)分析中的計算，從而提出了一個更全面更準確的考慮施工環(huán)境因素對橋梁結(jié)構(gòu)徐變效應影響的計算方法，有力的豐富了混凝土徐變計算理論；
　　 3、本文將武漢全年劃分為四個季度，

6、分別取每個季度溫度和相對濕度的平均值，從而計算了不同吊裝時間內(nèi)溫濕度變化對三塔結(jié)合梁斜拉橋主梁撓度、應力的影響。結(jié)果表明：在不同時間進行橋面板吊裝時，主梁撓度和應力隨濕度的增大而減小，隨溫度的增大而增大。且濕度不變時隨季度溫度的變化，主梁撓度最大值和最小值相差可達2cm溫度不變時隨季度相對濕度的變化撓度最大值和最小值相差可達5.3cm，溫濕度按實際季度變化時撓度相差可達2cm。該理論可以更全面的估計和預測徐變效應對大跨度梁橋結(jié)構(gòu)影響，對