核心混凝土收縮和徐變對(duì)鋼管混凝土拱橋靜力性能影響項(xiàng)目摘要

鋼管混凝土以其抗壓強(qiáng)度高、鋼管拱肋可兼作施工骨架的優(yōu)點(diǎn)，被越來越多地應(yīng)用到拱橋中。但工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)成橋后拱肋鋼管與核心混凝土普遍出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，影響了鋼管與核心混凝土共同工作，原有基于兩者共同工作的計(jì)算理論與設(shè)計(jì)方法受到質(zhì)疑。目前研究表明核心混凝土收縮和徐變是引起脫空的主要原因。由于鋼管混凝土拱橋中的拱肋與房屋結(jié)構(gòu)中的鋼管混凝土柱在工作環(huán)境、混凝土種類、混凝土澆筑方向等方面存在差異，現(xiàn)有針對(duì)鋼管混凝土柱收縮和徐變的研究成果不能直接用于鋼管混凝土拱橋。本項(xiàng)目針對(duì)鋼管混凝土拱橋的特點(diǎn)，研究核心混凝土收縮和徐變對(duì)鋼管混凝土拱橋靜力性能的影響，建立適合鋼管混凝土拱橋的混凝土收縮和徐變模型；提出減少脫空的有效措施；確定正確評(píng)價(jià)鋼管與核心混凝土脫空對(duì)拱橋力學(xué)性能影響標(biāo)準(zhǔn)；提出考慮核心混凝土收縮和徐變影響的鋼管混凝土構(gòu)件及鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)建議，完善鋼管混凝土拱橋計(jì)算理論與設(shè)計(jì)方法。 2100433B

靜力性能與動(dòng)力性能是結(jié)構(gòu)問題的不同方面，在很多情況下二者相互影響。尤其像徐變是與結(jié)構(gòu)相伴隨的，在承受地震荷載時(shí)，結(jié)構(gòu)已經(jīng)由于徐變效應(yīng)產(chǎn)生附加的應(yīng)力和變形，這將影響結(jié)構(gòu)的自振性能和在地震荷載下的響應(yīng)。對(duì)于大跨度橋梁由于所承受的荷載、結(jié)構(gòu)的幾何尺寸相對(duì)更大，徐變對(duì)地震荷載下結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)影響不容忽視。.本項(xiàng)目將研究徐變對(duì)鋼管混凝土拱橋動(dòng)力性能、地震響應(yīng)的影響。將申請(qǐng)者提出的基于B3模型的鋼管混凝土徐變分析方法與有限元法相結(jié)合，考慮徐變的幾何與物理非線性效應(yīng)，建立分析徐變對(duì)鋼管混凝土拱橋抗震性能影響的理論方法，測試得到不同徐變時(shí)間鋼管混凝土構(gòu)件、拱橋自振性能的變化規(guī)律，研究徐變對(duì)拱橋地震荷載下變形和應(yīng)力的影響，以及含鋼率與水灰比混凝土組分等參數(shù)對(duì)拱橋抗震性能的影響。這項(xiàng)研究綜合靜力與動(dòng)力分析，考慮多種非線性問題，具有很大的挑戰(zhàn)性和很強(qiáng)的原始創(chuàng)新性。 2100433B

混凝土收縮徐變除了導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失外,還影響梁部結(jié)構(gòu)和線形。采用掛籃懸澆施工的預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋和連續(xù)梁橋在結(jié)構(gòu)合龍、體系轉(zhuǎn)換時(shí),徐變是主要的考慮因素之一。

就橋梁工程而言,混凝土收縮徐變的影響主要有:

（1）由于梁部混凝土受壓區(qū)的混凝土收縮和徐變,引起梁體撓度增大;

（2）徐變會(huì)增大偏心受壓柱的彎曲,增大初偏心，從而降低承載能力;

（3）導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損失;

（4）對(duì)組合截面的構(gòu)件(含不同材料組合截面,如鋼筋混凝土組合截面,或不同齡期混凝土組合截面等),徐變會(huì)使截面二的應(yīng)力重

（5）對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)，混凝土徐變會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布,即引起結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力:

（6）在混凝土局部受力處,徐變可降低應(yīng)力峰值;

（7）由于收縮內(nèi)應(yīng)力,容易引起構(gòu)件外表面裂縫等。2100433B