用支座升降法建造双面组合连续箱梁桥的徐变效应分析

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作为一种新的结构形式,钢-混凝土双面组合连续梁是由普通组合梁演变而来。控制负弯矩区混凝土顶板中的裂缝宽度是一项很重要的内容,本文将对钢-混凝土双面组合连续箱梁桥支座升降法施工过程中的力学行为进行模拟,同时利用有限元商业软件ANSYS提供的用户可编程序特性以及参数化设计语言,将混凝土徐变的指数函数模型和在变应力作用下徐变方程的隐式解法进行了二次开发,实现了支座升降法建造双面组合连续箱梁桥的徐变效应分析。此外本文结合工程实际,将钢-混凝土双面组合梁负弯矩区的截面形式作了相应的变化,同时通过Midas中的梁单元分别建立了考虑混凝土徐变和不考虑混凝土徐变的两种钢-混凝土双面组合连续梁的有限元模型,对比分析徐变的影响。本文以一跨度为45 m+60 m+45 m的钢-混凝土双面组合连续箱梁为例,通过有限元分析,讨论了支座升降法对改善混凝土桥面板应力水平的可行性和混凝土徐变对支座升降法施加预应力效果的影响,并且对采用不同单元建模的结果进行了分析。支座升降法主要的施工过程为:(1)钢梁安装与架设,使之成为整体;(2)浇筑负弯矩区混凝土底板;(3)用千斤顶将中间支座顶升至预设计高度;(4)浇筑正弯矩区混凝土顶板;(5)浇筑负弯矩区混凝土顶板;(6)当混凝土顶板达到设计强度后,将两支座处的千斤顶以相同的降落速度缓慢降落至桥梁顶升前的位置;(7)桥面铺装层施工。研究结果表明支座升降法有效地改善了钢-混凝土双面组合连续箱梁的负弯矩区混凝土顶板的受力状况,预应力的效果受顶升量值的影响较大。受混凝土徐变的影响,组合梁的挠度会增大,同时徐变也会引起混凝土板与钢梁发生应力重分布。混凝土徐变会使组合梁的负弯矩区产生拉应力,使得混凝土顶板中的压应力有所减小,从而影响到支座顶升法施加预应力的效果。
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