早龄期混凝土对大跨连续刚构桥挠度的影响

郭 宁 王宪军 刘 华

(山东科技大学 土建学院 山东 青岛 266590）

早龄期混凝土对大跨连续刚构桥挠度的影响

郭 宁 王宪军 刘 华

(山东科技大学 土建学院 山东 青岛 266590）

在连续大跨刚构桥施工过程中经常出现为赶工期而对混凝土养护时间不足就进行张拉，进行下一阶段施工，基于这种情况下对桥梁成桥阶段的挠度变化进行了研究，通过有限元模拟，建立不同荷载工况，分析对比各工况下桥梁挠度的变化趋势及变化量，得出了早龄期混凝土张拉对成桥前期的挠度变化较小，但后期的变化速率要大于正常养护混凝土工况下的挠度变化速率。

挠度；大跨连续刚构桥；midas civil；预应力张拉.

0 前言

在梁桥设计中混凝土的龄期一般是按照 7天的龄期进行模型分析，但实际施工中由于施工进度等问题许多梁桥的混凝土龄期实际未达到7天的龄期就进行了下一施工阶段，对于大跨连续刚构桥，浇筑后要对梁桥进行张拉，由于混凝土未达到设计强度势必会对混凝土的收缩变形以及桥梁的整体挠度产生一定影响。以及由于后期混凝土收缩徐变产生的变形[1]。本文将运用数值模拟的方法对早龄期混凝土张拉对桥梁挠度产生的影响做出研究，共模拟三种工况分别是浇筑 12天、7天、3天下的张拉对桥梁挠度的影响，由于收缩徐变是影响桥梁中长期挠度的最重要因素[2]，所以对成桥10年后、20年后的挠度变化进行分析。

1 项目基本概况

本文以某特大连续刚构桥为例，对不同施工阶段进行模拟。某大桥（主桥118m+220m+160m+58m）双幅主墩高 170m，成桥后跨中距水面 204m，荷载等级为公路I级，混凝土设计龄期为7天。左右幅3、4号主墩采用双肢等截面空心薄壁墩形式,。建立基本midas有限元模型。

图1 3号墩各块段张拉对1号块挠度的影响

2 早龄期混凝土张拉对块段挠度的影响

取其中主跨3号墩与4号墩的一号块进行挠度研究，对比各个块段张拉后一号块的挠度变化，并对所得到的数据进行整理统计绘制如图1的折线图。

从图1可以看到，无论混凝土的龄期多少，其总体的挠度是下降的，这是其变化的整体趋势，同时可以看到，不同龄期混凝土张拉后对一号快的挠度变化趋势，一号块挠度的大小与混凝土龄期成正比，龄期越小挠度越小，龄期越大，挠度越大，这与早龄期混凝土强度低，变形大的基本原理相契合，同时发现，随着张拉的进行，不同龄期混凝土张拉对一号块挠度的差值也不同。其中7天龄期比3天龄期的挠度增大了12.28%，12天龄期比7天龄期增大了6%。

3 早龄期混凝土对整桥挠度的影响

分别将7天龄期与3天龄期的差值跟12天龄期与7天龄期的差值绘制如图2的折线图。用同样的方法提取成桥10年后和成桥20年后的挠度值并绘制不同龄期之间的挠度差值如图3、4折线图所示。

图2 成桥阶段后一工况与前一工况挠度差值

图3 10年后成桥后一工况与前一工况的差值

图4 20年后成桥后一工况与前一工况的差值

通过图2、3、4的对比发现在成桥阶段曲线的大部分在坐标轴以下，由于计算的挠度都为负值故可得到在成桥阶段3天龄期的挠度值最小，在10年后及20年后 12天龄期的挠度值最小，可以得出 12天龄期在成桥后挠度变化率最小，3天龄期在成桥后下挠速率最大。同时可以发现在跨中处各工况的挠度差值最大，3号墩的挠度变化比4号墩挠度变化小，12天龄期与7天龄期的差值整体略大于7天龄期与3天龄期的差值，但其变化范围都在-2mm-4mm之间。

4 结论

1.早龄期混凝土由于其强度低、变形大，导致张拉预应力损失，从而引起桥梁在成桥初期挠度较小，但长期挠度变化较大。

2.高墩大跨桥应严格控制成桥挠度变化，防止混凝土早龄期张拉，对龄期没有达到设计龄期的混凝土块段应进行超张拉以抵消部分预应力损失及桥梁的下挠量。

[1]王培金. 大跨连续刚构桥预应力混凝土箱梁的长期挠度预测探讨[J]. 公路交通科技, 2007, 24(1): 87-89.

[2]马少飞. 大跨度预应力混凝土连续刚构桥挠度成因分析[D]. 北京: 北京交通大学. 2009.

U45

B

1007-6344（2016）08-0055-01