大跨混凝土拱橋非線性受力分析與施工控制.pdf

1、隨著我國(guó)公路交通事業(yè)的不斷進(jìn)步，混凝土拱橋?qū)τ诳缭缴絽^(qū)、海島等地形地質(zhì)條件具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，由于混凝土拱橋具有造型美觀、承載能力強(qiáng)、受力條件良好、養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，且可充分發(fā)揮混凝土材料抗壓的優(yōu)越性，在山區(qū)地質(zhì)條件下，混凝土拱橋常被作為首選橋型。大跨混凝土拱橋在施工過(guò)程中由于體系轉(zhuǎn)換以及非線性因素的影響，傳統(tǒng)的分析方法已不再適用，非線性因素成為橋梁設(shè)計(jì)、施工考慮的重要因素。為了保證橋梁成橋線形滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)成橋內(nèi)力控制在設(shè)計(jì)容許

2、范圍之內(nèi)，必須對(duì)橋梁進(jìn)行施工控制。
　　 迄今為止，已有許多學(xué)者對(duì)拱橋進(jìn)行了不少研究工作，主要集中在拱橋穩(wěn)定性方面，對(duì)于非線性因素對(duì)拱橋受力性能方面影響研究較少，本文以湖北省宜昌市宜巴高速公路上張家灣拱橋?yàn)楣こ瘫尘?，根?jù)張家灣拱橋的施工過(guò)程，采用有限元分析軟件Midas/civil對(duì)混凝土拱橋進(jìn)行施工階段分析，著重分析了施工過(guò)程中混凝土收縮徐變及大跨拱橋P-∮效應(yīng)對(duì)拱橋受力的影響，主要研究成果有以下方面:
　　 (1)計(jì)

3、算了滿堂支架的沉降、應(yīng)力及張家灣拱橋各施工過(guò)程的撓度、應(yīng)力，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)撓度及應(yīng)力結(jié)果較為吻合，為拱橋施工控制立模標(biāo)高的確定提供理論依據(jù)。
　　 (2)拱橋施工過(guò)程中混凝土收縮徐變對(duì)拱橋撓度及應(yīng)力影響較大，為保證成橋線形及應(yīng)力與設(shè)計(jì)值相符，結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程中必須考慮混凝土收縮徐變的影響。對(duì)于張家灣拱橋，各施工階段考慮P-∮效應(yīng)與否對(duì)主拱圈撓度及應(yīng)力影響均不大。
　　 (3)對(duì)于混凝土收縮徐變目前并沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)學(xué)計(jì)算模型描繪其變

4、化規(guī)律，相關(guān)公式的數(shù)據(jù)大多都是以素混凝土為模型試驗(yàn)測(cè)量的，本文采用不同的收縮徐變模式計(jì)算了裸拱自重下主拱圈控制截面的撓度及應(yīng)力，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)采用日本規(guī)范收縮徐變模式計(jì)算值與實(shí)測(cè)值較為接近，建議在混凝土拱橋計(jì)算過(guò)程中，采用日本規(guī)范收縮徐變模式模擬混凝土收縮徐變。
　　 (4)為盡可能消除混凝土收縮徐變的影響，計(jì)算了合攏時(shí)刻由于混凝土收縮徐變?cè)诼愎敖Y(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的二次力，結(jié)果表明:立刻合攏和1個(gè)月后合攏由于混凝土收縮徐變

5、產(chǎn)生的二次力相差較小。
　　 (5)通過(guò)對(duì)混凝土彈性模量變化、成橋后混凝土收縮徐變對(duì)主拱圈受力影響分析，結(jié)果表明:混凝土彈性模量對(duì)主拱圈撓度及應(yīng)力影響十分微小，成橋后收縮徐變對(duì)拱橋撓度及應(yīng)力影響較大，施工過(guò)程中，不可忽視成橋若干年后混凝土收縮徐變的影響。
　　 (6)橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程中，通常不考慮普通鋼筋的影響，本文計(jì)算了普通鋼筋約束效應(yīng)對(duì)混凝土拱橋受力的影響，結(jié)果表明普通鋼筋對(duì)混凝土收縮、徐變均有一定的抑制作用，計(jì)算過(guò)