钢管混凝土拱桥核心混凝土收缩徐变效应分析

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在钢管混凝土结构中,钢管与核心混凝土相互作用、协同互补,充分发挥各自优点。但另一方面也要看到,核心混凝土的收缩徐变引起的结构挠度变化、体系转换后的应力重分布等问题日益突出,直接影响结构的耐久性。因此收缩徐变问题已成为结构施工监控中亟需重视的因素。收缩徐变是长期荷载作用下混凝土的固有属性,尽管国内外专家学者对该理论已有近百年的研究历史,但对于钢管混凝土的收缩徐变计算模式的选取并没有得出一致的结论。且对于钢管混凝土拱桥核心混凝土的收缩徐变效应研究也多集中于时效性,而在不确定性方面的研究较少。本文以跨径457.6米的岷江特大桥为工程背景,采用MIDAS/Civil有限元软件建立实桥模型,开展大跨度钢管混凝土拱桥时效性与不确定性的收缩徐变行为研究。(1)对各预测模型考虑因素及其适用范围进行比较,选取CEB-FIP 1990、ACI 209R-92和JTG/T D65-06-2015这三种国内外经典模型进行大桥的收缩徐变效应分析,比较三种预测模式计算结果的差异,研究其对主拱圈位移及应力分布的影响规律。(2)对岷江特大桥进行为期半年的现场实桥变形观测,将大桥主拱圈部分截面实测变形值与收缩徐变模式计算值进行比较,选取适用于岷江特大桥的收缩徐变预测模式。为本文大桥收缩、徐变等效降温值以及不确定性的研究奠定基础。(3)通过选定的收缩徐变预测模式反算《公路钢管混凝土拱桥设计规范》(JTG-T D65-06-2015)中收缩徐变降温确切的取值,并选取新的桥例来进行验证。将MIDAS中自定义输入的收缩徐变系数计算值与规范中自带的收缩徐变模式计算结果对比,得出差异,并结合钢管混凝土的收缩、徐变性质,说明如何准确在软件中实现收缩徐变效应的计算。(4)基于选取的CEB-FIP 1990收缩徐变模型,采用拉丁超立方抽样随机有限元法,对不确定性因素进行概率统计分析,重点考虑收缩、徐变、混凝土28天平均抗压强度、环境相对湿度四种不确定性因素对拱肋核心混凝土收缩徐变效应的影响,预测不确定性因素引起的岷江特大桥长期变形以及应力的结果分布区间,最大限度地考虑收缩、徐变最不利情况。
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