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摘要：随着经济的不断发展，我国建设事业已经进入了快速发展阶段，大型桥梁不断涌现。预应力混凝土T梁也得到了广泛的推广和应用。预应力混凝土T梁的施工方法一般有先张法和后张法两种。本文以30m预应力混凝土T梁为例，应用midas/civil对其施工阶段进行分析。主要阐述预应力T梁徐变和收缩、钢束预应力、施工阶段荷载和运营阶段荷载组合等引起的结构应力和内力变化特性。
关键词：预应力 T梁预应力钢束收缩和徐变荷载
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
工程概况：
重庆巫奉A5标地处重庆市巫山县骡坪镇境内，全线总长2.662km，设计预应力混凝土T梁总计335片，其中20m预应力混凝土T梁225片，30m预应力混凝土T梁110片，本文主要以30m预应力混凝土T梁为依据进行分析。
施工阶段分析：
图1分析模型（成型后）
本文以30m预应力混凝土T梁为模型，简述midas/civil对预应力混凝土T梁的施工阶段分析步骤，主要阐述预应力T梁徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构应力和内力变化特性。在midas/civil中预应力混凝土T梁施工的分析步骤如下：
定义材料和截面
建立结构模型
输入荷载：
恒荷载
钢束特性和形状
钢束预应力荷载
定義施工阶段
输入移动数据荷载
运行结构分析
确认及查看分析结果
由于字数限制，在此就只对施工阶段的结果做简要的分析，其他过程省略不计。
内力和应力变化特性分析
徐变
徐变是指荷载维持不变的情况下，混凝土的变形随时间增加而徐徐增加的现象。它具有下列特性：
徐变在初期发展特别快，而后发展逐渐减慢，延续时间可达数年。一般在加载的第 一个月内完成全部徐变量的 40%，3个月完成 60%，1～1.5 年约完成 80%，在3～5年内基本完成。
在卸载时，一部分变形立即恢复，另一部分变形在相当长时间内逐渐恢复，而更大部分的残余变形永不恢复。
徐变量与加载的应力大小有关，应力越大，徐变量越大。当应力小于棱柱体强度的 50%～60% 时，应力与徐变量呈近似线性的关系。
徐变量与加载时混凝土的龄期有关，龄期越短，徐变量越大。
徐变量与水灰比、水泥用量有关，水灰比大，徐变量大；水泥用量大，徐变量大。
徐变量与混凝土所用的骨料有关，骨料弹性模量高，徐变量小。
徐变量与施工条件有关，振捣密实的砼和养护好的混凝土的徐变量小。
徐变发生在结构施加预应力之后，故对预应力混凝土结构产生很大的影响，会引起预应力损失。
收缩
混凝土的收缩是混凝土体内水泥凝胶体中游离水蒸发，使其本身体积缩小的一种物理化 学 现象，它是不依赖于荷载而与时间有关的一种变形。两种类型的收缩应被区分开来：自由收 缩和平均收缩。自由收缩仅发生在很小的材料单元，当其干燥时， 单元的含水量保持均衡一致，而大多数情况下， 梁的收缩为其横截面上的平均收缩。混凝土的收缩变形主要有浇筑初期 (终凝前的水化期 )的凝缩变形、硬化混凝土的干燥收缩变形、 自生收缩变形、温度下降引起的冷缩变形以及因碳化引起的碳化收缩变形五种。
图2徐变和收缩引起的弯矩图
预应力损失影响
由于预应力混凝土生产工艺和材料的固有特性等原因，预应力筋的应力值从张拉、锚固直到构件安装使用的整个过程中不断降低。这种降低的应力值，称为预应力损失。损失原因主要有：
锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失；
预应力钢筋与孔道壁之间摩擦引起的预应力损失；
混凝土加热养护时，受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的损失；
钢筋应力松弛引起的预应力损失；
混凝土的收缩徐变引起的预应力损失；
用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失。
图330mT梁钢束预应力损失图表
其他荷载应力分析
施工阶段应力
预应力混凝土T梁在施工过程中除了要承受自身荷载以外，还有外加的施工荷载、预应力荷载。本文针对30m预应力混凝土的施工特点，综合了施工过程中的施工荷载和预应力荷载，得出了整个施工阶段中发生的最大、最小应力图，如下图4所示：
图4施工阶段最大、最小应力图
图5施工阶段正负弯矩应力变化图
运营阶段应力分析
当预应力混凝土T梁施工完毕后，将其架设成桥，并最终在其上面行驶车辆。本文利用midas/civil软件对30m预应力混凝土T梁运营阶段荷载进行分析。将其施工阶段荷载与运营阶段的移动荷载的分析结果进行组合，并得出施工阶段荷载和运营阶段移动荷载的应力组合图。
图6施工阶段荷载和运营阶段移动荷载叠加的应力图
图7施工阶段荷载和运营阶段移动荷载组合下的负弯矩图
查总结与展望
本文运用midas/civil软件对30m预应力混凝土T梁施工阶段进行了分析，针对建模过程只做了简要阐述，其中存在很多不足之处，还望大家予以指出并修改。也希望更多的路桥建设者与我交流、学习，把midas/civil运用到桥梁施工阶段中，为今后的施工提供有力的数据保障。
关键词：预应力 T梁预应力钢束收缩和徐变荷载
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
工程概况：
重庆巫奉A5标地处重庆市巫山县骡坪镇境内，全线总长2.662km，设计预应力混凝土T梁总计335片，其中20m预应力混凝土T梁225片，30m预应力混凝土T梁110片，本文主要以30m预应力混凝土T梁为依据进行分析。
施工阶段分析：
图1分析模型（成型后）
本文以30m预应力混凝土T梁为模型，简述midas/civil对预应力混凝土T梁的施工阶段分析步骤，主要阐述预应力T梁徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构应力和内力变化特性。在midas/civil中预应力混凝土T梁施工的分析步骤如下：
定义材料和截面
建立结构模型
输入荷载：
恒荷载
钢束特性和形状
钢束预应力荷载
定義施工阶段
输入移动数据荷载
运行结构分析
确认及查看分析结果
由于字数限制，在此就只对施工阶段的结果做简要的分析，其他过程省略不计。
内力和应力变化特性分析
徐变
徐变是指荷载维持不变的情况下，混凝土的变形随时间增加而徐徐增加的现象。它具有下列特性：
徐变在初期发展特别快，而后发展逐渐减慢，延续时间可达数年。一般在加载的第 一个月内完成全部徐变量的 40%，3个月完成 60%，1～1.5 年约完成 80%，在3～5年内基本完成。
在卸载时，一部分变形立即恢复，另一部分变形在相当长时间内逐渐恢复，而更大部分的残余变形永不恢复。
徐变量与加载的应力大小有关，应力越大，徐变量越大。当应力小于棱柱体强度的 50%～60% 时，应力与徐变量呈近似线性的关系。
徐变量与加载时混凝土的龄期有关，龄期越短，徐变量越大。
徐变量与水灰比、水泥用量有关，水灰比大，徐变量大；水泥用量大，徐变量大。
徐变量与混凝土所用的骨料有关，骨料弹性模量高，徐变量小。
徐变量与施工条件有关，振捣密实的砼和养护好的混凝土的徐变量小。
徐变发生在结构施加预应力之后，故对预应力混凝土结构产生很大的影响，会引起预应力损失。
收缩
混凝土的收缩是混凝土体内水泥凝胶体中游离水蒸发，使其本身体积缩小的一种物理化 学 现象，它是不依赖于荷载而与时间有关的一种变形。两种类型的收缩应被区分开来：自由收 缩和平均收缩。自由收缩仅发生在很小的材料单元，当其干燥时， 单元的含水量保持均衡一致，而大多数情况下， 梁的收缩为其横截面上的平均收缩。混凝土的收缩变形主要有浇筑初期 (终凝前的水化期 )的凝缩变形、硬化混凝土的干燥收缩变形、 自生收缩变形、温度下降引起的冷缩变形以及因碳化引起的碳化收缩变形五种。
图2徐变和收缩引起的弯矩图
预应力损失影响
由于预应力混凝土生产工艺和材料的固有特性等原因，预应力筋的应力值从张拉、锚固直到构件安装使用的整个过程中不断降低。这种降低的应力值，称为预应力损失。损失原因主要有：
锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失；
预应力钢筋与孔道壁之间摩擦引起的预应力损失；
混凝土加热养护时，受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的损失；
钢筋应力松弛引起的预应力损失；
混凝土的收缩徐变引起的预应力损失；
用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失。
图330mT梁钢束预应力损失图表
其他荷载应力分析
施工阶段应力
预应力混凝土T梁在施工过程中除了要承受自身荷载以外，还有外加的施工荷载、预应力荷载。本文针对30m预应力混凝土的施工特点，综合了施工过程中的施工荷载和预应力荷载，得出了整个施工阶段中发生的最大、最小应力图，如下图4所示：
图4施工阶段最大、最小应力图
图5施工阶段正负弯矩应力变化图
运营阶段应力分析
当预应力混凝土T梁施工完毕后，将其架设成桥，并最终在其上面行驶车辆。本文利用midas/civil软件对30m预应力混凝土T梁运营阶段荷载进行分析。将其施工阶段荷载与运营阶段的移动荷载的分析结果进行组合，并得出施工阶段荷载和运营阶段移动荷载的应力组合图。
图6施工阶段荷载和运营阶段移动荷载叠加的应力图
图7施工阶段荷载和运营阶段移动荷载组合下的负弯矩图
查总结与展望
本文运用midas/civil软件对30m预应力混凝土T梁施工阶段进行了分析，针对建模过程只做了简要阐述，其中存在很多不足之处，还望大家予以指出并修改。也希望更多的路桥建设者与我交流、学习，把midas/civil运用到桥梁施工阶段中，为今后的施工提供有力的数据保障。