談杭長客專江山港特大橋連續梁混凝土徐變效應

高明洲 赫英毅

(中鐵九局集團有限公司，遼寧 沈陽 110051)

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談杭長客專江山港特大橋連續梁混凝土徐變效應

高明洲 赫英毅

(中鐵九局集團有限公司，遼寧 沈陽 110051)

通過有限元軟件橋梁博士與MIDAS建立結構模型，對杭長客專江山港特大橋連續梁混凝土后期徐變變形進行了計算，并對所得結果進行了對比分析，得出江山港大橋的后期變形主要由徐變控制，MIDAS的計算結果比橋梁博士的計算結果偏小些，為施工單位提供了各節段準確的立模標高，確保了該橋順利合龍。

連續梁，混凝土，非應力應變，徐變，效應

1 工程概況

江山港連續梁橋為杭長客運專線中一個重要的部分，大跨度預應力混凝土連續梁橋，梁全長為421.5 m，計算跨度為(75+2×135+75)m，軌道鋪設為無砟軌道，高鐵專線設計時速達到350 km/h。

2 江山港特大橋后期徐變變形分析

2.1 基本計算參數

1)材料特性。C55混凝土：彈性模量為3.55 MPa；密度為2 650 kg/m3；泊松比：0.2；線膨脹系數為0.000 01；預應力鋼絞線為1 860 MPa，Ep=1.95 MPa。

2)計算縱向預應力損失有關參數。波紋管孔道摩阻系數：u=0.230 rad；波紋管孔道偏差系數：k=0.002 5 m-1；錨具回縮(一端)：Δ=6 mm；鋼筋松弛系數：ξ=0.025。

錨口及喇叭口損失：按錨外控制應力的6%計算。

3)荷載。一期恒載：混凝土結構自重，考慮鋼筋容重為γ=26 kN/m3；二期恒載：包括鋼軌、扣件、軌道板、附屬設施等。取值為126.84 kN/m；預應力：縱向預應力鋼索錨下張拉控制應力有1 210 MPa，1 230 MPa，1 250 MPa，1 280 MPa四種。設計活載采用ZK活載圖式作為列車豎向活載。掛籃荷載：掛籃荷載總重按照掛籃設計圖紙計算，取120 t/套。

4)徐變系數。中國TB 10002.3—2005鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范以下簡稱中鐵05規范。

2.2 有限元模型

采用有限元分析軟件橋梁博士與MIDAS建立其模型，并對其鋪軌后若干年進行徐變變形計算分析。

江山港特大橋有限元模型主要包括主梁、掛籃、預應力筋三部分。有限元建立模型，預應力鋼筋用預應力束模擬，掛籃則以荷載形式添加。

江山港大橋的空間有限元模型見圖1。

2.3 采用橋博、MIDAS 計算所得結果的對比與分析

按照中鐵05規范計算所得結果的對比分析。

2.3.1 應力

選取最大懸臂階段、邊跨合龍后、中跨合龍后、鋪軌后、鋪軌后5年和鋪軌后20年時，橋梁博士、MIDAS按照中鐵05規范(TB 10002.3—2005)計算所得的橋梁中心線頂、底板順橋向正應力作為研究對象，進行對比分析。采用兩種軟件計算所得各階段主梁應力對比圖見圖2～圖13。

由圖2～圖5可知，在最大懸臂狀態階段、邊跨合龍后采用兩種軟件計算所得的江山港大橋主梁頂、底板的應力基本一致。

由圖6～圖13可知在中跨合龍后，鋪軌后，鋪軌后5年，20年時，采用橋梁博士計算所得主梁的頂、底板應力均較采用MIDAS計算所得的大。

2.3.2 后期變形

以鋪軌后橋梁的線形為基準，選取鋪軌后5年和20年時，采用橋梁博士、MIDAS按照中鐵05規范(TB 10002.3—2005)計算所得的江山港大橋主梁后期變形作為研究對象，對計算結果進行對比分析。采用兩種軟件計算所得鋪軌后未來幾年橋梁的后期變形曲線見圖14，圖15。

由圖14，圖15可知，在鋪軌后5年，20年時，與采用MIDAS計算所得結果相比，采用橋梁博士計算所得由于混凝土徐變引起主梁的上拱初期較小、后期較大。鋪軌5年后，采用橋博計算所得由于徐變引起主梁最大上拱值為采用MIDAS計算所得的1.2倍；鋪軌20年后，采用橋博計算所得由于徐變引起主梁最大上拱值為采用MIDAS計算所得的1.36倍。

3 結語

連續梁橋的徐變問題對橋梁后期變形具有重要影響作用，對混凝土連續梁展開徐變的專題研究分析十分必要，通過對杭長客運專線江山港(75+2×135+75)m特大橋徐變效應的對比分析研究，得出如下結論：

1)江山港大橋的后期變形主要是由徐變控制的，徐變引起橋面的上拱。2)在中鐵05規范下，通過運用橋梁博士與MIDAS計算得出的結果較為相似，MIDAS的計算結果比橋梁博士的計算結果偏小些。3)通過有限元軟件模擬大橋的整個施工過程，并詳細準確地計算該橋的后期徐變變形，從而為施工單位提供了各節段準確的立模標高，確保了該橋順利合龍，誤差非常小，而且還將確保在將來的運營過程中軌道的平順性和乘車的舒適性。4)研究結果也將對其他大跨度橋梁的設計和施工有很強的指導性。

[1] Thomas E.Malyszko.徐變預測法評述[J].國外橋梁，1984(2)：116.

[2] R. H. EVANS， F. K. KONG.預應力混凝土的徐變[J].國外橋梁，1980(5)：269.

[3] 周 履，諸 林，黎錫吾.長跨度預應力混凝土鐵路連續梁的收縮徐變計算[J].橋梁建設，1984(4)：96-98.

On creep effect of continuous beam concrete at Jiangshangang Super-large Bridge along Hangzhou-Changsha Passenger Railway

Gao Mingzhou He Yingyi

(ChinaRailway9thGroupCo.,Ltd,Shenyang110051,China)

According to the finite element software, Bridge Doctor, and MIDAS to establish structural models, the paper undertakes the calculation of the creep deformation in the later period at continuous beam concrete of Jiangshangang Super-large Bridge along Hangzhou-Changsha Passenger Railway, has the comparative analysis of results, and concludes the deformation at the later period of Jiangshangang Bridge can be controlled by the creep, and the calculation of MIDAS is less than the one of Bridge Doctor, so as to provide the accurate formwork erection elevation and ensure the smooth closure of the bridge.

continuous beam, concrete, non-stress strain, creep, effect

2015-01-16

高明洲(1971- )，男，高級工程師

1009-6825(2015)09-0151-03

U445.57

A