大跨PC连续刚构桥的预应力钢束优化研究

总第127期 Highways&AutomotiveApplications 167

公 路 与 汽 运

图3 预应力布置图(单位:cm)

表1 砼在模型中的力学性能

弹性标准抗设计抗

容重热膨胀

砼型号模量泊松比压强度压强度

/(kg#m-3)系数/MPa/MPa/MPaC60

C50

3600035000

26002600

1@10-1@10-55

0.20.238.532.426.522.4

表2 钢绞线的力学性能

钢绞线型号15<s15.222<s15.223<s15.2

钢束总面积/m20.002100.003080.00322

预应力标准抗拉强度/MPa186018601860

预应力张拉控制应力/MPa139513951395

弹性模量/MPa1.95@1051.95@1051.95@105

2.2 计算模型参数

预应力管道采用塑料波纹管,根据5公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范6(JTGD62-2004),预应力钢筋与管道壁的摩擦系数取0.15,管道每米局部偏差对摩擦系数的影响系数取0.001;预应力钢束采用两端张拉,钢束锚固时弹性回缩合计总变形取12mm;环境相对湿度取0.8;当构件的尺寸不同时,砼的徐变系数和干缩系数将不同。因此,为了在分析时能正确考虑材料的时间依存特性,必须分别计算各构件的材料时间特性,也就是说必须定义相当于不同截面单元总数的材料并赋予材料不同的时间依存特性值。MIDAS/CIVIL根据各单元的材龄自动计算材料的时间特性,使用修改单元依存材料特性值功能可以生成符合5公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范6(JTGD62-2004)规定的材料时间依存特性以及与此相对应的材料,并能自动赋予各相关单元以该材料特性值(见图4)。砼材料具有随时间的发展逐渐硬化的特性,使用CEB-FIP[欧洲砼委员会(CEB)和国际预应力砼协会(FIP)]规定的砼强度发展曲线来体现砼材料强度随时间的变化。

2.3 计算模型的建立

,图4 砼时间依存材料曲线(徐变系数及抗压强度)

构主桥进行结构计算分析。为了便于比较分析,对该桥段建立墩底固结、主梁与主桥墩刚性连接计算模型(见图5和图6)。建立模型时,以纵桥向为X轴,以横桥向为Y轴,以竖桥向为Z轴。在计算模型中,连续梁、桥墩及承台和桩基均采用梁单元模拟,由实桥资料显示,刚构两端设单向和双向盆式橡胶支座各一个。因此,对于边跨与主墩连接的模拟,可采用主从自由度的概念,即边墩墩顶的6个位移分量中除了纵桥向水平位移、绕Y轴转角及绕Z轴转角与边跨梁端的不同外,其余3个位移分量均与边跨梁端相同。

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