核心混凝土收缩和徐变对钢管混凝土拱桥静力性能影响

钢管混凝土以其抗压强度高、钢管拱肋可兼作施工骨架的优点，被越来越多地应用到拱桥中。但工程实践发现成桥后拱肋钢管与核心混凝土普遍出现脱空现象，影响了钢管与核心混凝土共同工作，原有基于两者共同工作的计算理论与设计方法受到质疑。目前研究表明核心混凝土收缩和徐变是引起脱空的主要原因。由于钢管混凝土拱桥中的拱肋与房屋结构中的钢管混凝土柱在工作环境、混凝土种类、混凝土浇筑方向等方面存在差异，现有针对钢管混凝土柱收缩和徐变的研究成果不能直接用于钢管混凝土拱桥。本项目针对钢管混凝土拱桥的特点，研究核心混凝土收缩和徐变对钢管混凝土拱桥静力性能的影响，建立适合钢管混凝土拱桥的混凝土收缩和徐变模型；提出减少脱空的有效措施；确定正确评价钢管与核心混凝土脱空对拱桥力学性能影响标准；提出考虑核心混凝土收缩和徐变影响的钢管混凝土构件及钢管混凝土拱桥设计建议，完善钢管混凝土拱桥计算理论与设计方法。 2100433B

静力性能与动力性能是结构问题的不同方面，在很多情况下二者相互影响。尤其像徐变是与结构相伴随的，在承受地震荷载时，结构已经由于徐变效应产生附加的应力和变形，这将影响结构的自振性能和在地震荷载下的响应。对于大跨度桥梁由于所承受的荷载、结构的几何尺寸相对更大，徐变对地震荷载下结构动力响应影响不容忽视。.本项目将研究徐变对钢管混凝土拱桥动力性能、地震响应的影响。将申请者提出的基于B3模型的钢管混凝土徐变分析方法与有限元法相结合，考虑徐变的几何与物理非线性效应，建立分析徐变对钢管混凝土拱桥抗震性能影响的理论方法，测试得到不同徐变时间钢管混凝土构件、拱桥自振性能的变化规律，研究徐变对拱桥地震荷载下变形和应力的影响，以及含钢率与水灰比混凝土组分等参数对拱桥抗震性能的影响。这项研究综合静力与动力分析，考虑多种非线性问题，具有很大的挑战性和很强的原始创新性。 2100433B

混凝土收缩徐变除了导致预应力损失外,还影响梁部结构和线形。采用挂篮悬浇施工的预应力连续刚构桥和连续梁桥在结构合龙、体系转换时,徐变是主要的考虑因素之一。

就桥梁工程而言,混凝土收缩徐变的影响主要有:

（1）由于梁部混凝土受压区的混凝土收缩和徐变,引起梁体挠度增大;

（2）徐变会增大偏心受压柱的弯曲,增大初偏心，从而降低承载能力;

（3）导致预应力混凝土构件的预应力损失;

（4）对组合截面的构件(含不同材料组合截面,如钢筋混凝土组合截面,或不同龄期混凝土组合截面等),徐变会使截面二的应力重

（5）对超静定结构，混凝土徐变会导致结构内力重分布,即引起结构的次内力:

（6）在混凝土局部受力处,徐变可降低应力峰值;

（7）由于收缩内应力,容易引起构件外表面裂缝等。2100433B