逐跨施工混凝土連續(xù)箱梁考慮徐變的剪力滯效應(yīng)研究

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com逐跨施工混凝土連續(xù)箱梁考慮徐變的剪力滯效應(yīng)研究方煒彬，藺鵬臻53逐跨施工混凝土連續(xù)箱梁考慮徐變的剪力滯效應(yīng)研究方煒彬，藺鵬臻(蘭州交通大學(xué)甘肅省道路橋梁與地下工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730070)摘要：為了解徐變對(duì)逐跨施工連續(xù)箱梁橋剪力滯效應(yīng)的影響，基于能量變分法及混凝土徐變理論，建立2跨逐跨施工連續(xù)梁考慮剪力滯效應(yīng)的混凝土徐變次內(nèi)力計(jì)算公式，并以跨徑為3Om+30m的逐跨施工現(xiàn)澆箱梁橋?yàn)槔M(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明：對(duì)于存在施工過程體系轉(zhuǎn)化的逐跨施工連續(xù)梁橋，徐變次內(nèi)力增加了梁體在負(fù)彎矩區(qū)的彎矩、減小了梁體正彎矩區(qū)段的

2、彎矩；考慮徐變效應(yīng)后，截面的剪力滯效應(yīng)有所減弱。算例結(jié)構(gòu)中，支座負(fù)彎矩區(qū)最大剪力滯系數(shù)減小2O．26，跨中正彎矩區(qū)的剪力滯系數(shù)增加了2．1。關(guān)鍵詞：連續(xù)梁橋；箱梁；徐變；剪力滯；逐跨施工；次應(yīng)力；研究中圖分類號(hào)：U448．215；U441．5文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1671—7767(2015)04—0053一O51引言2逐跨施工連續(xù)箱梁的徐變次內(nèi)力與剪力滯效應(yīng)采用逐跨施工工藝的橋梁，每架設(shè)一跨就會(huì)形的計(jì)算原理成帶懸臂的連續(xù)超靜定體系，由于混凝土在長(zhǎng)期荷2．1箱梁剪力滯效應(yīng)的基礎(chǔ)方程載作用下將發(fā)生徐變效應(yīng)_】]，當(dāng)超靜定混凝土結(jié)構(gòu)為分析箱梁在豎向彎

3、曲效應(yīng)下的剪力滯分布規(guī)的徐變變形受到多余約束的制約時(shí)，結(jié)構(gòu)截面內(nèi)將律，參照參考文獻(xiàn)E4]，對(duì)于截面承受有彎矩M(z)產(chǎn)生徐變次內(nèi)力口]。這時(shí)單用彈性理論來分析結(jié)構(gòu)的箱梁段，運(yùn)用能量變分法，可得其基于變分原理的的內(nèi)力和變形顯然是不合理的，因此必須考慮混凝梁段微分方程和邊界條件。箱梁截面示意如圖1土的徐變影響。此外，箱梁彎曲時(shí)將會(huì)產(chǎn)生剪力滯所示。效應(yīng)，改變截面上的縱向彎曲應(yīng)力分布。當(dāng)混凝土箱梁中產(chǎn)生徐變次內(nèi)力時(shí)，由于剪力滯l3“的影響，其徐變次內(nèi)力的應(yīng)力分布也會(huì)受到剪力滯效應(yīng)的影響而發(fā)生改變。y周緒紅等針對(duì)簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工的箱梁，研究了混凝土收縮徐變效應(yīng)

4、對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響。賈布裕等對(duì)組合梁斜拉橋的剪力滯效應(yīng)對(duì)徐變的影響進(jìn)行了分析，表明剪力滯效應(yīng)顯著地增大了長(zhǎng)期變形值并影響應(yīng)力重分布。郭吉平[7]綜合考慮了剪力圖1箱梁截面示意滯、預(yù)應(yīng)力筋及普通鋼筋配筋率等對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土EI訓(xùn)+導(dǎo)EJs己，+M()一0簡(jiǎn)支箱梁徐變效應(yīng)的影響進(jìn)行了研究。t上述研究都基于簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)的施工，并未考慮一一施工過程中前后2段箱梁加載齡期的不同對(duì)徐變的c+3砌／／沁。影響。本文基于能量變分法及混凝土徐變理論，對(duì)于逐跨施工中混凝土產(chǎn)生的徐變次內(nèi)力對(duì)箱梁剪式中，E為混凝土的彈性模量；G為混凝土剪切模力滯效應(yīng)的影響進(jìn)行了研究，并通過算例

5、加以量；J為整個(gè)截面對(duì)形心的慣性矩；為頂、底板對(duì)說明。截面形心的慣性矩；(z)為箱梁橫截面任意一點(diǎn)(，，)的曲率；叫(z)為箱梁橫截面任意一點(diǎn)(，收稿日期：2015—03—12基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(51168030、51208242、51368031)；甘肅省杰出青年基金(1210RJDA。O9)；中國(guó)博士后科學(xué)基金(2012M521815)作者簡(jiǎn)介：方煒彬(1989一)，男，2012年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)土木工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士(E—mail：fwbin1229@hotmail．corn)。學(xué)兔兔www.xuetutu.com54世界橋梁201

6、5，43(4)Y，z)的豎向撓曲位移的三階導(dǎo)數(shù)；U(z)為剪切轉(zhuǎn)X。為支座1上的初始力，本文取X。一。+X，角U()的一階導(dǎo)數(shù)；(z)為剪切轉(zhuǎn)角U(z)的二M。為外荷載在基本結(jié)構(gòu)上的內(nèi)力。階導(dǎo)數(shù)；M(z)為截面上的彎矩。式(7)中第一項(xiàng)為在時(shí)間增量?jī)?nèi)，徐變次內(nèi)力的由上式可得梁段的剪力滯的控制微分方程：增量的結(jié)構(gòu)彈性變形，后2項(xiàng)為在t時(shí)刻內(nèi)力狀態(tài)是。U一百7riM'(x)(2)的結(jié)構(gòu)徐變變形增量?；诮Y(jié)構(gòu)力學(xué)方法，可計(jì)算一體系轉(zhuǎn)換過程中結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。取簡(jiǎn)支梁為基本結(jié)式中，M(z)為截面z處的剪力；，z、愚為瑞斯納參構(gòu)，設(shè)混凝土因徐變產(chǎn)生的支座1上的贅余

7、力為數(shù)，-(17L一)～，一√。X則時(shí)間增量出內(nèi)在支座上的增量變形協(xié)調(diào)方程為：方程的解的一般形式為：d△幻：0(8)u()一cshkx+C2chkx+u)(3)考慮到1、2梁段的混凝土加載齡期不同及老化理論的基本特征，在任意t時(shí)刻的增長(zhǎng)率是相同的，式中，U為僅與剪力Q()分布有關(guān)的特解；系數(shù)c與加載齡期無關(guān)。則以梁段2為≠(t，r)的基準(zhǔn)，梁與C應(yīng)由梁的邊界條件確定。段1加載時(shí)間歷程為t—t+r，梁段2為t—t，則：對(duì)于確定的結(jié)構(gòu)，可由結(jié)構(gòu)承受的外荷載和邊界條件，根據(jù)虎克定律，得到截面任一點(diǎn)應(yīng)力的表：!一e(9)de(t，r，)?達(dá)式：[^(zl-

8、I--z。)-I-]d聲+l1dx一0(10)_(1__y3一百3-I~)EzU㈤一階微分方程在初始條件—ro時(shí)，其解為：