预应力混凝土桥梁起拱度的计算方法

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预应力混凝土桥梁起拱度的计算方法 马军辉 321000 金华市公路桥梁建设有限公司金华市 - 摘要：利用预应力混凝土梁弹性徐变统一计算理论和杆件有限元的知识，对某预应力混凝土桥梁的起 拱度进行计算，并探讨了混凝土徐变系数的变化对该桥起拱度的影响。 关键词：预应力混凝土桥；起拱度；徐变系数；有限元法，计算方法 1 引言 预应力混凝土构件所使用的材料一般都是高强度材料，相对普通钢筋混凝土来说，在同样承载能力下， 其截面尺寸较小。因此，应注意验算预应力混凝土受弯构件的挠度，防止过大的正负挠度影响构件的正常 使用。预应力混凝土受弯构件的挠度是由荷载产生的下挠度和偏心预加力引起的起拱度两部分组成。给定 恒载，不难算出预应力施加完毕后的起拱值ｆｙ。但这只是起拱值的一部分。起拱度因受混凝土徐变的影 响随时间的增长而增大。徐变变形与许多因素有关，如混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小、加荷时 混凝土的龄期、混凝土的组成成分的品质和配合比、结构形状尺寸以及养护和使用条件下的温度与湿度等。 实践证明，如果施工中对徐变影响无控制或控制不当，由于混凝土徐变引起的起拱ｆｘ将占起拱总值的大 =(1.53.0) 部分，即ｆｘ～ｆｙ或更大。不仅如此，混凝土的收缩和徐变，使预应力混凝土构件缩短，因而将 引起筋束中的预拉应力的下降，通常称此为预应力损失。显然，筋束的预应力损失，也相应地使混凝土中 [1] 的预压应力减小。混凝土的收缩和徐变值越大，则预应力损失值就越大，对预应力混凝土结构就越不利。 因此，在预应力混凝土结构的设计和施工中，应尽量减少混凝土的收缩和徐变，并应尽量准确地确定混凝 土的收缩变形和徐变变形值。考虑到混凝土徐变产生的原因较为复杂，目前的解释也不尽相同，而且在露 天环境下工作的桥梁结构，影响混凝土徐变的各项因素不易确定，鉴于所有这些变化的原因，精确地确定 徐变的大小是不容易的，往往是利用建立在试验资料基础上的经验公式而求得。因此混凝土徐变引起的起 拱ｆｘ也是粗略解，缺乏有力的理论公式。在国内许多设计、施工及监理工作中，尚未见过有图纸给出起 拱的设计值。桥面标高设计取值时，也未予以考虑。施工承包人对起拱普遍缺乏认识，也无相应的控制措 施，任其发生，起拱值形形色色，致使安装后梁整体上下面参差不齐。当起拱值过大，无法保证桥面铺装 厚度时，只得调整路线纵断面，这方面的经验教训，国内外都比较多。由于预应力混凝土结构有其独特的 优越性，所以它在近数十年来得到了迅猛的发展。但是混凝土徐变的不断发展带来过度的起拱，影响结构 的正常使用，一直是困扰工程技术人员的重要问题。长期以来，国内外对徐变进行了大量的研究，已经根 据这些研究成果获得了许多计算方法。但是，这些计算理论和方法往往很繁杂，并且没有相应的电算程序， 使手算的工作量较大，给工程人员带来诸多不便。综上所述，为了避免起拱度带来的诸多麻烦，迫切需要 一种能满足工程实际的计算方法，较精确地求得预应力混凝土桥梁的起拱值，从而采取有效措施对起拱度 加以控制。 2.1 简支梁起拱度的计算 1-30 梁单元的变位图见图，利用预应力混凝土梁弹性徐变统一计算理论对该ｍ简支Ｔ梁进行起拱度的计 [2]1 算，简支梁各点的起拱度见表。 1 图梁单元变位图 此主题相关图片如下：