谈杭长客专江山港特大桥连续梁混凝土徐变效应

高明洲 赫英毅

(中铁九局集团有限公司，辽宁 沈阳 110051)

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谈杭长客专江山港特大桥连续梁混凝土徐变效应

高明洲 赫英毅

(中铁九局集团有限公司，辽宁 沈阳 110051)

通过有限元软件桥梁博士与MIDAS建立结构模型，对杭长客专江山港特大桥连续梁混凝土后期徐变变形进行了计算，并对所得结果进行了对比分析，得出江山港大桥的后期变形主要由徐变控制，MIDAS的计算结果比桥梁博士的计算结果偏小些，为施工单位提供了各节段准确的立模标高，确保了该桥顺利合龙。

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1 工程概况

江山港连续梁桥为杭长客运专线中一个重要的部分，大跨度预应力混凝土连续梁桥，梁全长为421.5 m，计算跨度为(75+2×135+75)m，轨道铺设为无砟轨道，高铁专线设计时速达到350 km/h。

2 江山港特大桥后期徐变变形分析

2.1 基本计算参数

1)材料特性。C55混凝土：弹性模量为3.55 MPa；密度为2 650 kg/m3；泊松比：0.2；线膨胀系数为0.000 01；预应力钢绞线为1 860 MPa，Ep=1.95 MPa。

2)计算纵向预应力损失有关参数。波纹管孔道摩阻系数：u=0.230 rad；波纹管孔道偏差系数：k=0.002 5 m-1；锚具回缩(一端)：Δ=6 mm；钢筋松弛系数：ξ=0.025。

锚口及喇叭口损失：按锚外控制应力的6%计算。

3)荷载。一期恒载：混凝土结构自重，考虑钢筋容重为γ=26 kN/m3；二期恒载：包括钢轨、扣件、轨道板、附属设施等。取值为126.84 kN/m；预应力：纵向预应力钢索锚下张拉控制应力有1 210 MPa，1 230 MPa，1 250 MPa，1 280 MPa四种。设计活载采用ZK活载图式作为列车竖向活载。挂篮荷载：挂篮荷载总重按照挂篮设计图纸计算，取120 t/套。

4)徐变系数。中国TB 10002.3—2005铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范以下简称中铁05规范。

2.2 有限元模型

采用有限元分析软件桥梁博士与MIDAS建立其模型，并对其铺轨后若干年进行徐变变形计算分析。

江山港特大桥有限元模型主要包括主梁、挂篮、预应力筋三部分。有限元建立模型，预应力钢筋用预应力束模拟，挂篮则以荷载形式添加。

江山港大桥的空间有限元模型见图1。

2.3 采用桥博、MIDAS 计算所得结果的对比与分析

按照中铁05规范计算所得结果的对比分析。

2.3.1 应力

选取最大悬臂阶段、边跨合龙后、中跨合龙后、铺轨后、铺轨后5年和铺轨后20年时，桥梁博士、MIDAS按照中铁05规范(TB 10002.3—2005)计算所得的桥梁中心线顶、底板顺桥向正应力作为研究对象，进行对比分析。采用两种软件计算所得各阶段主梁应力对比图见图2～图13。

由图2～图5可知，在最大悬臂状态阶段、边跨合龙后采用两种软件计算所得的江山港大桥主梁顶、底板的应力基本一致。

由图6～图13可知在中跨合龙后，铺轨后，铺轨后5年，20年时，采用桥梁博士计算所得主梁的顶、底板应力均较采用MIDAS计算所得的大。

2.3.2 后期变形

以铺轨后桥梁的线形为基准，选取铺轨后5年和20年时，采用桥梁博士、MIDAS按照中铁05规范(TB 10002.3—2005)计算所得的江山港大桥主梁后期变形作为研究对象，对计算结果进行对比分析。采用两种软件计算所得铺轨后未来几年桥梁的后期变形曲线见图14，图15。

由图14，图15可知，在铺轨后5年，20年时，与采用MIDAS计算所得结果相比，采用桥梁博士计算所得由于混凝土徐变引起主梁的上拱初期较小、后期较大。铺轨5年后，采用桥博计算所得由于徐变引起主梁最大上拱值为采用MIDAS计算所得的1.2倍；铺轨20年后，采用桥博计算所得由于徐变引起主梁最大上拱值为采用MIDAS计算所得的1.36倍。

3 结语

连续梁桥的徐变问题对桥梁后期变形具有重要影响作用，对混凝土连续梁展开徐变的专题研究分析十分必要，通过对杭长客运专线江山港(75+2×135+75)m特大桥徐变效应的对比分析研究，得出如下结论：

1)江山港大桥的后期变形主要是由徐变控制的，徐变引起桥面的上拱。2)在中铁05规范下，通过运用桥梁博士与MIDAS计算得出的结果较为相似，MIDAS的计算结果比桥梁博士的计算结果偏小些。3)通过有限元软件模拟大桥的整个施工过程，并详细准确地计算该桥的后期徐变变形，从而为施工单位提供了各节段准确的立模标高，确保了该桥顺利合龙，误差非常小，而且还将确保在将来的运营过程中轨道的平顺性和乘车的舒适性。4)研究结果也将对其他大跨度桥梁的设计和施工有很强的指导性。

[1] Thomas E.Malyszko.徐变预测法评述[J].国外桥梁，1984(2)：116.

[2] R. H. EVANS， F. K. KONG.预应力混凝土的徐变[J].国外桥梁，1980(5)：269.

[3] 周 履，诸 林，黎锡吾.长跨度预应力混凝土铁路连续梁的收缩徐变计算[J].桥梁建设，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，高级工程师

1009-6825(2015)09-0151-03

U445.57

A