大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁彈模參數(shù)差異性研究

曹平

（中鐵二十一局集團(tuán)有限公司勘察設(shè)計(jì)院 甘肅蘭州 730000）

0 引言

某特大橋主橋上部結(jié)構(gòu)采用（40＋2×64＋40）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，主梁為單箱單室，懸臂部分箱梁采用變截面，梁高及底板厚度均按二次拋物線漸變。采用懸臂澆筑法施工。該連續(xù)梁已經(jīng)全部施工至6#塊時(shí)發(fā)現(xiàn)除0#塊、1#塊彈模滿足規(guī)范要求外，其余各塊彈模均較低，普遍在28GPa左右，只能達(dá)到規(guī)范彈模的70%，但強(qiáng)度均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。因此，有必要分析主梁彈性模量偏低對(duì)施工過程中主橋的安全性及其線形的影響，對(duì)指導(dǎo)施工具有很重要的意義[1]。

1 分析結(jié)果

1.1 分析方法

針對(duì)上述問題，采用有限元Midas軟件，根據(jù)該橋的施工過程，建立有限元分析模型。為了分析個(gè)別混凝土梁段彈性模量的降低對(duì)主梁應(yīng)力及線形的影響[2]，分為兩種工況。

工況一：所有梁段混凝土的彈性模量均按設(shè)計(jì)取值，即E=34.5Gpa；

工況二：將0、1#塊混凝土的彈模取為34.5Gpa，其余塊段混凝土的彈模調(diào)整為28GPa。

1.2 主梁撓度分析

1.2.1 恒載作用下各施工階段梁體撓度對(duì)比分析

恒載作用下各控制截面的主梁撓度數(shù)值見表1。

表1 控制截面的撓度（mm）

從表1可知：

（1）盡管主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量偏低，但各施工階段下（工況二）主梁的變形規(guī)律與設(shè)計(jì)狀態(tài)（工況一）基本一致；

（2）由于主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量的降低，受結(jié)構(gòu)自重及預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的綜合影響，導(dǎo)致恒載作用下主梁控制截面的撓度反拱值較設(shè)計(jì)值偏小[3]；

（3）對(duì)應(yīng)收縮徐變3650d后，兩種工況下主梁中跨跨中截面的撓度變化最大，最大相差4.5mm。

1.2.2 活載作用下主梁控制截面的撓度對(duì)比

活載作用下主梁控制截面的撓度對(duì)比分析結(jié)果見表2。

從表2可知：

表2 單線活載下的撓度（mm）

（1）由于主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量的降低，在活載作用下，主梁各控制截面的撓度值較設(shè)計(jì)值偏大[4]；

（2）兩種工況下主梁中跨跨中截面的撓度變化最大，最大相差0.87mm。

1.3 主梁應(yīng)力分析

恒載作用下主梁各施工階段控制截面應(yīng)力分析結(jié)果列于表3。

表3 各施工階段控制截面應(yīng)力（MPa）

從表3計(jì)算結(jié)果可知：

盡管主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈模降低，但在恒載作用下主梁各控制截面的最大應(yīng)力值變化較??；且最大壓應(yīng)力數(shù)值均小于混凝土的容許壓應(yīng)力，說明混凝土彈性模量的降低對(duì)主梁的施工安全影響較小[5]。

2 結(jié)論

通過以上分析，可得到如下的主要結(jié)論：

（1）由于主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量的降低，受結(jié)構(gòu)自重及預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的綜合影響，導(dǎo)致恒載作用下主梁控制截面的撓度反拱值較設(shè)計(jì)值偏小；收縮徐變3650d后，兩種工況下主梁中跨跨中截面的撓度變化最大，最大相差4.5mm。

（2）由于主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量的降低，在活載作用下，主梁各控制截面的撓度值較設(shè)計(jì)值偏大；兩種工況下主梁中跨跨中截面的撓度變化最大，最大相差0.87mm（單線）。

（3）盡管主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量的降低，但在恒載作用下主梁各控制截面的最大應(yīng)力值變化較??；且最大壓應(yīng)力數(shù)值均小于混凝土的容許壓應(yīng)力，說明混凝土彈性模量的降低對(duì)主梁的施工安全影響較小。

（4）由于主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量降低對(duì)主梁的恒載撓度影響較大，但對(duì)活載作用下的撓度影響相對(duì)較小。而恒載撓度可以通過施工控制調(diào)整預(yù)拱度標(biāo)高來消除其影響，所以主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量的降低不會(huì)引起主梁的撓度超標(biāo)問題。