大跨連續(xù)梁長期下?lián)嫌绊懸蛩胤治?/h1>
2021-09-23 03:11:44劉歡
國防交通工程與技術(shù) 2021年5期
劉 歡
(中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，北京 102600)
自1964年，主跨208 m的預應力混凝土連續(xù)梁式橋Bendorf橋建成并運營后，大跨徑連續(xù)梁橋應用愈發(fā)廣泛，目前最大跨徑達330 m，為2006年建成的中國重慶石板坡長江大橋復線橋[1]。
隨著大跨徑連續(xù)梁的發(fā)展，跨中下?lián)蠁栴}逐漸凸顯，實際發(fā)生撓度與理論計算相差甚遠，甚至在運營10 a后，撓度仍在快速發(fā)展，嚴重影響了結(jié)構(gòu)受力及行車舒適性等[2-4]。如1977年建成的(72+241+72)m Koror-Babeldaob混凝土連續(xù)梁橋，在當時是世界上最大跨徑的后張法混凝土箱型梁橋，運營13 a后，撓度達1.2 m，6 a后對其進行加固，但僅三個月后就發(fā)生垮塌[5]。目前國內(nèi)交通主要線路通行繁忙，超載現(xiàn)象嚴重，使結(jié)構(gòu)下?lián)闲l(fā)明顯，故明確引起長期下?lián)显蚴谴罂鐝交炷吝B續(xù)梁橋設(shè)計與施工中亟需解決的問題。
1 長期下?lián)嫌绊懸蛩胤治?/h2>
大跨預應力混凝土連續(xù)梁跨中長期下?lián)蠁栴}明顯，且橋梁跨中長期撓度隨跨徑的增大而增大，本文針對引起主跨跨中長期下?lián)现饕蛩赝ㄟ^Midas Civil進行有限元模擬，并對比、分析計算結(jié)果。
從結(jié)構(gòu)受力角度來講，預應力混凝土連續(xù)箱梁橋長期撓度是由恒載、活載、預應力長期作用及混凝土收縮徐變引起的撓度變位產(chǎn)生的[6]，可表示為：
δ=(-δp+δd)[1+φ(t+t0)]+δL
(1)
式中：δ為合計變形；δd為恒載作用變形；δL為活載作用變形；δp為預應力效應變形；φ(t+t0)為加載齡期為t0、計算考慮的齡期為t時的徐變系數(shù)。
因此可知引起大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁長期下?lián)系脑蛑饕校?/p>
(1)縱、豎向有效預應力減小。預應力抵抗結(jié)構(gòu)下?lián)希S著有效預應力減小，貢獻降低，撓度增大，頂板和底板預應力損失都會不同程度影響到梁橋跨中長期撓度發(fā)展，且預應力損失越大，橋梁跨中撓度的增加速率也越大[7]。
(2)混凝土收縮徐變及由其導致鋼束與混凝土產(chǎn)生滑移引起的預應力損失是大跨預應力混凝土連續(xù)梁橋跨中下?lián)系闹饕?，在某種程度上講，可以通過考慮此兩項因素預測主跨跨中撓度發(fā)展[8]。
(3)撓度隨加載齡期增長而降低。
另外橋梁本身結(jié)構(gòu)剛度、使用階段結(jié)構(gòu)開裂、施工質(zhì)量及施工階段和成橋階段溫度變化的影響、鋼束布置都可對預應力混凝土梁橋跨中撓度產(chǎn)生較大的影響[9]。
其中對于徐變因素，通過對比《鐵路橋涵混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(TB 10092-2017)、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG 3362-2018)、美國混凝土協(xié)會(ACI)209委員會推出的易于電算且每個徐變系數(shù)都有具體數(shù)學表達式的ACI209系列徐變預測模型及相應計算方法[10]，前兩者分別采用CEB-FIP(1978)徐變預測模型、CEB-FIP(1990)徐變預測模型，經(jīng)理論計算模型及實測數(shù)據(jù)對比，第二種分析方法與實測值較為吻合，故本文章中基于第二種收縮徐變方法對比分析主梁剛度、縱向預應力有效應力兩種因素對預應力混凝土連續(xù)梁橋長期下?lián)嫌绊慬11]。
2 工程概述
2.1 工程概況
以某(95+162+95)m預應力混凝土連續(xù)梁橋為例，對引起長期下?lián)弦蛩剡M行對比分析，本橋為市政道路，跨越鐵路線，橋跨布置如圖1所示。
圖1 連續(xù)梁結(jié)構(gòu)(單位：m)
該連續(xù)梁采用單箱四室斜腹板截面，沿箱梁結(jié)構(gòu)中心線中支點處梁高9.5 m，邊支點等高段梁高3.5 m，中跨跨中梁高4.0 m，邊跨平直段長15.34 m，中跨平直段長17.0 m；其余梁底線形按1.6次拋物線變化。箱梁頂板寬34.4 m，邊跨底板寬20.503～25.957 m、中跨底板寬20.503～25.503 m。兩側(cè)懸臂長度為3.0 m；懸臂板端部厚0.2 m，根部厚0.6 m，橫橋向懸臂厚度線性變化；箱梁頂板厚0.3 m，中支點左右兩側(cè)25.5 m范圍頂板厚為0.52 m；底板厚度為0.3～1.0 m；邊腹板、中腹板厚度為0.45～0.75～1.0 m。中支點處對應墩身設(shè)置中橫梁，厚為5.0 m，邊支點處端橫梁厚2.0 m，中跨跨中隔墻厚0.5 m。箱梁橫斷面如圖2所示。
2.2 計算參數(shù)
設(shè)計環(huán)境類別：Ⅱ類；重要性系數(shù)：1.1；縱向按全預應力構(gòu)件設(shè)計，安全等級為Ⅰ級。
收縮徐變：環(huán)境條件按野外一般條件計算，相對濕度70%。混凝土徐變對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應按照規(guī)范(JTG 3362-2018)第4.3.9條辦理，收縮徐變引起的預應力損失按照規(guī)范(JTG 3362-2018)第6.2.7條辦理。
混凝土及普通鋼筋材料性能指標按照《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG 3362-2018)執(zhí)行，預應力鋼絞線力學性能指標及相關(guān)計算參數(shù)如下：彈性模量1.95×105MPa；標準強度1 860 MPa；抗拉強度設(shè)計值1 260 MPa；鋼絞線松弛系數(shù)0.3；孔道偏差系數(shù)0.001 5；孔道摩阻系數(shù)0.25，并經(jīng)現(xiàn)場試驗確定；錨具變形及鋼束回縮每端按6 mm計。
3 下?lián)嫌绊懸蛩氐挠邢拊治?/h2>3.1 橋梁剛度對比分析
橋梁結(jié)構(gòu)剛度與位移直接相關(guān)，通過改變梁體不同位置結(jié)構(gòu)尺寸，對長期跨中撓度影響效應進行分析。為減小其他因素影響，僅通過改變梁高來調(diào)整主梁剛度，提取自重及均布載下的長期跨中撓度。
針對(95+162+95)m連續(xù)梁擬定了11種結(jié)構(gòu)尺寸組，對應不同的跨中梁高及中支點梁高組合，分別固定中支點和跨中截面梁高，頂板、腹板、底板標準斷面厚度不變，梁底均1.6次方拋物線過渡，鋼束布置、荷載、邊界、收縮徐變、加載齡期及其他外部條件均保持一致。通過分析不同的結(jié)構(gòu)高度及高差比，計算出跨中長期撓度值，并進行對比分析。
(1)在跨中截面高度固定的情況下，改變中支點梁高，梁底線形按拋物線過渡，得到表1數(shù)據(jù)及圖3、圖4曲線。
表1 中支點梁高變化撓度結(jié)果分析
由表1及圖3、圖4可知，對于等高梁，增大中支點梁高調(diào)整為變高梁，自重及均布載撓度與高差比基本成二次曲線關(guān)系，高差比越大，撓度越??；增加中支點梁高對跨中自重影響相對較小，故對撓度降低效應較為明顯；撓度減小速率在高差比為0.5前均較大，撓度減小比較明顯，隨著高差比越來越大，撓度減小速率逐漸變小，當高差比達到一個界值，在自重及均布載作用下，跨中撓度降低效應不再顯著，即當中支點達到一定高度后，對跨中撓度影響效應相對較小。
圖3 不同跨中、支點高差比下自重引起撓度對比
圖4 不同跨中、支點高差比下均布載引起撓度對比
(2)在中支點截面高度固定的情況下，改變跨中截面梁高，梁底線形按拋物線過渡，得到表2數(shù)據(jù)及圖3、圖4曲線。
表2 跨中梁高變化撓度結(jié)果分析
由圖3、圖4可知，當中支點梁高固定，增大跨中截面高度，雖整體剛度增大，但在自重作用下跨中撓度也在增大，與整體剛度增大對跨中撓度效應相比，自重增加引起的效應更大；當中支點高度固定的情況下，中支點高度與均布載引起的跨中撓度基本成線性關(guān)系，跨中支點高度越大，均布載引起的跨中撓度越小；在高差比相同的情況下，在均布載作用下增加中支點高度比增大跨中截面高度引起的跨中撓度減小效果更為顯著。
(3)通過改變結(jié)構(gòu)平直段長度來調(diào)整主梁剛度并使結(jié)構(gòu)自重基本一致，結(jié)構(gòu)尺寸及跨中10 a徐變撓度(含其它荷載、不含鋼束影響)見表3。
由表3可知，結(jié)構(gòu)尺寸2相比結(jié)構(gòu)尺寸1跨中梁高加大，中支點梁高不變，梁底按1.6次拋物線過渡，跨中平直段由3 m延長至17 m，進而降低了底板厚度及平均梁高，雖然結(jié)構(gòu)整體高度加大，但底板厚度降低；結(jié)構(gòu)3相比結(jié)構(gòu)4，僅平直段增加，但整體剛度減小、自重減小。
表3 不同結(jié)構(gòu)高度撓度結(jié)果分析
由有限元模擬結(jié)果可知，不考慮鋼束的情況下，跨中和支點梁高分別增高0.5 m，平直段均延長至17 m及僅中支點梁高增高0.5 m、平直段不變?nèi)N結(jié)構(gòu)尺寸，相對中支點梁高為9.5 m、跨中梁高為3.5 m、3 m平直段的結(jié)構(gòu)，10 a收縮徐變引起的跨中撓度分別降低約7.8%、8.5%、6.5%，10 a跨中總撓度分別降低約4.6%、9.3%、7.5%。可見，增大跨中支點或跨中梁高對減小跨中撓度效果均較顯著，故當大跨連續(xù)梁中支點截面高度受限時，在保持整體結(jié)構(gòu)自重基本一致的情況下，適當加大跨中截面高度能有效的降低結(jié)構(gòu)跨中撓度，且對結(jié)構(gòu)收縮徐變引起的跨中下?lián)嫌忻黠@的改善。適當增加平直段長度雖整體剛度降低，但由于自重減小，在一定范圍內(nèi)對總跨中撓度降低也會貢獻有利效應，且平直段延長后跨中鋼束損失減小，也會減小跨中長期撓度。
本工程最終因中支點范圍梁高受限，故選用中支點梁高9.5 m、跨中梁高4.0 m、平直段17.0 m長的結(jié)構(gòu)尺寸，二恒作用下跨中撓度為60.2 mm，10 a收縮徐變引起的跨中撓度為4.7 mm。且根據(jù)上述結(jié)論，中支點及跨中斷面高差比也在合理范圍內(nèi)。
3.2 預應力損失影響
大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁橋縱向預應力鋼束較多，許多學者對此進行了研究，發(fā)現(xiàn)由于預應力松弛、混凝土收縮徐變等因素導致管道之間滑移，從而有效預應力減小[12]。預應力損失不僅會引起結(jié)構(gòu)長期下?lián)?，還會引起結(jié)構(gòu)開裂。本文通過改變頂?shù)装宀煌课坏匿撌行ьA應力損失，對比分析跨中10 a后徐變撓度見表4。
表4 有效預應力損失引起長期撓度值
正?？紤]鋼束損失時，梁體10 a收縮徐變撓度為4.7 mm。由表4可知，整體、頂板及底板鋼束損失10%分別引起的跨中長期撓度增長倍數(shù)為3.9、2.7、3.1，而相應的損失20%、30%引起的跨中長期撓度分別約為損失10%的1.8、2.5倍。綜合可知，預應力鋼束的位置、預應力損失水平對大跨預應力混凝土連續(xù)梁橋主跨跨中長期撓度有較大的影響；對于大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁，底板縱向預應力損失較頂板預應力損失對橋梁主跨跨中長期撓度的影響更顯著。
4 結(jié)論
經(jīng)對預應力混凝土連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)尺寸、鋼束損失不同工況進行有限元分析，可知：
(1)對于等高梁，增大中支點梁高調(diào)整為變高梁，自重及均布載引起的撓度與高差比基本成二次曲線關(guān)系，高差比越大，長期撓度越小。
(2)增加中支點梁高對跨中自重影響相對較小，故對長期撓度降低效應較為明顯；當高差比達到一個界值，對跨中長期撓度影響效應相對較小。
(3)在跨中及支點截面高差比相同的情況下，在均布載作用下增加中支點高度比增大跨中截面高度引起的跨中長期撓度減小效果更為顯著。
(4)在結(jié)構(gòu)自重基本一致時，適當增加跨中梁高與增加支點梁高對跨中長期撓度影響程度接近。
(5)預應力損失對跨中長期撓度影響較大，其中本工程實例整體、頂、底板鋼束損失20%、30%引起的跨中長期撓度基本一致，分別約為相應損失10%的1.8、2.5倍。
(6)底板預應力損失相比頂板預應力損失對跨中長期撓度影響更為顯著。
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劉 歡
(中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，北京 102600)
自1964年，主跨208 m的預應力混凝土連續(xù)梁式橋Bendorf橋建成并運營后，大跨徑連續(xù)梁橋應用愈發(fā)廣泛，目前最大跨徑達330 m，為2006年建成的中國重慶石板坡長江大橋復線橋[1]。
隨著大跨徑連續(xù)梁的發(fā)展，跨中下?lián)蠁栴}逐漸凸顯，實際發(fā)生撓度與理論計算相差甚遠，甚至在運營10 a后，撓度仍在快速發(fā)展，嚴重影響了結(jié)構(gòu)受力及行車舒適性等[2-4]。如1977年建成的(72+241+72)m Koror-Babeldaob混凝土連續(xù)梁橋，在當時是世界上最大跨徑的后張法混凝土箱型梁橋，運營13 a后，撓度達1.2 m，6 a后對其進行加固，但僅三個月后就發(fā)生垮塌[5]。目前國內(nèi)交通主要線路通行繁忙，超載現(xiàn)象嚴重，使結(jié)構(gòu)下?lián)闲l(fā)明顯，故明確引起長期下?lián)显蚴谴罂鐝交炷吝B續(xù)梁橋設(shè)計與施工中亟需解決的問題。
1 長期下?lián)嫌绊懸蛩胤治?/h2>
大跨預應力混凝土連續(xù)梁跨中長期下?lián)蠁栴}明顯，且橋梁跨中長期撓度隨跨徑的增大而增大，本文針對引起主跨跨中長期下?lián)现饕蛩赝ㄟ^Midas Civil進行有限元模擬，并對比、分析計算結(jié)果。
從結(jié)構(gòu)受力角度來講，預應力混凝土連續(xù)箱梁橋長期撓度是由恒載、活載、預應力長期作用及混凝土收縮徐變引起的撓度變位產(chǎn)生的[6]，可表示為：
δ=(-δp+δd)[1+φ(t+t0)]+δL
(1)
式中：δ為合計變形；δd為恒載作用變形；δL為活載作用變形；δp為預應力效應變形；φ(t+t0)為加載齡期為t0、計算考慮的齡期為t時的徐變系數(shù)。
因此可知引起大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁長期下?lián)系脑蛑饕校?/p>
(1)縱、豎向有效預應力減小。預應力抵抗結(jié)構(gòu)下?lián)希S著有效預應力減小，貢獻降低，撓度增大，頂板和底板預應力損失都會不同程度影響到梁橋跨中長期撓度發(fā)展，且預應力損失越大，橋梁跨中撓度的增加速率也越大[7]。
(2)混凝土收縮徐變及由其導致鋼束與混凝土產(chǎn)生滑移引起的預應力損失是大跨預應力混凝土連續(xù)梁橋跨中下?lián)系闹饕?，在某種程度上講，可以通過考慮此兩項因素預測主跨跨中撓度發(fā)展[8]。
(3)撓度隨加載齡期增長而降低。
另外橋梁本身結(jié)構(gòu)剛度、使用階段結(jié)構(gòu)開裂、施工質(zhì)量及施工階段和成橋階段溫度變化的影響、鋼束布置都可對預應力混凝土梁橋跨中撓度產(chǎn)生較大的影響[9]。
其中對于徐變因素，通過對比《鐵路橋涵混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(TB 10092-2017)、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG 3362-2018)、美國混凝土協(xié)會(ACI)209委員會推出的易于電算且每個徐變系數(shù)都有具體數(shù)學表達式的ACI209系列徐變預測模型及相應計算方法[10]，前兩者分別采用CEB-FIP(1978)徐變預測模型、CEB-FIP(1990)徐變預測模型，經(jīng)理論計算模型及實測數(shù)據(jù)對比，第二種分析方法與實測值較為吻合，故本文章中基于第二種收縮徐變方法對比分析主梁剛度、縱向預應力有效應力兩種因素對預應力混凝土連續(xù)梁橋長期下?lián)嫌绊慬11]。
2 工程概述
2.1 工程概況
以某(95+162+95)m預應力混凝土連續(xù)梁橋為例，對引起長期下?lián)弦蛩剡M行對比分析，本橋為市政道路，跨越鐵路線，橋跨布置如圖1所示。
圖1 連續(xù)梁結(jié)構(gòu)(單位：m)
該連續(xù)梁采用單箱四室斜腹板截面，沿箱梁結(jié)構(gòu)中心線中支點處梁高9.5 m，邊支點等高段梁高3.5 m，中跨跨中梁高4.0 m，邊跨平直段長15.34 m，中跨平直段長17.0 m；其余梁底線形按1.6次拋物線變化。箱梁頂板寬34.4 m，邊跨底板寬20.503～25.957 m、中跨底板寬20.503～25.503 m。兩側(cè)懸臂長度為3.0 m；懸臂板端部厚0.2 m，根部厚0.6 m，橫橋向懸臂厚度線性變化；箱梁頂板厚0.3 m，中支點左右兩側(cè)25.5 m范圍頂板厚為0.52 m；底板厚度為0.3～1.0 m；邊腹板、中腹板厚度為0.45～0.75～1.0 m。中支點處對應墩身設(shè)置中橫梁，厚為5.0 m，邊支點處端橫梁厚2.0 m，中跨跨中隔墻厚0.5 m。箱梁橫斷面如圖2所示。
2.2 計算參數(shù)
設(shè)計環(huán)境類別：Ⅱ類；重要性系數(shù)：1.1；縱向按全預應力構(gòu)件設(shè)計，安全等級為Ⅰ級。
收縮徐變：環(huán)境條件按野外一般條件計算，相對濕度70%。混凝土徐變對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應按照規(guī)范(JTG 3362-2018)第4.3.9條辦理，收縮徐變引起的預應力損失按照規(guī)范(JTG 3362-2018)第6.2.7條辦理。
混凝土及普通鋼筋材料性能指標按照《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG 3362-2018)執(zhí)行，預應力鋼絞線力學性能指標及相關(guān)計算參數(shù)如下：彈性模量1.95×105MPa；標準強度1 860 MPa；抗拉強度設(shè)計值1 260 MPa；鋼絞線松弛系數(shù)0.3；孔道偏差系數(shù)0.001 5；孔道摩阻系數(shù)0.25，并經(jīng)現(xiàn)場試驗確定；錨具變形及鋼束回縮每端按6 mm計。
3 下?lián)嫌绊懸蛩氐挠邢拊治?/h2>3.1 橋梁剛度對比分析
橋梁結(jié)構(gòu)剛度與位移直接相關(guān)，通過改變梁體不同位置結(jié)構(gòu)尺寸，對長期跨中撓度影響效應進行分析。為減小其他因素影響，僅通過改變梁高來調(diào)整主梁剛度，提取自重及均布載下的長期跨中撓度。
針對(95+162+95)m連續(xù)梁擬定了11種結(jié)構(gòu)尺寸組，對應不同的跨中梁高及中支點梁高組合，分別固定中支點和跨中截面梁高，頂板、腹板、底板標準斷面厚度不變，梁底均1.6次方拋物線過渡，鋼束布置、荷載、邊界、收縮徐變、加載齡期及其他外部條件均保持一致。通過分析不同的結(jié)構(gòu)高度及高差比，計算出跨中長期撓度值，并進行對比分析。
(1)在跨中截面高度固定的情況下，改變中支點梁高，梁底線形按拋物線過渡，得到表1數(shù)據(jù)及圖3、圖4曲線。
表1 中支點梁高變化撓度結(jié)果分析
由表1及圖3、圖4可知，對于等高梁，增大中支點梁高調(diào)整為變高梁，自重及均布載撓度與高差比基本成二次曲線關(guān)系，高差比越大，撓度越??；增加中支點梁高對跨中自重影響相對較小，故對撓度降低效應較為明顯；撓度減小速率在高差比為0.5前均較大，撓度減小比較明顯，隨著高差比越來越大，撓度減小速率逐漸變小，當高差比達到一個界值，在自重及均布載作用下，跨中撓度降低效應不再顯著，即當中支點達到一定高度后，對跨中撓度影響效應相對較小。
圖3 不同跨中、支點高差比下自重引起撓度對比
圖4 不同跨中、支點高差比下均布載引起撓度對比
(2)在中支點截面高度固定的情況下，改變跨中截面梁高，梁底線形按拋物線過渡，得到表2數(shù)據(jù)及圖3、圖4曲線。
表2 跨中梁高變化撓度結(jié)果分析
由圖3、圖4可知，當中支點梁高固定，增大跨中截面高度，雖整體剛度增大，但在自重作用下跨中撓度也在增大，與整體剛度增大對跨中撓度效應相比，自重增加引起的效應更大；當中支點高度固定的情況下，中支點高度與均布載引起的跨中撓度基本成線性關(guān)系，跨中支點高度越大，均布載引起的跨中撓度越小；在高差比相同的情況下，在均布載作用下增加中支點高度比增大跨中截面高度引起的跨中撓度減小效果更為顯著。
(3)通過改變結(jié)構(gòu)平直段長度來調(diào)整主梁剛度并使結(jié)構(gòu)自重基本一致，結(jié)構(gòu)尺寸及跨中10 a徐變撓度(含其它荷載、不含鋼束影響)見表3。
由表3可知，結(jié)構(gòu)尺寸2相比結(jié)構(gòu)尺寸1跨中梁高加大，中支點梁高不變，梁底按1.6次拋物線過渡，跨中平直段由3 m延長至17 m，進而降低了底板厚度及平均梁高，雖然結(jié)構(gòu)整體高度加大，但底板厚度降低；結(jié)構(gòu)3相比結(jié)構(gòu)4，僅平直段增加，但整體剛度減小、自重減小。
表3 不同結(jié)構(gòu)高度撓度結(jié)果分析
由有限元模擬結(jié)果可知，不考慮鋼束的情況下，跨中和支點梁高分別增高0.5 m，平直段均延長至17 m及僅中支點梁高增高0.5 m、平直段不變?nèi)N結(jié)構(gòu)尺寸，相對中支點梁高為9.5 m、跨中梁高為3.5 m、3 m平直段的結(jié)構(gòu)，10 a收縮徐變引起的跨中撓度分別降低約7.8%、8.5%、6.5%，10 a跨中總撓度分別降低約4.6%、9.3%、7.5%。可見，增大跨中支點或跨中梁高對減小跨中撓度效果均較顯著，故當大跨連續(xù)梁中支點截面高度受限時，在保持整體結(jié)構(gòu)自重基本一致的情況下，適當加大跨中截面高度能有效的降低結(jié)構(gòu)跨中撓度，且對結(jié)構(gòu)收縮徐變引起的跨中下?lián)嫌忻黠@的改善。適當增加平直段長度雖整體剛度降低，但由于自重減小，在一定范圍內(nèi)對總跨中撓度降低也會貢獻有利效應，且平直段延長后跨中鋼束損失減小，也會減小跨中長期撓度。
本工程最終因中支點范圍梁高受限，故選用中支點梁高9.5 m、跨中梁高4.0 m、平直段17.0 m長的結(jié)構(gòu)尺寸，二恒作用下跨中撓度為60.2 mm，10 a收縮徐變引起的跨中撓度為4.7 mm。且根據(jù)上述結(jié)論，中支點及跨中斷面高差比也在合理范圍內(nèi)。
3.2 預應力損失影響
大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁橋縱向預應力鋼束較多，許多學者對此進行了研究，發(fā)現(xiàn)由于預應力松弛、混凝土收縮徐變等因素導致管道之間滑移，從而有效預應力減小[12]。預應力損失不僅會引起結(jié)構(gòu)長期下?lián)?，還會引起結(jié)構(gòu)開裂。本文通過改變頂?shù)装宀煌课坏匿撌行ьA應力損失，對比分析跨中10 a后徐變撓度見表4。
表4 有效預應力損失引起長期撓度值
正?？紤]鋼束損失時，梁體10 a收縮徐變撓度為4.7 mm。由表4可知，整體、頂板及底板鋼束損失10%分別引起的跨中長期撓度增長倍數(shù)為3.9、2.7、3.1，而相應的損失20%、30%引起的跨中長期撓度分別約為損失10%的1.8、2.5倍。綜合可知，預應力鋼束的位置、預應力損失水平對大跨預應力混凝土連續(xù)梁橋主跨跨中長期撓度有較大的影響；對于大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁，底板縱向預應力損失較頂板預應力損失對橋梁主跨跨中長期撓度的影響更顯著。
4 結(jié)論
經(jīng)對預應力混凝土連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)尺寸、鋼束損失不同工況進行有限元分析，可知：
(1)對于等高梁，增大中支點梁高調(diào)整為變高梁，自重及均布載引起的撓度與高差比基本成二次曲線關(guān)系，高差比越大，長期撓度越小。
(2)增加中支點梁高對跨中自重影響相對較小，故對長期撓度降低效應較為明顯；當高差比達到一個界值，對跨中長期撓度影響效應相對較小。
(3)在跨中及支點截面高差比相同的情況下，在均布載作用下增加中支點高度比增大跨中截面高度引起的跨中長期撓度減小效果更為顯著。
(4)在結(jié)構(gòu)自重基本一致時，適當增加跨中梁高與增加支點梁高對跨中長期撓度影響程度接近。
(5)預應力損失對跨中長期撓度影響較大，其中本工程實例整體、頂、底板鋼束損失20%、30%引起的跨中長期撓度基本一致，分別約為相應損失10%的1.8、2.5倍。
(6)底板預應力損失相比頂板預應力損失對跨中長期撓度影響更為顯著。
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