发布时间 : 星期四 文章连续刚构桥发展史更新完毕开始阅读
预应力损失大，有效预应力不易得到保证，教训是斜裂缝大量出现。目前已认识到取消弯起束是不妥当的！于是重新回到设弯起束的正确轨道上来。但为此已付出了代价。
设计中通常仅从纵向和竖向二维来分析主拉应力，但很不够，没有考虑横向的影响。不考虑横向应力的影响，必然使计算的主拉应力值偏小。正如《苏通大桥副桥连续刚构设计》一文所说，“经计算分析，箱梁的横向荷载对腹板产生的效应很大。考虑此项效应的主拉应力将远超出规范允许值”。
此外，由于采用箱形截面，扭转、翘曲、畸变也会使腹板中的剪应力加大，从而增大主拉应力。因此，应该按三维进行分析。过去大跨径梁桥出现较多斜裂缝，重要原因之一是与设计上对主拉应力估计不足有关。腹板偏薄，配置普通钢筋偏少，也会导致腹板斜裂缝的产生。
在箱梁腹板内外侧均有可能存在横向拉应力，当配筋不足时会在腹板发生纵向裂缝。 变截面箱梁的底板由于施加预应力而产生径向力，当底板横向配筋不足，会在底板横向跨中下缘及横向两侧底板加腋开始的上缘，出现纵向裂缝。
参考文献：
[1]. 杨高中.连续刚构桥在我国的应用和发展[J].中国公路学报.1998.6 [2]. 范立础编著.预应力混凝土连续梁桥.人民交通出版社.1988.2
从１９８８年我国第一座连续刚构桥建成到现在已经１０年了 ,１０年中连续刚构桥以其结构简单、受力合理而得到广泛的应用和迅速的发展。虎门大桥辅航道桥以其主跨２７０ｍ的跨径跃居世界现有同类桥型的首位。随着新问题的出现及其解决 ,将进一步推动本桥型在我国的应用和发展 ......
最大跨径连续刚构桥合龙
本报讯 (记者王丰 通讯员刘德联)11月11日早晨6时20分，在时速350公里的广深港铁路客运专线现场，经过中国铁建十四局集团的精心施工，全长168米的连续刚构桥全部成功合龙（见图，王丰摄），创中国铁路连续刚构桥跨径之最。
位于沙湾镇境内的沙湾水道特大桥全长18.081公里，主桥跨沙湾、紫坭水道，其中有4孔主跨连续刚构桥梁每跨168米，桥高45米，建于国家一级航道的深水中，水中墩水深13米，大桥建设为广深港铁路客运专线建设的重难点工程。
大桥主跨设计为168米长的双跨连续刚构梁，这在中国铁路建设史上还是首次。施工难度大，科技含量高。承担本工程建设的中国铁建十四局集团广州工程指挥部专门成立了科技攻关小组，并聘请了有
关专家作为技术顾问，共同对本桥进行线型和应力监控。因沙湾水道特大桥６个主墩位于沙湾水道正中间，河床为裸露基岩，承台设计全部深埋于河床基岩中。按照正常施工方法，双壁钢围堰根本无法下沉到位。在集团公司专家组和项目部多次调查论证后，决定采用水下爆破法先开挖水下基坑，再下沉双壁钢围堰的方法。
客运专线168米双主跨连续刚构桥施工目前国内尚无成功经验，而且本桥采用无砟轨道，梁部采用先中跨后边跨的合龙方式，对悬灌梁施工过程中线形、应力控制和成桥后跨中挠度要求都非常之高，难度很大。项目攻关小组对大桥梁部首先对施工荷载、桥梁恒载、机车活载、温度影响等进行了准确地建模计算，施工中攻克多个技术难题。
新规范下大跨连续刚构桥长期挠度计算的反思
王培金1,2 盛洪飞1 孙 飞1
（1 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 哈尔滨 150090
(2 山东省交通规划设计院 济南 250031）
摘 要：提高对混凝土收缩徐变的长期预测精度，是大跨度桥梁设计中要解决的一个关键问题。 考虑新规范中可变作用准永久值的影响，分三个阶段对大跨度预应力混凝土连续刚构桥的徐变 变形进行理论分析，探讨预测大跨度连续刚构桥长期挠度的方法，为此类桥梁的长期挠度预测 及改进设计方面提供依据。
关键词：桥梁工程；准永久值；分阶段；连续刚构；徐变变形；长期挠度预测
0 前 言
现有大跨度连续刚构桥跨中下挠过大已成为一种普遍的现象，尤其后期变形继续加大的问题出乎设计预测之外，这也是广大工程师们十分头疼的问题。究其原因主要是对混凝土收缩徐变的影响程度及长期性严重估计不足。预应力混凝土连续刚构桥由于混凝土的固有性能收缩徐变的影响，必然会造成桥梁结构的几何线型和内力状态随时间而发生变化，某建于1997年的主跨270m连续刚构桥，至2003年12月，实测下挠了22㎝；某主跨245m的一座同类结构的大桥，跨中也严重下挠，最大达32㎝。许多大跨度桥梁都有类似的现象，这会使桥梁运营期内出现不良线型而引起乘客的不舒适感，甚至危及高速行车时的安全。
文献对主跨270m的连续刚构桥进行了连续7年的长期观测，结果是其主跨跨中挠度因混凝土徐变、收缩等因素逐年增长，而且尚未停止。因此提高混凝土收缩徐变的长期预测精度对连续刚构桥长期变形的分析和控制具有非常重要的现实意义。本文的分析方法可对该类型桥的使用状况有一个直观的认识，探索出一个较准确预测大跨度连续刚构桥长期挠度的方法，为此类桥梁的长期挠度预测及改进设计方面提供依据。
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1 预测长期挠度的方法
徐变变形预测的传统方法仅考虑一、二期恒载的长期作用，实践证明，该方法对混凝土收缩徐变的影响程度及长期性估计不足，即目前对徐变变形还难于从理论上给出非常准确的预测，因此对实桥进行挠度观测和理论计算研究就显得非常重要。新规范采用以概率理论为基础的极限状态法，以大
量调查实测资料和试验数据为基础，运用统计数学的方法，寻求各随机变量的统计规律，规定在长期效应组合中应考虑可变作用准永久值的影响，使结构设计更符合客观实际。本文拟用文献提供的某主跨270m连续刚构桥挠度长期观测的实测数据，考虑新规范中的准永久值来对理论徐变计算值进行验证，并通过有限元分析，最终对成桥后的长期徐变变形给出较准确的预测。
由于桥梁结构在营运状态下的应力一般不会很大(一般?kc?0.5fck)，可以应用混凝土的线性徐变理论，分批施加应力所产生的应变满足叠加原理。故本文分如下三个阶段对实桥的徐变变形进行分析：第一阶段是在主体结构施工完成后但尚未进行二期恒载施工的间隙时间；第二阶段是二期恒载施工完成后但尚未通车的传统长期徐变挠度预测方法；第三阶段是考虑准永久值后运营期内的长期挠度预测。
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2 桥例分析
2.1工程简介
某主跨270m的双壁墩预应力混凝土连续刚构桥，跨径布置为150m+270m+150m，主梁采用变截面箱形形式，桥宽31 m，分上下平行的2个单独桥方案，单桥宽15 m，上部构造采用悬臂浇筑的施工方法，其挠度长期观测数据如表1所示（只列出一幅桥（左线桥）的主跨跨中挠度的数据进行分析）。
表1 主跨跨中累计挠度实测数据
图1 有限元计算模型
时间 (年月) 挠度(㎜) 1997－ 12 0 1998－ 05 0.63 1999－ 03 60.31 2000－ 01 96.83 2000－ 11 137.69 2001－ 12 161.92 2002－ 12 179.6 2003－ 12 207.49 2.2计算分析
本文使用大型通用有限元程序ANSYS对该桥的徐变变形及其随时间的发展规律进行3维有限元分析。利用ANSYS的用户程序特性（UPFs）进行2次开发，嵌入新规范中混凝土的徐变公式，混凝土的收缩按降温法等效考虑，利用ANSYS中单元的生死功能模拟施工过程。建模时混凝土部分采用solid95实体单元；预应力钢筋采用link8单元，ANSYS中考虑预应力的方法有很多种，如等效荷载法、初始应变法、降温法，本文采用初始应变法，将混凝土和预应力筋沿桥梁纵向划分为若干单元，可以实现混凝土与预应力钢筋共同工作，通过每个单元不同的实常数模拟力筋各处不同的应力，可以模拟应力损失的影响。但是该模型未考虑灌浆过程，即对于力筋的滑动问题，实桥采用后张法施工，在张拉过程中，力筋与混凝土之间没有粘结，存在接触与滑动，同时该阶段应按净截面计算应力，在张拉完毕灌浆后混凝土与力筋建立了粘结，实际上该简化对计算结果影响非常小。其有限元模型见图1所示，该桥是按全预应力进行设计，因为现关心的是徐变变形，以下计算仅给出徐变变形的计算结果，最后再与实测结果进行对比分析。
2.2.1第一阶段主体结构合拢后但尚未进行二期恒载施工的徐变变形 表2为桥梁主体结构合拢后随龄期而增长的徐变变形值，可以看出：徐变引起主梁上拱
（负值），中孔跨中的徐变上拱变形均随时间而增长。
表2 桥梁主体结构合拢后随龄期而增长的徐变变形值 合拢后的天数（d） 中孔跨中竖向变位（mm） 10 -2.74 20 -4.58 30 -6.57 40 -8.71 50 -10.71 60 -12.28 以上结果表明：在一期恒载作用下的徐变变形随时间上挠，这对于后期的徐变变形是有利的，因此，尽量推迟二期恒载的施工时间能够减小后期的徐变变形。但是，在实际工程中往往工期比较紧，混凝土强度上来之后便立即施工二期恒载，下面假设二期恒载的施工周期为40天。
2.2.2第二阶段二期恒载施工完成后的长期徐变变形 全桥合拢后，二期荷载的施工周期为40天，此时二期载施工完成后的跨中长期徐变挠度随时间的计算结
果如表3所示。可以看出，一、二期恒载共同作用下的长期徐变变形是下挠的，并且下挠值随时间的增长而增长，到300天基本达到徐变半终值，1800天后基本趋于稳定。
表3 二阶段徐变挠度随时间的计算结果/㎜ 持荷时间（d） 跨中竖向变位 150 34.72 450 53.66 750 68.36 1050 73.34 1440 77.66 1800 79.71 2160 81.65 注：表中持荷时间指二期恒载施工完成后开始的。 2.2.3运营阶段考虑准永久值以后的长期挠度预测 按旧规范的传统长期徐变挠度预测的方法仅考虑一、二期恒载及预应力效应；新规范[2]将可变作用准永久
值作为长期效应组合的一部分进行正常使用极限状态设计，据此对考虑准永久值后的长期挠度作如下分析：
表4 三阶段考虑准永久值后的徐变挠度随时间的计算结果/㎜