水电站缆机基础拱桥板拱结构的收缩徐变性能试验研究

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长期以来,拱桥一直是大跨径桥梁的主要形式之一。混凝土拱桥一般是超静定结构,由于混凝土收缩、徐变以及温度变化将在结构内部产生二次内力,使得拱桥成桥后的受力状态非常复杂。因此为了了解混凝土拱桥的真实受力状态,对混凝土拱桥的收缩徐变及其引起的内力重分布进行实验研究非常重要。本文结合云南小湾水电站左岸缆机基础拱桥施工长期监测工作,对混凝土拱桥板拱结构的收缩徐变进行现场试验研究。1)本文结合云南小湾水电站左岸缆机基础拱桥施工长期监测工作,对混凝土拱桥进行了长达2年的收缩徐变监测实验研究。得到了拱桥拱圈混凝土和钢筋的实测应变和应力时程曲线,这对以后指导缆机基础拱桥的设计和施工具有重要意义。2)本文通过对圈混凝土和钢筋的实测应变和应力时程曲线的研究发现,混凝土应变时程曲线与温度时程曲线的变化趋势完全吻合,说明了气温对混凝土应变的影响明显。而钢筋应力变化曲线受气温影响不明显。3)研究表明:徐变初期变化快,三个月后徐变变缓,600天后基本趋于稳定。拱圈各截面的徐变系数在1.55~1.69之间,平均值1.624。采用模式规范CEB-FIP MC90计算徐变系数为1.59,与实测徐变系数的平均值很接近。4)本文采用截面分析方法,对混凝土拱圈截面的应力重分布进行了分析。分析表明:收缩徐变引起截面的应力重分布值较大,应力重分布使得混凝土压应力减小,钢筋压应力增大。混凝土重分布应力减小值为桥梁自重荷载作用下的弹性应力值的34~40%,而钢筋的约为弹性应力值的157~197%。而温度引起的混凝土拱圈截面的重分布应力正好与收缩徐变引起重分布应力方向相反,使混凝土压应力增大,钢筋压应力减小。混凝土的重分布应力增大值约为桥梁自重荷载作用下的弹性应力值的18~26%,钢筋的约为弹性应力值的81~122%。5)论文采用MIDAS结构分析软件分析了收缩徐变对结构内力重分布的影响,分析表明:收缩徐变引起的次内力使得跨中截面的混凝土和钢筋应力增加,而其它截面的混凝土和钢筋应力均有所减小。内力重分布引起混凝土和钢筋的附加应力值为桥梁自重荷载作用下的弹性应力值的-57%~41%。
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