文档介绍：高墩大跨连续刚构桥长期变形研究

重庆大学硕士学位论文
(学术学位)

学生姓名:张康
指导教师:张亮亮教授
专业:土木工程
学科门类:工学

重庆大学土木工程学院
二 O 一三年五月
Study on Long-term Deformation of
Long-span Rigid Frame Bridges with High
Piers

A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master’s Degree of Engineering
By
Zhang Kang

Supervised by Prof. Zhang Liangliang
Specialty:Civil Engineering

College of Civil Engineering of
Chongqing University, Chongqing, China
May 2012
中文摘要

摘要

收缩和徐变是混凝土作为粘弹性材料的一种固有的时变特性。正确地估计和
预测收缩、徐变对高墩大跨桥梁结构的应力和变形的影响,对指导工程设计、施
工及监控具有重要的现实意义。
高墩大跨连续刚构桥是对收缩、徐变较为敏感的结构体系,对收缩徐变效应
的估算不足将会直接影响桥梁的施工及后期运营。该类型桥梁多采用高强高性能
混凝土材料,相对于普通混凝土,其具有水灰比低、密实度高等特点,相关的研
究也表明,基于普通混凝土的收缩徐变预测模型不可直接用于高强高性能混凝土。
本文通过对高强高性能混凝土的收缩徐变性能进行试验研究,拟合得出适用于该
类型混凝土的预测模型,并在此基础上,通过选择合适的计算方法,提高高墩大
跨连续刚构桥长期变形的计算精度。本文主要的研究内容为:
①在广泛收集国内外混凝土收缩徐变研究资料的基础上,就混凝土的徐变机
理进行了深入的探讨;分别讨论了影响混凝土收缩徐变的内部因素和外部因素;
就国内外目前常用的收缩徐变预测模型进行了研讨,并采用 B3 变异系数法对其计
算精度进行了量化分析;
②采用和牛角坪大桥相同配合比的混凝土在恒温恒湿试验室进行了收缩徐
变试验,并在对试验结果分析的基础上,采用 Dirichlet 级数的形式利用 MATLAB
软件拟合得出了适用于该类型混凝土的建议模型。将建议模型、ACI 209R(1992)
模型、CEB-FIP 系列模型、以及 GL2000 模型进行了综合的比对分析;
③考虑混凝土收缩徐变及其影响因素本身均为随机变量,采用随机有限元方
法进行高墩大跨连续刚构桥长期变形的计算分析。将随机有限元理论中的响应面
法引入至结构收长期变形的分析计算中,采用近似的拟合响应面来代替实际的响
应面,并采用蒙特卡罗抽样法进行数值试验,得到了一定置信区间内的结构长期
变形值;
④本文就牛角坪大桥成桥后的变形进行了为期两年的观测,然后分别采用响
应面法和确定性分析方法进行该桥成桥后长期变形的计算,并和实测结果进行对
比分析。

关键词:高墩大跨连续刚构桥,收缩徐变,预测模型,随机有限元,响应面法

I
重庆大学硕士学位论文

II
英文摘要

ABSTRACT

Shrinkage and creep are the inherent time-dependent characters of concrete which
belongs to a viscoelastic materal. It is important to accuratelly estimate and predicate
the stress and deflection of long-span bridges with high piers which arise from the effect
of shrinkage and creep for engineering design, quality control and construction process.
Long-span continuous rigid bridges with high piers are sensitive to shrinkage and
cree