收缩徐变对大跨度PC钢桁架混合刚构桥的影响（交通）
曾 勇
（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵阳550081）
摘要通过对收缩徐变作用效应下大跨度钢桁架混合钢构桥的最不利影响的研究，利用MI-
DAS模型，比较得出本桥型最不利的收缩徐变模型，并对其运营期的收缩徐变效应进行分析，得出有关钢桁架混合钢构桥收缩徐变最不利影响的一些结论。
关键词 大跨度 钢桁架 混合刚构桥 收缩徐变
1钢桁架混合刚构桥项目介绍
本文研究的PC钢桁架混合刚构桥全桥长597.5 m，桥垮布置133. 75 m+ 330 m+133. 75
m，原混合刚构桥主跨跨中部分108 m钢箱梁部分替换成钢桁架梁，其立面见图1。
所建模型将全桥离散为413个节点，720个单元，下部结构2个桥墩离散为88个节点，84个单元，桥墩部分每2m一个单元，桥墩采用双肢薄壁墩，每肢21个单元；上部结构分为箱梁段和钢桁架梁段，钢桁架梁段离散171个节点，483个单元，箱梁段离散145个节点，144个单元，箱梁段每4m一个单元，合龙段每1.2 m一个单元，钢混结合段单元长2.5 m;桥面采用板单元，全桥整体空间有限元见模型图2～图4。
2 收缩徐变模型在MIDAS中的比较分析
本桥型最不利的收缩徐变模型通过3种最为常见的收缩徐变模型ACI，JTG D62 - 2004和
CEB-FIP(1990)对比分析得出，并对它进行运营期的收缩徐变效应分析，得出有关钢桁架混合刚构桥收缩徐变最不利影响的一些结论，为使模型更有可比性，将相对湿度和加载龄期等影响因素进行统一，3种规范均采用相对湿度70%、加载龄期5d，其他共同需要考虑的参数也保持一致。
2.1 主梁应力
图5～图8是3种规范在收缩徐变的影响下对全桥各部分的应力图（边跨混凝土箱梁部分：单元号0～40;桥墩位置处的混凝土箱梁部分：单元号41～43；跨中混凝土箱梁部分：单元号44～74。）
图中混凝土箱梁边跨部分和跨中部分应力值都存在较为明显的区别，3种模型中桥墩位置处的主梁应力值都非常接近，边跨处ACI规范的上、下缘应力最大，最大值分别为0.9，-0.6 M Pa，跨中部分混凝土箱梁JTG D62-2004规范的上缘应力最大，下缘应力也逐渐增大，并在单元60以后的应力达到最大，上、下缘最大值分别为0. 93，-0. 62 M Pa，钢桁架部分上、下弦杆JTGD62-2004规范的应力最大，上弦杆最大平均应力值为-14.5 M Pa，下弦杆最大平均应力值为36.5 M Pa，平联和斜腹杆承担了部分主弦杆在此处的应力，因此出现折线图。相比以上应力图可以看出，3种规范中JTG D62-2004产生的收缩徐变的影响是最不利的，因此取此规范进行计算，影响因素取相对湿度70%和加载龄期5d，分别考虑其运营阶段1，3，5和10年的混凝土收缩徐变，对钢桁架混合刚构桥的变形和应力进行分析比较。
2.2主梁挠度变形
通过使用平面杆系程序MIDAS，对大跨度钢桁架混合梁桥在运营期间的收缩徐变进行计算，各个阶段的挠度图，混凝土部分应力图和钢桁架部分应力图见图9～图12。
其中73-91单元挠度最大的区段为钢桁架梁段，运营开始收缩徐变的最大挠度值为-12.1
cm，与之相比较，1，3，5，10年后的最大挠度值为- 21.1，-25.3，- 26.4，- 27.3 cm，第1年比刚开始增长了74. 3%，第3年比第1年增长了19. 9%，依此类推，后面2组分别增长了4.3%和3. 4%。前3年的变化比较明显，最明显的是第1年。在MIDAS计算模型里跨中出现的较大徐变变形，在实际施工当中采用跨中钢桁架分段拼装的施工工艺可以较好地减小跨中“驼背”现象，钢桁架连续刚构桥大致可以划分为以下施工步骤：①先进行桩基和桥墩的施工；②在桥墩上安装0号块，对0号块进行预应力钢束张拉；③按照节段悬拼、预应力钢束张拉的顺序，在桥墩上0号块的两侧对称悬臂拼装各箱梁的各节段；④采用支架架设边跨节段，边跨合龙，并进行边跨预应力钢束张拉；⑤将大跨度PC-钢桁架混合刚构桥混凝土箱梁与钢桁架之间的结合段依靠三角挂篮提升到位；⑥在桥头两端将桁架杆件拼装成桁段，通过缆索吊运输和吊装安装桁段；⑦吊装钢桁架梁顶部的预制混凝土桥面板，并浇筑湿接缝，并时时对新施工桁架进行高程定位测量以保证施工准确合龙；⑧张拉大跨度PC钢桁架混合刚构桥体外预应力钢束；⑨完成大跨度PC-钢桁架混合刚构桥的附属工程及桥面铺装，完成施工。
运营阶段开始收缩徐变的应力值，混凝土箱梁部分上缘最大值为-0.18 M Pa，下缘最大值为0. 25 M Pa，与之相比较，1，3，5，10年后的上缘应力值为-0.45，-0.59，-0.68，-0. 72 M Pa;下缘应力值为0.7，o．85，0.91，1.08 M Pa;上缘应力第1年比刚开始增长了150%，第3年比第1年增长了31%。依此类推，后面2组分别增长了15. 2%和5.8%；下缘应力第一年比刚开始增长了180%，第3年比第一年增长了21. 4%。依此类推，后面2组分别增长了7%和8.6%，同挠度一样前3年的变化比较明显，最明显的是第1年。钢桁架部分应力主要受力部位为上、下弦杆，上弦杆开始收缩徐变时最大应力值为一0. 81 M Pa，下弦杆最大值为-7.55 M Pa，与之相比较，1，3，5，10年后的上弦杆应力值为-5.79，-7.87,-8.9，-9.96 M Pa;下弦杆应力值为11.3，19.2，23.1，26.6 M Pa;上弦杆应力第1年比刚开始增长了614%，第3年比第1年增长了35. 9%。依此类推，后面2组分别增长了13%和11.9%；下弦杆应力第1年比刚开始增长了249%，第3年比第1年增长了69. 9%。依此类推，后面2组分别增长了20. 3%和15. 1%。
3结语
通过3种常用规范的对比，在收缩徐变的影响下，PC钢桁架混合刚构桥混凝土箱梁部分，跨中部分混凝土箱梁JTG D62-2004规范的上缘应力最大，上、下缘最大，应力值分别为0. 93，-0.62 M Pa，钢桁架部分上弦杆和下弦杆JTG D62-2004规范的应力最大，上弦杆最大平均应力值为-14.5 M Pa，下弦杆最大平均应力值为36.5 M Pa，出现折线图是因为平联和斜腹杆承担了部分主弦杆在此处的应力。3种规范中JTG D62 - 2004产生的收缩徐变的影响是最不利的，然后通过采用最不利规范中JTG D62-2004进行运营阶段1，3，5,10年的收缩徐变影响盼分析比较，运营阶段开始收缩徐变的最大挠度值为-12.1 cm，结果挠度在第1，3，5，10年后的最大挠度增长率分别为74. 3%，19. 9%，4.3%和3.4%；钢桁架部分应力主要受力部位为上、下弦杆，上弦杆开始收缩徐变时最大应力值为-0.81 M Pa，下弦杆最大值为-7.55
M Pa，与之相比较，1，3，5，10年后的上弦杆应力增长率分别为614%，35. 9%，13%和11.9%；下弦杆应力增长率分别为249%，69. 9%，20. 3%和15. 1%，在前3年收缩徐变对PC钢桁架混合刚构桥的影响较大，尤其是第1年。
本文只对该桥进行了整体的收缩徐变分析，对于钢桁架一混凝土结合段也是其设计中的关键部位，还未曾提及；收缩徐变下其具体受力、力的分布和传力机理都需要去探究；并结合各种有效的试验对具体细节进行分析；单凭各种分析软件进行分析还是有其局限性。尽管还有许多未知的困难需要克服，但相信PC钢桁架混合连续刚构桥在将来一定能在实际工程中得到应用。
