考虑时变因素修正的混凝土斜拉桥换索前初态模型.pdf

第 3 7卷第 4期 2 0 1 5年 8月 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 J o u r n a l o f Ci v i l 。 Ar c h i t e c t u r a l En v i r o n me n t a l En g i n e e r i n g Vo 1 3 7 No 4 Aug 2 01 5 d o i ： 1 0 1 1 8 3 5 j i s s n 1 6 7 4 4 7 6 4 2 0 1 5 0 4 0 0 6 考虑 时变因素修正 的混凝土斜拉桥换索前 初态模 型 许 红 ( 长 沙理 胜 ， 王 晟 ， 颜 东煌 ， 林 呜 工 大学 土木 与建筑学院 ， 长沙 4 1 0 1 1 4 ) 摘要 ： 为准确 掌握 混 凝 土斜拉 桥换 索施 工前 的索 力和主 梁 受力状 态 ， 建立 的换 索施 工前 的初 态分 析 模 型 ， 需要 对其运 营期 间混凝 土 收缩 徐 变、 预 应 力 索应 力松 弛 、 恒载 性 超 载 等 因素产 生 的影 响进 行评估 。而混凝土弹性模量 、 徐 变、 收缩及预应力筋松弛等 因素具有与时间历程和应 力历史紧密关 联的材料非线性特征 ， 采用有限元增量分析是合理 的选择。为此 ， 在 时间历程划分的基础上， 推 导 了考虑材料徐变、 松弛 、 收缩影响的弹塑性有限元 求解方程 ， 建立了时间增量步 内单元计入徐变、 收 缩 、 松 弛影 响 的数值 函数表 达 式 ， 给 出了斜拉 索损 伤 刚度修 正 的具体 措施 和 恒载 性超 载 影 响计入 的 分析方法， 建立的初 态模 型分析技术进一步改善 了混凝土斜拉桥运营期的桥梁状态评估方法。 关键词： 桥 梁工程 ； 桥梁状态； 增量分析 ； 混凝土斜拉桥 ； 收缩徐 变； 应 力松弛；恒载性超载 中 图分 类 号 ： TU4 4 8 2 7 文献标 志码 ： A 文章 编号 ： 1 6 7 4 4 7 6 4 ( 2 0 1 5 ) 0 4 0 0 4 5 - 0 6 Ana l y s i s mo de l b e f o r e c a b l e r e p l a c e m e nt c o n s t r u c t i o n o f s t a y c a bl e b r i d g e wi t h t i me _ d e pe nd e nt e f f e c t s Xu Ho n g s h e n g， W a n g Sh e n g， Ya n Do n g h u an g，L n M i n g ( Ch a n g s h a Un i v e r s i t y o f S c i n e c e Te c h n o l o g y S c h o o l o f Ci v i l a n d Ar c h i t e c t u r e En g i n e e r i n g，C h a n g s h a 4 1 0 1 1 4， P R C h i n a ) Ab s t r a c t ： I n o r de r t o un de r s t a n d t he c a b l e s f o r c e s a nd gi r d e r f o r c e s s t a t e o f c o nc r e t e c a bl e s t a y e d br i d g e b e f o r e t he c a b l e r e p l a c e m e nt c o ns t r u c t i on， a nd t o e s t a bl i s h t he a na l ys i s m o de l o f t he br i d ge， t h e i n f l ue n c e f a c t o r s s u c h a s c o n c r e t e c r e e p 8 L s h r i n k a g e ，s t r e s s r e l a x a t i o n o f p r e s t r e s s i n g t e n d o n s ，e l e me n t d a ma g e ， o v e r l oa d of d e a d ne e d t o b e e v a l u a t e d Cr e e p， r e l a x a t i o n a nd s hr i n ka g e a r e c l os e l y a s s o c i a t e d wi t h t he ma t e r i a l no nl i ne a r i t y whi c h d e pe nde nt on t i m e a n d s t r e s s h i s t or y S O i t S r e a s o na b l e t o a d o pt t h e f i ni t e e l e m e nt a na l y s i s t e c h no l og y ba s e d o n e l a s t i c p l a s t i c i n c r e me n t a l l o a d m e t ho d Ba s e d o n t h e s pe c i f i e d t i me i n t e r v a l s ，t h e i n c r e me n t a l e l a s t i c p l a s t i c f i n i t e e l e me n t e q u i l i b r i u m e q u a t i o n i s d e d u c e d wh i c h i n c l u d e s t h e e f f e c t of c r e e p， r e l a x a t i o n a n d s h r i nka ge Fo r t he t i m e i nc r e m e nt s t e p， n ume r i c e xp r e s s i o ns o f c r e e p， s h r i n k a g e a n d s t r e s s r e l a x a t i o n a r e e s t a b l i s h e d f o r b e a m e l e me n t M e t h o d s a r e p r o p o s e d t o a n a l y z e t h e i n f l ue n c e of s t a y c a b l e s d a ma ge a nd ov e r l o a d of de ad Th e me t ho d s wi l l i m p r ov e t he s t r uc t ur e s t a t e a n a l y s i s 收稿 日期 ： 2 0 1 5 0 3 0 4 基金项 目： 国家 自然科学基金 ( 5 1 1 7 8 0 5 9 ) 作者简介 ： 许红胜 ( 1 9 7 4 一 ) ， 男 ， 副教授 ， 主要从事 大跨 度桥梁与高层建筑分析理论研究 ， ( E ma i l ) h o n g s h e n g 7 4 1 6 3 c o rn。 Re c e i v e d： 2 O 1 5 0 3 0 4 F o u n d a t i o n i t e m： Na t i o n a l Na t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f Ch i n a ( No 5 1 1 7 8 0 5 9 ) Au t h o r b r i e f ： Xu Ho n g s h e n g ( 1 9 7 4 一 )， a s s o c i a t e p r o f e s s o r ， ma i n r e s e a r c h i n t e r e s t s ： l a r g e s p a n b r i d g e s a n d h i g h r i s e b u i l d i n g a n a l y s i s t h e o r y， ( E - ma i l ) h o n g s h e n g 7 4 1 6 3 c o rn 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 6 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 第3 7 卷 t e c h n i q u e s f o r t h e c o n c r e t e c a b l e s t a y e d b r i d g e i n s e r v i c e p e r i o d Ke y wo r d s： b r i dg e e n gi n e e r i n g； br i d ge c o nd i t i on；i nc r e m e nt a l l o a d m e t ho d；c o nc r e t e s t a y c a b l e br i d ge；c r e e p & s h r i n k a g e ：s t r e s s r e l a x a t i o n；o v e r l o a d o f d e a d 由于 目前斜拉索 的设计使用寿命明显低于斜拉 桥 的设计寿命 ， 因此 ， 在斜拉桥 的运营期内不可避免 的存在进行 斜拉 索更 换 的要求 ； 在 中 国已建 成 的 3 0 0余座斜拉桥中 ， 2 0世纪修建的 1 0 0余座斜拉桥 中有 超 过 2 o 进 行 了 拉 索 部 分 或 全 部 更 换 的 工作 。 目前 ， 中国已完成的斜拉桥换索工程 中， 通常由 换索施工与调索施工两个阶段组成 ， 其 中换索设计 目标较 为统一 ， 即基本 遵照 新 旧索等 索力代 换 原 则 ， 新索 的下料长度计算需要有较为准确的 旧索 索力数据 ， 才能保 证新索无应力 索长计 算 的准确 。 中国 公 路桥 梁 加 固施 工 技 术规 范 中指 出 ， 斜 拉 桥 的换索施 工 宜采 用 限载 、 限量 、 限速 措施 确 保施 工 过 程 安全 ， 不宜 中断 交 通 3 ， 因 此 ， 在 换 索 设 计 中需 要 准确评估索塔、 主梁构件实际受力情况 ， 以确定上述 三限措施。为此 ， 有必要建立准确 的斜拉桥换索施 工 前 的初态 模 型 ， 以对 桥 梁 实 际受 力 状 态 有 一 个 相 对 明确 的分 析 判断 。 预应 力索 应力松 弛 、 混凝 土 收缩徐 变 、 恒 载 性超 载等因素是导致混凝土斜拉桥运营期间桥跨结构状 态变 化 的 主 要 原 因_ 4 ， 而 混 凝 土 弹 性 模 量 、 收 缩 徐 变、 预应力索应力松弛等因素影响效应具有 与时间 历程 和应 力历 史 紧密 关 联 的材 料 非 线 性 特 征 _ 5 ， 对 其分析宜采 用基于 时间序列 的非线 性增量分析方 法 6 。考虑到 目前中国绝大部分斜拉桥并未建立有 效的桥梁健康监测系统 ， 不能提供准确的桥梁状态 变化 的资料数据 。因此 ， 研究基于时间历程划分 ， 结 合相关影响因素的合理数值 函数表达， 利用非线性 增量分析， 确定斜拉桥换索施工前桥梁状态 的初态 模型， 对于斜拉桥换索设计及施工监控具有显著 的 工 程实 际意 义 。 1 计算分 析方法 1 1 增量 形式 有 限元方 程 为得到混凝土斜拉桥运营期间时间历程下桥跨 结构变形与应力的演变历史 ， 同时 ， 保证材料非线性 问题求解 的精度 ， 需要基 于时间积分 ， 采用增量方法 建立 方 程进行 分 析 。 假定模型符合小变形小 应变假设 ， 同时假定作 用荷载为保守力 。根据分析要求 ， 按 时间历程依次 划分 、 A t 、 、 A t 、 A t + 、 等 时 间 段 ， 则 根 据 虚位 移原 理 ， 基于 TL格 式 ， 可建 立 t + 时 刻 增 量形 式 的单元 方程 +： ： ) ： E j d V 一 + + F ) 强+ d V I ( T i +tt： + T i ) 麓+ u i d S一0 ( 1 ) s 式 中： 变量的左下标标识变量值累积开始的时间点 ； 而左上标则标识变量值累积终止的时间点 ； 符号 、 e 、 F、 T、 分 别表示 应力 、 应变 、 体 积力 、 边界 力 和 位 移 。 在考虑 材料 徐变 ( 松 弛) 和收缩 等 影 响 的弹 塑性 理论 中 ， 当At + 足够 小 时 ， 应 变增 量可 以表 示为 t + 一乏 c e +乏 “g P + + ； + 乏 + ( 2 ) 同时， 根据 式( 2 ) ， 应力增量和应变增 量的关 系 式可 表示 为 t ： + O 0一 + D募 z ( ： nn + 一 e 龟一ct： e s )( 3 ) 式 ( 2 ) 中右上标 e 、 P 、 C 、 S分别 标 识 弹性 应 变 、 塑 性 应 变 、 徐 变 ( 松 弛) 应 变 和 收缩 应 变 ； 式 ( 3 ) 中 的 D 嚣 表 示 At + 时 间段 内单元 的弹 塑性 矩阵 。 将式( 3 ) 代人式( 1 ) 中， 整理后可得 + D e p t+ e n d V 一 n a v + I ： “ ： d S + I tn D 知： ； ；： d V+ J ： D t n + l ； - IE fj d V j tn + 1 ij tn d V ( 4 ) 引入插值函数矩阵 N， 将单元内位 移增量表 达为节 点位移 增 量形 式 ； + “ 一 NA口 +1 ( 5 ) 根据应变与位移的关系， 可 以得到单元 应变增 量用 节 点位移 增量 表达 的形 式 ： n + e 一 L +l = = =LN A a +1一 BA a +1( 6 ) 将式( 5 ) 、 式 ( 6 ) 代人式 ( 4 ) ， 可得到有限元 的增 量 平衡 方程 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4 期 许 红胜 ， 等 ： 考 虑 时变 因素修 正 的混凝 土斜拉 桥换 索前初 态模 型 4 7 K Aa - a一 ： + Q 一 。 + Q 一o Q ( 7 ) r t： + K 一 I B t： + D B d V ( 8 ) r r Q 一I N + d +I N + d s + Jv r r I B t： + D ；： + ； d +I B t： + D z t： g e d ( 9 ) r Q 一 I B 。 d ( 1 0 ) Jv 式 ( 7 ) 中 表 示 弹塑 性 刚 度 矩 阵 ； Q 表示 不 平 衡 力 向量 ； Q 表 示 外 荷 载 向量 ； Q 表 示 内 力 向量 。 与一般弹塑性有 限元 的增量平衡方程相 比， 差别 在 于外 荷载 向量 中增 加 了计 入徐 变 ( 松 弛) 和收 缩 影 响 的荷 载项 。 1 2弹 性模 量 影响 混凝 土 弹 性 模 量 是 随 时 间 变 化 的 重 要 结 构 参 数 ， 对 运 营期 的 混凝 土斜 拉 桥 实 际 响应 有 明 显 的影 响。因此 ， 在式( 8 ) 中， 需要使用增量步起 点的弹性 模量 E ( ) 计算增量步内的弹塑性矩阵。E ( t ) 可 采 用 C E B - F I P 9 0的时 间 函数 表 达_ 8 。 E ( )一 E e x p E 1 一 ( 2 8 t ) ( 1 1 ) 式 中 ： E 是混 凝 土 2 8 d的 弹 性 模 量 ； S 为 不 同水 泥 类型的影响系数 ， 采用普通水泥时 S 取值为 0 2 5 。 1 3混 凝土 徐变 影 响 目前 ， 用于大跨预应力混凝土桥梁 收缩徐 变分 析 的理论模 型 较 多 ， 常 用 的如 B 3 模 型 、 C E B F I P 9 0 模型 、 GL 2 0 0 0模型、 J TG D6 2模型嘲等 ， 文献- 1 0 中 指 出 在缺 乏温 度 、 湿度 变化 等实 际 资料 的情 况 下 ， 宜 采 用 GL 2 O O 0模 型 进 行 箱 梁 桥 的 混 凝 土 收 缩 徐 变 计算 。 依 据 Ga r d n e r等 口 提 出 的 G L 2 0 0 0模 型 ， 则 + 时间段 内徐 变 应变 增量 可 表示 为 ；一 ( +1 ， )一 r ” ” 十 “P - , c ( + ， 。 ) 一 ( ， 。 ) ( 1 2 ) C 式 ( 1 1 ) 中的 ( ， t 。 ) 为 GL 2 0 0 0模 型 中 的徐变 系数。当不考虑混凝 土斜 拉桥 中梁单元的损伤时 ， 在 一 维有 限元 梁单 元 的应 力 应 变关 系式 中 ， 时 间段 内弹塑 性 刚度矩 阵 可简 化为 E ) 。 将式 ( 1 2 ) 代 人式 ( 9 ) 的计 人徐 变 影 响 的荷 载项 ， 则 可得到计人混凝土徐变影响的表达式 I B D tn + ； d V Jv f B T t o ) 一( 1 3 ) Q ( 计 ， f 。 ) ( ， 。 ) 上 c 从 式 ( 1 3 ) 可 看 出 ， 增 量步 内 的混 凝 土徐 变 影 响 可表示 为单 元 内力 向量 的函数 。 1 4混凝 土收 缩影 响 根据 GL 2 0 0 0模型 中的收缩应 变函数， 可得 到 + 时 间段 内收缩应 变 增量 表达式 为 一 h 卢 ( H) E p ( t ) ( 1 4 ) 式 中 sh 、 ( H) 和 p i t ) 分别 为 GL 2 0 0 0模 型 中的终 极收缩应变 、 湿度修正系数 和时间修正系数。将式 ( 1 4 ) 代 人式 ( 9 ) 的计人 收缩 影响 的荷 载项 ， 考 虑 到对 于梁单 元 ， 由于单 元 的 收缩 应 变 沿 截 面 高度 是 一 致 的， 所 引 起 的 作 用 效 应 仅 表 现 为 单 元 轴 向节 点 力 _ 1 ， 则 可得 到计人 混凝 土收 缩影 响 的表达式 I B tn + 1 D z tn + 1 d V Jv ” E ( ) e h p c H) 卢 ( 计 1 ) 一p i t ) 一A 0 0 A 0 o l ( 1 5 ) 式中： A表示梁单元 的截面面积。从式 ( 1 5 ) 可以看 出 ， 增量 步 内的混 凝 土收 缩 影 响 可 表示 为负 单 元 节 点 轴力 向量 。 1 5预 应 力索松 弛影 响 在混凝土斜拉桥中， 斜拉索与混凝 土加劲梁 的 体 内及 体外 预应力 筋均 属 于在高应 力 状 态下 工 作 的 钢 索 ， 存 在与 时 间 序列 关 联 的应 力 松 弛 问题 。文 献 E 1 3 3 的试验结果表 明， 在使用应力与容许应力 比不 大 于 O 5 5时 ， 1 0 0 0 h松 弛试 验 的普 通 索 应 力 松 弛 率不会大 于 1 5 ， 低松弛索应力松弛率不会大 于 0 8 ， 且 应 力松 弛绝 大部 分 在 1 0 0 0 h内 已完 成 。 考虑到斜拉索的应 力 比一般不大于 0 4 ， 且通常采 用低松弛索 ， 可认 为运营期间斜拉索应力松 弛产生 的影 响 不十分 明显 。而 混凝 土梁 预应 力筋 的应力 比 较 高 ， 应 力松 弛率 相应较 大 ， 由于其 对 混凝 土 梁截 面 应力状态影响明显 ， 需要认真进行评估。根据文献 1 3 和文献E 1 4 3 给出的应力松弛函数 ， At + 时间段 内预 应力 钢筋 应力 松弛增 量 可表示 为 ； r 一 + 1 O- ； r 一 ； r O- p Z l Op 一 0 5 5 ) 一 R ( ) 当 t 1 0 0 0 h时 ， R( t )= = = 1 g ( 井 一 i g ( t ) ) ( 1 6 ) 当 t 1 0 0 0 h时 ， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 8 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 第3 7 卷 _ ( ) ( ) 式中： i 和 分别为扣除短期预应力损失后 的钢索 预应力值 和钢索材料抗 拉强度 ， 当采用 普通索 时， k 一1 0 、 k 2 0 1 9 ； 当采用低松弛索时， k 一4 5 、 k 2 0 1 2 。需要指出的是 ， 在式 中， t 的单位需要从天换 算 成小 时 在 混凝 土梁 的 有 限 元 模 型 中， 预 应 力 筋 一 般 模 拟 为二 力杆 单元 ， 则 可得 到 + 增 量 步计 人 应力 松 弛 影 响的预 应力 钢筋 轴力 增量 为 l N ； = O p I Opl o 5 ) R ( ) 一 A s A s ( 1 7) 1 6 斜拉 索损 伤影 响 大量调查发现 ， 斜拉 索的损伤 主要表现为腐蚀 和疲 劳 导 致 的 局 部 钢 丝 截 面 削 减 和 部 分 钢 丝 断 丝口 ， 对其损 伤一般 采用 截面折 减 的方 法进 行模 拟， 其 中钢丝断丝时 ， 采用全索长截面折减处理 ， 而 局部钢丝截面削减采用局部索段截面折减处理 。 1 7 恒 载性 超载 影响 恒载 性超 载 主要 由于混凝 土斜拉 桥 的桥 面铺装 重量 改变 所导 致 ， 对 于 斜 拉 桥 的 受 力 状 态 有 明显 的 影响， 需要认真评估确定其影响 。 假设运营期 内， 混凝土斜拉桥在短期荷载组合 下 其响应 为 线性 ， 则 可 采 用 影 响 矩 阵 法 进 行 恒 载 性 超载的荷载取值评估。具体方法如下 ： 1 ) 首先确定恒载性超载发生的时间段 ， 假设发 生 在 时间段 内。 2 ) 将主梁 1 4跨挠度和索塔塔偏作为优化 目标 ， 将 变形实测值 与 t + 时 间点收 缩徐 变 、 应 力 松弛 效应 产生变形理论值的差值 ， 定义为优化 目标向量 厂 ) 。 3 ) 在 + 时间段 内， 对各相邻索距 内的主梁单 元上施加单位线荷载 ， 计算相应 主梁各 1 4跨挠度、 索塔塔偏的响应系数 ， 形成影响矩阵F I A 。 4 ) 则各相邻索距的主梁恒载性超载荷载系数矩 阵 C O 可 由式 ( 1 8 ) 确 定 。 C O 一 E I A f ) ( 1 8 ) 2实 际工 程 应 用 2 1 工 程简 介 湘江银盆岭大桥主桥为双塔单索面塔 梁固结预 应力 混 凝 土 斜 拉 桥 ， 跨 径 为 1 0 5 m + 2 1 0 m+ 1 0 5 m( 见 图 1 ) 。 主梁 采用 三室 闭合 预应 力 混 凝 土箱 梁 ， 箱梁高 3 4 m， 主箱顶宽 2 2 3 m， 左右大悬臂长 度 4 9 m。斜拉索呈扇形分布 ， 东、 西塔每塔两侧各 1 5组斜拉索 ， 每组斜拉索设计为横桥 向上 、 下游两 根拉索 。主梁上纵桥 向索距为 6 2 m， 横 桥向索距 为 2 4 m。原 设计 荷 载为 ： 汽车 一2 0级 ， 挂 车 一1 0 0 ， 人群 3 5 0 k N m。 。 湘江银盆岭大桥 1 9 9 0年 1 2月竣 工， 1 9 9 1年 2 月投人运营。2 0 1 2年 6 9月 ， 进行 了全部斜 拉索 更换 施 工 。 2 2分析说 明 利用本文分析方法编制 的计算程序 ， 对湘江银 盆岭大桥运营期的桥梁结构状态进行 了分析 ， 分析 情 况说 明如 下 ： 1 ) 根据 1 9 9 0年 1 2月湘江 银盆 岭 大桥 主 桥静 动 力 试验 报告 中提供 的主梁 线形 和索 力 数据 建 立 杆 系 有 限 元初 始模 型 。 图 1 长沙 湘江 银盆岭大桥主桥斜拉桥桥型布置 图 F i g 1 T h e l a y o u t o f t h e ma i n b r i d g e o f Ch a n g s h a Xi a n g j i a n g Yi n p e n l i n g b r i d g e 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4 期 许红胜 ， 等 ： 考虑时变因素修正的混凝土斜拉桥换索前初态模型4 9 2 ) 施工期混凝土构件初始加载时间 t 。 ： 主塔墩 以 1 9 8 9年 2月 计 入 ； 混 凝 土 加 劲 梁 按 如 下 方 法 确 定 ： 1 9 8 9年 1 2月 开 始 ， 每悬 拼节 段 ( 3 1 m) 施 工 期 1 0 d依次计算。 3 ) 分析的时间序列划分 ： 从 1 9 9 1年 1月开始 ， 前 5年 每 3个 月 划 分 为 一 个 时 间增 量 步 ， 以后 每 6 个月 划分 为 一个 时 间增量 步 ， 到 2 0 1 2年 6月共 划 分 5 4个 时 间增 量 步 。 4 ) 斜拉索损伤修正 ： 根据 2 0 0 3年斜拉索开窗检 测情况 ， 对东 塔 边跨 下 游 1 4#索、 东 塔 中跨 下 游 1 3 #索、 西塔 中跨上游 1 4 #索及 1 5 #索考虑近梁局 部索段面积折减 5 。 5 ) 恒载性超载修正 ： 根据 2 0 1 1 年对桥面铺装 的 检查 ， 铺装层超厚 ， 在第 5 3个增 量步 内进行恒载性 超载 的评 估计 算 。 2 3分 析 结果验 证 换 索施 工前 ， 在 中跨跨 中 利 用 2辆 3 0 t 载 重 车 ( 前轴 6 3 t ， 后双轴 2 4 5 t ) 进行 了加载测试 ， 挠度 的实测值与理论分析值比较如表 1 。 表 1 加载试验 实测挠度与分析值 比较 Ta b l e 1 The c ompa r i s on be t we e n me a s ur e d v al u e a nd a n al y s i s v a l u e o f gi r d e r de f l e c t i o ns u nde r l oa d t e s t mm 注 ： 分 析 值 1考 虑 弹性 模 量 时 变 影 响 ， 分 析 值 2则 不考 虑 。 从表 1 可 以看出， 考虑混凝土 弹性模量 时变影 响 的分 析 结果 更加 接 近于 实测 挠度 结果 。 利 用本 文考 虑 时变 因 素影 响 的分 析方 法 计 算结 果 ， 及通用软件 s a p 2 0 0 0的分析结果 ， 与 2 0 0 5年 1 O 月 和 2 0 1 1年 1 1月挠度 实 测结 果 比较 如表 2 。 表 2 运营期主梁挠 度分析值与实测值 比较 Ta b l e 2 The c o m pa r i s o n be t we e n m e as ur e d v a l u e s a n d a na l y s i s v a l u e s o f t he g i r de r d e fle c t i o n u nd e r s e r v i c e mm 注 ： 1 S a p 2 0 0 0中混凝土徐变收缩采用 C E B - F I P9 0模 型 2 本文 1未计人恒载超载荷载 ， 本文 2按实测铺装 超厚值计人 恒载性超载荷载 从表 2可以看 出， 本文考虑 时变 因素影响的分 析方法计算结果相比 s a p 2 0 0 0分析结果更加接近于 主梁 长期挠 度测 试结 果 。 在换索施工 中部分索( 选取差值较大索) 实测启 动索力值与本文计入恒载性超载分析值和设计预测 值 的对 比情 况如 表 3 。 表 3 换 索实测索力与分析值比较 Ta b l e 3 Th e c o mp a r i s o n of c ab l e f o r c e me asu r e d v a l u e a n d a n a l y s i s v a l u e k N 注 ： 给 出的 数 值 均 为 上 F游 索 力之 和 从表 3可以看出， 本文计人时变因素影 响和恒 载性超载影响所得索力分析结果与换索施工时实测 的启动索力更加吻合 。 3 结 论 1 ) 对于运营期混凝土斜拉桥的受力状态分析 ， 需 要考 虑混 凝 土 弹性 模 量 、 收 缩 徐 变 及 预应 力 应 力 松弛等时变因素的影响 ， 本文给出的分析方法可 以 方便地计入其影响效应 。 2 ) 为 了准确评 估需 要进 行换 索施 工 的混 凝 土斜 拉桥的实际索力 ， 需要考虑恒载性 超载的可能及评 估超载荷载的取值 。 参 考文 献 ： 1 成永强 既有斜拉 桥换 索状况综述 J 山西 建筑 ， 2 0 1 0 ( 9 )： 3 3 2 3 3 4 Ch e n g Y Q Ov e r v i e w o n c a b l e r e p l a c e me n t c o n d i t i o n o f e x i s t i n g c a b l e s t a y e d b r i d g e E J S h a n x i Ar c h i t e c t u r e ， 2 0 1 0 ( 9 ) ： 3 3 2 - 3 3 4 ( i n Ch i n e s e ) 2 纪 昌平 ， 何 敬 波 西 樵 大 桥 斜 拉 索更 换 的设 计 与 施工 r- J 公路 ， 2 0 0 8 ( 6 ) ： 6 8 7 0 J i C P， He J B De s i g n a n d c o n s t r u c t i o n o f Xi z h a n Br i d g e s t a y c a b l e r e p l a c e me n t I- J Hi g h wa y ， 2 0 0 8 ( 6 ) ： 6 8 7 0 ( i n Ch i n e s e ) 3中交第 一公 路勘 查设 计研 究院有 限公 司 J T G T J 2 3 2 0 0 8公路 桥梁 加固施工技术规 范 E s - I 北京 ： 人 民交通 出版社 ， 2 0 0 8 CCC C Fi r s t Hi g h wa y Co n s u l t a n t s C o ， LTD J TG T J 2 3 2 O O 8 Te c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n s f o r s t r e n g t h e n i n g 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 0 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 第 3 7 卷 6 Kh a l i l M S ， Di l g e r W H， Gh a l i A Ti me-d e p e n d e n t a n a l y s i s o f P C c a b l e - s t a y e d b r i d g e s J J o u r n a l o f S t r u c t u r e En g i n e e r i n g， 1 9 8 3 ， 1 0 9 ( 1 2 ) ： 1 9 8 0 1 9 9 6 7王勖成 ， 邵敏 有 限单元法基 本原理和数 值方法 M 2 版 北京 ： 清华大学 出版社 ， 1 9 9 7 ： 4 9 1 5 1 1 W a n g X C， S h a o M Ba s i c p r i n c i p l e o f F i n i t e e l e m e n t me t h o d a n d n u me r i c a l me t h o d r M S e c o n d Ed i t i o n B e i j i n g： Ts i n g h u a Un i v e r s i t y P r e s s ， 1 9 9 7： 4 9 1 5 1 1 ( i n Ch i n e s e ) 8 C o mi t e E u r o - I n t e r n a t i o n a l d u B e t o n C E B - F I P Mo d e l C o d e 1 9 9 0 S L o n d o n ： Th o ma s T e l f o r d L T D， 1 9 9 3 9 杨小兵 混凝 土收缩徐变预测模型研究 D 武汉 ： 武汉 大学 ， 2 0 0 4 ： 1 9 - 3 3 Ya ng X BRe s e a r c h o n pr e di c a t i o n mo de l of c on c r e t e s h r i n k a g e a n d c r e e p l- D Wu h a n ： wu Ha n Un i v e r s i t y 2 0 0 4： 1 9 - 3 3 ( i n Ch i n e s e ) 1 O 汪剑 ， 绍旭东 大跨预应力混 凝土 箱梁桥 收缩徐变 效应 测试与分析 J 土木工程学报 ， 2 0 0 8 ( 1 ) ： 7 0 8 0 Wa n g J ， S h a o X D An a l y s i s a n d f i e l d me a s u r e me n t o f c o n c r e t e b o x g i r d e r b r i d g e s f o r s h r i n k a g e a n d c r e e p e f f e c t s J C h i n a C i v i l E n g i n e e r i n g J o u r n a l ， 2 0 0 8 ( 1 ) ： 7 O 一 8 O 1 1 G a r d n e r N J ， L o c k ma n M J D e s i g n p r o v i s i o n f o r d r y i n g s h r i n k a g e a n d c r e e p o f n o r ma l s t r e n g t h c o n c r e t e J ACI Ma t e r i a l s J o u r n a l ， 2 0 0 1 ， 9 8 ( 2 )： 1 5 9 - 1 6 7 1 2 颜东煌 ， 田仲初 混凝土桥梁 收缩徐 变计算 的有 限元方 法与应用V j 中国公路学报 ， 2 0 0 4 ( 2 ) ： 5 5 5 8 Ya n D H ，Ta n Z C Fi n i t e e l e me n t me t h o d a n d a ppl i c a t i on f o r t he s hr i nka g e a nd c r e ep o f c o nc r e t e b r i d g e s J C h i n a J o u r n a l o f Hi g h w a y a n d Tr a n s p o r t ， 2 0 0 4 ( 2 )： 5 5 5 8 ( i n C h i n e s e ) 1 3 B u c k l e r J D， S c r i b n e r C F R e l a x a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f p r e s t r e s s i n g s t r a n d J R P r e s t r e s s e d C o n c r e t e I n s t i t