桥梁徐变效应的有限元算法研究及程序验证
2022-11-16王雨权廖立坚李林安霍学晋
铁道标准设计 2022年11期
王雨权,廖立坚,李林安,霍学晋,李 黎
(1.中国铁路设计集团有限公司,天津 300308; 2.天津大学力学系,天津 300350; 3.中铁大桥勘测设计院集团有限公司,武汉 430050; 4.中铁第六勘察设计院集团有限公司,天津 300308)
在应力状态下,徐变是混凝土的固有特性。混凝土长期徐变会引起桥梁结构发生主要受力方向的位移,因此,徐变计算是桥梁,尤其是大跨度桥梁结构的控制性因素[1-5]。设计及研究人员对于徐变引起的各种不利影响进行了深入研究,如徐变引起CRTSⅡ型纵连板式轨道和桥面之间的脱空现象[6],徐变对剪力滞效应影响[7]等。因此,鉴于徐变的重要性,很多学者也对如何更好地模拟徐变效应进行了深入研究[8-12]。
人们可通过徐变系数来描述徐变现象,查阅相关文献可知,徐变系数的影响因素很多,其表达式的模型也很多[13-15],国内公路规范[16]和铁路规范[17]代表了两种表达形式。
如何利用规范上的徐变系数进行精确合理地计算混凝土桥梁的徐变效应,是一个较难确定的复杂问题。由于商业软件Midas Civil操作简便性,在一般设计中,设计人员很少去深究徐变到底是如何计算的。而对于Midas Civil来说,徐变计算模块是其核心功能模块,运算机理一直处于保密状态。因此,设计人员对于该模块的计算过程其实是处于一个黑盒子状态[18-20]。这对于准确把握设计精髓,进一步提高桥梁设计水平有阻碍作用。因此,进行徐变算法的相关研究工作十分必要。
从徐变系数出发,以Midas Civil帮助文件中涉及到的算法为参照,深入研究相关计算方法,并进行相应的公式推导。……
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