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对徐变、收缩一些概念的讨论
日期:2017-2-25 15:45:01 作者:钢结构检测 来源:本站原创
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    线性徐变,在使用状态下,混凝土桥梁中应力一般不超过其抗压强度的50%,试验表明,在这样的应力水平下,徐变变形与初始弹性变形有着成正比的线性关系,由于这一线性徐变规律,使我们能够在考虑混凝土应力历史的计算中,仍然应用叠加原理。当混凝土应力水平较高时,由于骨料与凝固水泥浆交界面上易出现微滑移及微裂缝,非线性徐变变形将显著增加。

 

    混凝土的松弛,松弛是与徐变相对应的一个概念。徐变是指混凝土在持续不变的应力作用下,变形持续增长的现象;松弛是指混凝土在保持恒定位移时,混凝土结构中的内力持续下以两跨连续梁为例,当中跨支座发生沉降后,因此而获得的梁体正弯矩,会随着混凝土的松弛不断降低。在钢一混凝土组合连续梁桥中,为使支座上方负弯矩区混凝土桥面板获得预压力,有一种工程措施是:先在中支墩处预顶钢梁,再浇筑合龙口混凝土,最后强迫落梁。实际上,用这种方式获得的预压力,也会因为混凝土的松弛而逐渐降低。

 

    配筋对混凝土徐变与收缩的影响,前面介绍的徐变、收缩基本模式,都是采用素混凝土试件在标准试验条件下得到的,然而,实际混凝土桥梁均为配筋混凝土结构。配筋对混凝土的变形起约束作用,可以减小混凝土的收缩和徐变。国内外学者曾对钢筋与混凝土的相互影响进行研究,但除了少数收缩模式中计入了钢筋对收缩的影响,绝大多数的收缩、徐变预测模式和收缩、徐变试验均没有考虑配筋的影响。在苏通大桥辅航道桥连续刚构收缩、徐变研究中,通过理论分析与试验值比较后发现,随着配筋率的增大,收缩应变、徐变系数的计算值与试验值均有一定程度的减小。配筋率在适当的范围内变化,收缩应变会有25%的浮动,徐变系数的变化范围达20%。有观点认为,基于素混凝土试件得到的徐变、收缩模式,虽然不能真实地反映配筋混凝土的收缩、徐变规律,但在实际桥梁结构的徐变与收缩效应分析中,如果认为各个截面的配筋率相差不大,并且预应力度相差不大,则采用素混凝土模式得到的内力分布,与采用配筋混凝土的模式(如果能够有的话)得到的内力分布相差不大。

 

    受拉、受弯及多轴应力下的徐变,我们知道各种徐变系数发展曲线均是在轴压加载情况下测得的,然而,实际混凝土桥梁不但受压、受弯、受拉,有时处于多轴应力状态。在受拉情况下,由于拉伸徐变的应力松弛效应,会对拉应变产生调节作用。受拉徐变的试验工作难度较大,这时由于混凝土的极限拉应力很小,为了将拉应力控制在混凝土未开裂的范围内,受拉徐变的变形将会很小,测量误差很大。国内外关于在轴向拉伸条件下的徐变性能研究较少,通常认为混凝土的拉伸徐变与压缩徐变相同。实际上,拉伸徐变和压缩徐变不完全相同,在不同的相对湿度、粉煤灰掺量、混凝土龄期等情况下,两者有一定的差别。有试验结果表明,28d龄期加载的拉伸徐变比压缩徐变小,而90d龄期加载时则正好相反。也有学者进行的试验表明,掺人粉煤灰的混凝土,无论是早龄期还是晚龄期加载,拉伸徐变都小于压缩徐变。当构件承受弯矩时,可以将其划分成很多分别受压、受拉的纤维,因此研究受弯构件的徐变,可以按照受压、受拉徐变来看待,但也有一定的差别。美国陆军工程师团的试验表明,直接受拉试件的拉伸徐变,小于受弯试件的拉伸徐变,这可能是弯曲受拉时断面应力的梯度不同所致。多轴应力状态下的徐变问题,也是混凝土结构中经常遇到的问题,但目前对此研究的也比较少。根据泊松效应,在轴向应力作用下,不仅在加载方向产生徐变,而且在与加载垂直的方向也产生徐变(横向徐变)。因此混凝土结构在二轴、三轴应力作用下,三个方向的徐变将互相影响。在单轴正常工作应力(约为40%混凝土强度)下,应力与徐变呈线性关系已为很多试验所证实。同样,在多向应力作用下,认为徐变与应力之间也近似呈线性关系,多轴徐变近似符合叠加原理。总之,在受弯、受拉及多轴应力下的徐变研究还不够充分,大家在没有特别证据反对的情况下,只有认同线性徐变和叠加原理近似成立。

 

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