1.3 基于材料时变特性悬臂施工研究的必要性
多跨连续梁悬臂施工桥成桥线形与设计线形的吻合程度直接影响到悬臂施工T构的合龙,也会影响连续梁桥后期的使用性能,因而施工控制是悬臂施工桥梁的关键工作。目前,施工线形控制常采用“自适应法”进行,该方法基于有限元法的“前进分析”预报施工块段的立模标高,并将混凝土浇筑、预应力张拉后箱梁变形和应力实测数据反馈到有限元模型中,实施有限元模型的调整,最终实现理论与实际的无限接近,再以此模型为准预测下一阶段立模标高,如此反复进行,直至合龙。
对跨连续梁桥悬臂施工形成的T构和施工块段数量众多、施工工期长,而混凝土材料的强度、弹性模量和收缩徐变均随龄期的增长而发生变化,这会导致不同T构中施工块段的混凝土强度、弹性模量等具有较大的差异性。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)中未明确混凝土强度时变特性,因而目前多跨连续梁桥悬臂施工控制中,常忽略了混凝土强度时变特性,即使考虑混凝土强度材料时变特性也仅是参考国外规范中相关规定进行。而实际工程为缩短工期常采用早强、高强混凝土,且施工现场环境条件恶劣,混凝土材料时变特性与规范给出的标准养护条件下时变特性理论值具有一定差别。另外,悬臂施工一般周期长,分段浇筑的混凝土配合比会根据施工季节做相应的调整,致使各节段混凝土强度等级设计值虽然大致相同,但混凝土配比不同,后期强度发展也不同。故悬臂施工中,在相同时间点上,不同节段浇筑的混凝土的强度、弹性模量、收缩和徐变是不一致的,若简单地认为强度不变进行施工分析控制会产生一定的误差,甚至产生合龙困难并导致成桥后使用性能较差。
采用理想状态下的材料时变特性曲线分析控制多变的实际工程条件下的工程施工是不科学的,基于施工现场混凝土材料强度时变特性的施工控制试验工作量大,研究偏少。因而,有必要开展研究现场条件下材料时变特性对多跨连续梁桥悬臂施工控制和使用性能的影响。