预应力混凝土桥梁钢束锈蚀分析

预应力混凝土桥梁钢束锈蚀分析摘要：针对锈蚀钢束与混凝土间存在的粘结与滑移问题，基于桥梁分析中常用梁单元的特点，以 Saenz 公式和 Skogman 公式分别作为混凝土和预应力钢束的应力－应变本构关系，采纳非线性弹簧模拟，提出刚臂元－非线性弹簧元－钢束元的方法，对锈蚀钢束与混凝土之间的粘结滑移进行分析。并以具体工程实例进行了分析计算，证明了所提出的方法用于预应力混凝土桥梁关于钢束锈蚀非线性分析的有效性。Abtract:Conideringtheproblemofbondandlipbetweenrutyteeltrandandconcrete,thipaperanalyzedthiproblembaedonthefeatureofbeamelementwhichialwayuedinbridgecalculation.Inthepaper,theformulaofSaenzandSkogmanwereappliedeparatelytohowthetre－traincontitutiverelationhipofconcreteandpre-treedtendon.Andnonlinearpringwauedtoimulatethebondandlipbetweenrutyteeltrandandconcrete.Meanwhilethipaperprovidedaanalyticalmethod:rigidarmelement－nonlinearpringelement－teelelement.Thenacaetudywacalculatedandthereultapprovedtheavailabilityofthemethodappliedinpre-treedconcretebridge.关键词：预应力混凝土桥梁；锈蚀；本构关系；粘结滑移；非线性分析Keyword:pre-treedconcretebridge；corroion；contitutiverelationhip；bondandlip；nonlinearanalyi0 引言对于有粘结预应力混凝土梁桥，预应力孔道的灌浆率通常不能实现100%饱满，容易引发钢束锈蚀，因此，锈蚀钢束与混凝土间就会存在粘结与滑移问题。然而，对该问题的结构行为及失效机理的讨论，在国内外的所得成果都非常少。本文基于桥梁分析中常用的梁单元特点，以 Saenz 公式和 Skogman 公式分别作为混凝土和预应力钢束的的应力—应变本构关系，同时采纳非线性弹簧来模拟锈蚀钢束与混凝土之间的粘结滑移，提出从刚臂元——非线性弹簧元——钢束元的模拟分析方法，为在役损伤的预应力混凝土桥梁的失效机理分析或耐久性评估，提供一定的参考依据。1 钢束元本构模型预应力钢筋的应力—应变本构关系采纳 Skogman 公式，即：f=εEQ+（1）Q=式中：f 为预应力钢束的极限强度；ε 为预应力钢束的极限拉应变；f 为预应力钢束 1%应变时的应力（屈服强度）。系数 K 取为 1.04，其应力—应变图形如图 1 所示。综合分析不同学者的讨论成果，其中关于钢筋锈蚀对其力学性能的影响，主要存在两种观点：其一是锈蚀对钢筋的实际屈服强度和极限强度无...