?提醒：试验检测课程优惠月底结束点此进入检测题库做题来源：说桥摘要:本文是根据基础著作（主要是年崩塌调查后提供）编写的。本文的主要贡献是：建立了合理的桥梁跨中挠度模型，弹性阶段和弹性阶段后的应力状态，悬臂梁顶板的开裂阶段，维修对科罗尔大桥结构的影响，概率评估。本研究基于已知且简单的工程工具：对一维梁进行了分析。关键字：科罗尔桥，坍塌，原因，悬臂，连续梁，预应力混凝土，应力状态，挠度，降低刚度，概率评估

图1科罗尔桥倒塌

1介绍

在作者看来，这项工作的目标是确定科罗尔大桥坍塌的主要原因（图1）该分析基于年前后发生的坍塌调查提供的数据。最完整的著作是邓文中的《科罗尔大桥的故事》，他说：“从错误中吸取教训特别有用，因为它可以教会我们可以做什么和不能做什么。但是，为了使过去有用，我们必须认真而真实地介绍事实。”工程界通常认为对此类重大坍塌的研究是纠正和改进未来的设计，正如T.Galambos所指出的。另一方面，Bazant教授向世界结构工程师大会（年11月6日，Banga-lore）介绍了一项决议，他指出：“结构工程师普遍认为，所有技术数据的公布将可能导致结构工程的进步，并可能防止大型混凝土结构的进一步倒塌”。分析是从倒塌后提出的问题开始的，邓先生指出：为什么挠度比预期的大得多？如果没有维修会怎样？维修后的结构发生了什么变化？为什么在Babeldaob主墩附近的悬臂梁顶板被压碎并引发坍塌？科罗尔大桥的倒塌还存在其他问题：桥梁采用两个悬臂的结构体系；所使用的混凝土等级；靠近主墩的顶板中钢筋束的布置；两个悬臂梁的部分预应力构件的特性。目前的工作集中在这些问题和答案是基于众所周知的和简单的工程师工具。采用一维梁分析，甚至认为这会导致挠度和预应力损失的巨大误差。分析结果与实验测量结果非常接近。本研究的主要内容包括：桥梁跨中挠度的合理模型、弹性阶段和弹性阶段后的应力状态、悬臂梁顶部开裂阶段、维修对科罗尔大桥结构的影响、概率评估。

2.挠度

跨中总挠度是许多作者争论的话题。在表格1和图2中，给出了邓文中提出的各种假设下的中跨挠度。本文作者提出的图2是由不同因素（预应力、弹性行为、徐变影响）引起的挠度图解。表1最后一栏是作者提出的跨中总挠度。从试验结果（第3列）开始假设：预应力损失为50%。总弹性挠度的计算假定梁的刚度比初始设计降低50%。通过引入修正弹性模量E和公式[6]从正挠度获得徐变挠度：假设从测试结果开始（第3列）：预应力损失为50％。总弹性挠度的计算假设与初始设计相比，梁刚度降低了50％。徐变挠度是通过引入具有公式[6]的改进的弹性模量E从正挠度获得的：

图2由于不同因素引起的挠度

式中：E-弹性模量（杨氏模量）；qd-持续荷载，q-总荷载

表1桥梁跨中挠度

式中：φ0是徐变系数（对于C32/40，φ0=2.6）；k1=0.5代表混凝土龄期的影响（t天）；k2=1.6为混凝土中应力的影响（2fc/fcm）；k3=0.7是相对湿度（RH=90%）的影响。考虑到合拢前的徐变变形（假设为20%），最终挠度约为2.43m。这与天（年）实测挠度推算相同，Δexp=2.4m。另一方面，对于最终极限状态，可能需要考虑，其中包括：“极限挠度”规定最大挠度为：预应力悬臂构件预应力简支梁

钢筋混凝土悬臂构件

钢筋混凝土简支梁

式中：L是构件的跨度。可以看出，这三个值之间具有良好的相关性：计算的挠度，实测挠度推算和极限挠度。在这种情况下，平均使用寿命可能为年（年至年）；通过概率评估，分位数分别为67.1年和年，其中cv=20％。在初始设计中，应用之前的假设公式（1），修正后的最终挠度为mm，该挠度大于预期值，但仍小于实测挠度值。表1中的数据表明，导致挠度大于预期的主要因素是预应力损失，它与两个参数共同作用：预拱度减小和刚度减小。在这种情况下，作为主要影响因素的徐变和收缩对科罗尔桥挠度的贡献的分析具有科学意义，但对判断科罗尔桥的性能没有帮助。徐变和收缩的理论尚未完全阐明，但对于混凝土结构（包括挠度）的实际分析，目前由实际规范和模型提供的数据已经足够好了。表1中的结果并未得到“一维梁分析导致挠度和预应力损失的巨大误差”的说法的确认。点击体验检测题库关于应力的类似结论见[2]“……与使用20节点实体单元建立的三维有限元相比，用简单梁理论预测的应力变化很小。”3.应力状态通过分析应力分布，可以解释主墩附近混凝土压碎引起的悬臂梁倒塌。本文的重点是桥墩附近主截面受压区的应力，因为坍塌是在桥梁的这两个区域中开始的，拉力区更安全（见第5点）。为了进行分析，考虑了主墩附近的临界横断面（图3）。分析阶段包括初始阶段、预应力损失阶段、恢复阶段和倒塌前的最终阶段。

图3主墩附近的横断面

在极限条件下，由永久荷载引起的弯矩和总剪力被认为是实际弯矩Mg=0MN·m，剪切力是Vg=34MN；平均圆柱体强度fcm=35MPa。预应力系统由根钢筋束组成，钢筋直径?=32mm，极限强度fu=MPa。锚固后，在应力作用下钢筋束的最大容许应力为0.8fu和0.7fu，在损失之前，顶板中所有根钢筋束的极限抗拉能力为：fu为MN，0.8fu为MN，0.7fu为MN，0.4fu为MN。全预应力（0.8fu）的初始阶段如图4所示，其中外部作用为：由永久荷载引在横断面底板处具有最大值fc=–15MPa。在顶板，实际弯矩的压缩应力-5.5MPa。剪应力也显示在图4中，最大值为3.35MPa；此时的主要拉应力为：σ1=-11.32MPa，σ1=+1MPa且不会出现倾斜裂纹。

图4全预应力初始阶段的弹性分析

图5预应力损失阶段

这种预应力损失的原因可能是，正如文章[2]所指出的那样：“……顶板和腹板纵向、横向和垂直预应力钢筋束相互交叉，以及各种钢筋束的锚具”。此外，顶板在桥梁使用初期就出现了裂缝。通过整个横断面获得的应力状态在顶板给出了一个值fc=8.5MPa的拉力区。在这种情况下，梁将开裂，并且中心线桥墩附近横断面的应力状态也如图5所示。在此阶段，由于