預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋應(yīng)力監(jiān)控

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摘 要：文章介紹了大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋應(yīng)力監(jiān)控的重要性，使用MIDAS/Civil進(jìn)行仿真分析，將實(shí)際應(yīng)力和理論應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比，并分析了應(yīng)力誤差產(chǎn)生的原因。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁；應(yīng)力監(jiān)控；應(yīng)力誤差

在大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工過(guò)程中，大多是采用懸臂施工的施工方法，這樣在施工時(shí)梁體結(jié)構(gòu)內(nèi)力會(huì)不斷發(fā)生變化，為了保證橋梁在施工的過(guò)程之中確保施工可以安全的進(jìn)行，并且隨著工期的推進(jìn)使橋梁可以順利合龍，橋梁的應(yīng)力監(jiān)控是十分有必要的。

1 工程背景

某預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)，采用懸臂施工的方法進(jìn)行橋梁的施工[1]，橋梁節(jié)段共分為16個(gè)施工塊。此橋計(jì)算跨度為70+125+70 m，中支點(diǎn)梁高9.20 m，跨中梁高5.20 m。梁底下緣按二次拋物線變化。箱梁頂寬12.5 m，頂板厚度45～65 cm，腹板厚度60～80～100 cm，底板厚48.5～123.8 cm。

設(shè)計(jì)速度：客車200 km/h，貨車120 km/h。荷載：（1）列車活載：列車豎向活載采用中—活載。（2）施工荷載：800 kN（包括人群、模板、掛籃、機(jī)具等臨時(shí)荷載）[2]。

2 測(cè)點(diǎn)布置

采用鋼弦式傳感器。在使用過(guò)程中，利用其應(yīng)變累計(jì)功能，記錄其初始讀數(shù)，在之后的施工階段進(jìn)行每個(gè)階段的數(shù)據(jù)采集工作，最后根據(jù)傳感器給定參數(shù)就可以換算出結(jié)構(gòu)當(dāng)前狀況下的截面應(yīng)力。

對(duì)主梁的控制截面進(jìn)行應(yīng)變計(jì)的布設(shè)，位置如圖1所示。其中，1-1，11-11截面為邊跨跨中截面，2-2，10-10截面為邊跨1/4截面，3-3，9-9截面為邊跨根部截面，4-4，8-8為中跨根部截面，5-5，7-7為中跨1/4截面，6-6為中跨跨中截面。

截面測(cè)點(diǎn)布置如圖2—4所示。圖2適用于2-2，5-5，7-7，10-10截面，圖3適用于3-3，4-4，8-8，9-9截面，圖4適用于1-1，6-6，11-11截面，每個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變計(jì)與縱筋平行布設(shè)。

3 誤差分析

3.1 應(yīng)變計(jì)偏差

在安裝應(yīng)變計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)將應(yīng)變計(jì)縱向綁扎在與梁體縱向平行的位置，一般可用束帶或扎絲將應(yīng)變計(jì)固定在梁體縱向鋼筋上。但是當(dāng)進(jìn)行混凝土的澆筑以及振搗的時(shí)候，可能會(huì)對(duì)應(yīng)變計(jì)的位置造成一定的影響。并且實(shí)際中應(yīng)變計(jì)的綁扎位置與從模型中提取應(yīng)力的位置會(huì)有些許的偏差。

3.2 彈性模量誤差

混凝土在澆筑之后，其彈性模量會(huì)隨著混凝土凝結(jié)硬化的過(guò)程而不斷增大，直到設(shè)計(jì)值，但是在進(jìn)行模型建立，模擬施工階段進(jìn)行分析時(shí)，軟件中使用的混凝土彈性模量是其設(shè)計(jì)值，這樣計(jì)算出的理論值就會(huì)和實(shí)測(cè)值產(chǎn)生一定的偏差。

3.3 應(yīng)變滯后性

預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)變具有滯后性。對(duì)于那些預(yù)應(yīng)力束較短、管道較通暢的情況，應(yīng)變的滯后性不是十分的明顯。但對(duì)于預(yù)應(yīng)力束較長(zhǎng)、管道通暢情況欠佳的梁體節(jié)段，此時(shí)應(yīng)變滯后性便十分明顯[3]。

4 理論應(yīng)力與實(shí)際應(yīng)力對(duì)比

一個(gè)橋墩處邊跨跨中截面、邊跨1/4截面和邊跨根部截面的理論應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力對(duì)比如圖5—7所示。

如圖5—7所示，可看出：（1）在主梁的各控制截面，其各個(gè)懸臂施工的施工階段，施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)應(yīng)力與理論應(yīng)力相差不大，且應(yīng)力值較吻合，沒(méi)有出現(xiàn)異常情況，說(shuō)明了懸臂施工過(guò)程的安全性以及合理性。（2）施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)應(yīng)力與模型計(jì)算的理論應(yīng)力隨有差值，但是差值不大，說(shuō)明本橋模型的計(jì)算是正確的，施工是安全的，應(yīng)變計(jì)的布設(shè)是合理且正確的，并且運(yùn)用此種方法對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控比較準(zhǔn)確，在實(shí)際中可以應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果和理論分析值比較，結(jié)論如下：（1）在整個(gè)施工過(guò)程中，主梁控制截面沒(méi)有出現(xiàn)拉應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為14.27 MPa，在規(guī)范的允許值之內(nèi)，在橋梁進(jìn)行懸臂施工的過(guò)程中，未出現(xiàn)異常，且施工安全，橋梁順利的進(jìn)行了合龍。（2）在進(jìn)行橋梁施工應(yīng)力監(jiān)控的過(guò)程中，主梁梁體沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂縫的產(chǎn)生，符合要求。

[參考文獻(xiàn)]

[1]胡娟.Midas/Civil軟件在大跨徑橋梁懸臂施工中的應(yīng)用[J].西部交通科技，2011（10）：61-64.

[2]姜華，陳青華.某預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸臂施工應(yīng)力監(jiān)控分析[J].安徽建筑，2012（1）：185-187.

[3]任韶敏.鐵路連續(xù)箱梁水平轉(zhuǎn)體施工及監(jiān)控技術(shù)研究[D].石家莊：石家莊鐵道大學(xué)，2014.

Abstract：This paper introduces the importance of stress monitoring of long-span prestressed concrete continuous girder bridges. The simulation is carried out by using MIDAS/Civil. The actual stress and theoretical stress are compared and the causes of stress errors are analyzed.

Key words：continuous beam bridge； stress monitoring； stress errorendprint