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连续刚构桥施工监测中实测应力分析
连续刚构桥施工监测中实测应力分析
摘要:文章按照桥梁规范的要求,计算了一座连续刚构桥在施工过程中的收缩和徐变,分析预应力混凝土收缩徐变及其温度对应力监测传感器的影响,得出监测桥梁的实际应力。
关键词:实测应力;收缩徐变

中图分类号: K928 文献标识码: A
0引言
在连续刚构桥施工监控中,应力监测传感器输出的数据是以应变参量为依据,受到温度变化、混凝土的收缩徐变等因素的影响,传感器监测到的数据并不是完全由荷载产生的,掺杂着温度应变、混凝土收徐徐变等非荷载应变,从而使传感器测得的应力不能真实地反映桥梁的实际应力状态。本文章以一座连续钢构桥为工程背景,首先运用有限元软件计算传感器埋置处的应力;再按照规范计算出收缩和徐变的大小,从而分析出收缩徐变对监测的影响;然后分析温度变化对监测数据的影响,最后分析埋设传感器处的实际应力。
1工程概况
一座箱型连续钢构桥,上部结构采用55+100+55m三跨一联连续刚构。,跨中、。下部结构采用矩形双薄壁墩,墩梁固结。采用悬臂浇筑施工。在桥跨根部截面的上缘和下缘分别埋设三个传感器测点,布置情况如图1。
图1 传感器布置
2理论值与实测值
应用有限元软件建立模型,准确地模拟施工过程,计算测点位置处应力的理论值,并与实测值对比;除个别点之外,理论值的变化趋势与实测值变化趋势基本一致。如表1所示。
表1 测点处应力理论计算值与实测值



3 计算收缩徐变
按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004),计算混凝土收缩应变和徐变系数,并用软件得出各个时间段的应力理论值,最后得出收缩和徐变应力(Eε=σ,ε由收缩徐变产生的应变)。施工监测中应力传感器所测得的应力是按弹性理论得出的[1],即:
(1)
(2)
——实际应力,弹性应变;
——名义收缩应力,收缩应变;
——名义徐变应变,;
——名义温度应力,温度应变;
——误差引起的传感器应力,误差应变;
压应力小于混凝土轴心抗压强度的50%时,徐变应变可以认为与所施加的应力有线性关系[2]。在时刻开始作用于混凝土的单轴向常应力到考虑时刻t所产生的徐变应变为:
(3)
根据线性叠加原理,计算变化弹性应力引起的徐变应变[3]。该桥梁采用悬臂浇注施工,弹性应力是变化的,在时刻施加初应力,又在不同时刻施加应力增量,其在以后任何时刻t的徐变应变为:
(4)
0#块养护较好,强度达要求,且在30d后张拉钢束,计算传感器应力时,采用统一的混凝土弹性模量,则名义徐变应力:

(5)
计算出理论应力和变化的徐变系数,通过积分得出名义徐变应力。0#块~10#块张拉钢束后(未合拢)的收缩应变和徐变系数见表2。


表2收缩徐变及其对应传感器应力



4温度效应影响
根据监测数据,只考虑线性温差的影响。为温度应变,为温度应力:
(6)
(7)
混凝土线膨胀系数;
传感器线膨胀系数;
由于传感器的线性膨胀系数与混凝土的线性膨胀系数非常接近,线性温度对测量读数的