大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工應(yīng)力監(jiān)測中的幾個問題

Word版本，下載可自由編輯大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工應(yīng)力監(jiān)測中的幾個問題關(guān)于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工應(yīng)力監(jiān)測中的幾個問題？下面我為大家具體介紹一下，以供參考。

一、前言

近幾年，我院擔(dān)當(dāng)了十余座大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工應(yīng)力監(jiān)測任務(wù)。有斜拉橋、延續(xù)梁及剛構(gòu)等多種橋式。在完成合同規(guī)定任務(wù)的同時，為了提升測試質(zhì)量還做了不少的實(shí)驗(yàn)和探討。按照對混凝土橋梁施工應(yīng)力的觀測，發(fā)覺目前還有的問題沒有很好的解決，準(zhǔn)時總結(jié)閱歷教訓(xùn)，不斷地提升測試質(zhì)量，是當(dāng)前橋梁建設(shè)進(jìn)展的需要。

隨著橋梁事業(yè)的進(jìn)展，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁得到廣泛應(yīng)用，不同橋式的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在不斷興建，跨度逐步加大，結(jié)構(gòu)也向薄壁輕型進(jìn)展，懸臂施工中擔(dān)心全因素隨之增大。為了避開安裝應(yīng)力失控，有更多的橋梁對施工舉行監(jiān)控，對施工應(yīng)力測試也提出了更高的要求?，F(xiàn)在施工應(yīng)力測試技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上橋梁工程進(jìn)展的需要。

本文在總結(jié)多年來大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工應(yīng)力測試的基礎(chǔ)上，針對當(dāng)前測試存在的問題，談?wù)勌嵘郎y試精度、確保測試質(zhì)量的詳細(xì)辦法。

二、提升測試質(zhì)見的探討

混凝土為非勻質(zhì)材料，除受力變形外還有多種因素同樣引起變形。目前對混凝土應(yīng)力直接測試尚無完美的辦法，仍是利用應(yīng)變量測再舉行換算，因?yàn)槎喾N變形的摻入，使得測試工作變得非常復(fù)雜。

溫度對橋梁結(jié)構(gòu)影響很顯然可分兩個方面，一是結(jié)構(gòu)隨溫度變化發(fā)生變形，即熱脹冷縮；另外由日照等緣由引起結(jié)構(gòu)溫差，溫差對結(jié)構(gòu)影響大，也很復(fù)雜。

濕度對混凝土結(jié)構(gòu)影響也比較顯然，近來采納泵送混凝土，因?yàn)樗退嘤昧康脑龆?，于縮變形也隨之變大。

混凝土自身體積變化是由內(nèi)部膠凝材料的水化作用引起的變形，對結(jié)構(gòu)有影響，但不太顯然。

徐變是混凝土特性之一，在荷載不變狀況下，變形在不斷增強(qiáng)。它對結(jié)構(gòu)受力影響顯然，也很復(fù)雜。

關(guān)于混凝土變形總起來可歸納為兩類：一類是混凝土受力變形，包括荷載彈性變形、徐變變形及溫差引起的變形；另一類為體積變形，是指混凝土溫度變形、濕度變形及自身體積變形等?？捎孟率奖硎荆害趴?ε受力ε體積=

施工應(yīng)力測試就是將觀測部位在不同工況下由荷載引起彈性應(yīng)變。荷載量測出來，用下式換算出應(yīng)力σ荷=Eε荷載式中，E為彈性模量。

而應(yīng)變測值包括了上述兩類變形。為了得到較精確?????的荷載應(yīng)變，多年來向來討論如何把其他應(yīng)變從測值中分別出來。

1.體積變形補(bǔ)償辦法的實(shí)驗(yàn)

水工大壩的監(jiān)測向來采納雙壁筒式無應(yīng)力計，它由雙層鐵皮筒和填在中間的軟材料構(gòu)成，它可以消退荷載引起的變形。測值僅是混凝土體積變形，用來補(bǔ)償大壩混凝土體積變形。

70年月在九江長江大橋的沉井實(shí)驗(yàn)中曾用這種無應(yīng)力計。在沉井尚未下沉?xí)r經(jīng)觀測就發(fā)覺無應(yīng)力計的溫度與應(yīng)變計不全都。濕度相差更大，當(dāng)井壁混凝土于縮達(dá)200～300微應(yīng)變時，而無應(yīng)力計惟獨(dú)數(shù)十個微應(yīng)變，沉井下沉后，因?yàn)榫诮蛎洠罹嗖胖饾u減小。

據(jù)分析因?yàn)楹唭?nèi)混凝土周圍有鐵皮和軟材料包圍。影響熱傳導(dǎo)和水簇?fù)戆l(fā)，使箱內(nèi)外混凝土在溫度和濕度方面都浮現(xiàn)了差異。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證還制作了混凝土試塊，同時埋設(shè)工作應(yīng)變計和無應(yīng)力計。試塊灌注后養(yǎng)生期間就發(fā)覺二者逐漸產(chǎn)生了差別，隨著齡期增長差別越來越大。此時的試塊沒有受力，應(yīng)變計測值也應(yīng)和無應(yīng)力計一樣都是體積變形，二者不全都，證實(shí)筒式無應(yīng)力起不到補(bǔ)償作用。后來還試用過尺寸不同的混凝土塊，內(nèi)設(shè)同一型號的應(yīng)變計，作為補(bǔ)償塊。補(bǔ)償塊與結(jié)構(gòu)上對應(yīng)的混凝土同時灌注，同樣養(yǎng)生，測試時將補(bǔ)償塊放在觀測的部位，盡量保持同樣的條件。但因?yàn)檠a(bǔ)償塊體積小，界面多，熱傳導(dǎo)及水簇?fù)戆l(fā)比較快，后來也發(fā)覺補(bǔ)償塊內(nèi)的溫度和濕度與結(jié)構(gòu)之間存在較大的差別。同樣起不到良好的補(bǔ)償作用。

2.削減溫差及徐變影響的措施

橋梁結(jié)構(gòu)的溫差多來自日照，氣溫驟降也能形成溫差。按照觀測，日照引起的梁頂與梁底溫差可達(dá)17～19℃。它能使某些部位產(chǎn)生相當(dāng)大的溫度應(yīng)力。也可能使施工中懸臂端產(chǎn)生較大的變位。詳細(xì)與結(jié)構(gòu)本身力學(xué)特性及周圍約束有關(guān)。因?yàn)槿照找鸬臏囟葓霰旧碛质请S機(jī)變量。所以溫差給結(jié)構(gòu)帶來影響相當(dāng)復(fù)雜。

削減溫差影響有效辦法是清晨日出之前舉行量測。日照形成的溫差經(jīng)過一夜基本上趨于平穩(wěn)。惟獨(dú)封閉箱內(nèi)外有溫差，但影響不大。清晨不但是梁的各部位溫差最小，而且全橋的各部分溫差也最小。因此清晨日出之前舉行量測是消退溫差影響有效的辦法。

混凝土徐變變形受多種因素影響，比較復(fù)雜。其中徐變變形大小與加載齡期長短有關(guān)。削減徐變的影響，可采納加密量測次數(shù)，取每次加載前后相對值累計方法，有一定效果。懸臂施工中每澆筑一個梁段需要一定時光，測試可將其中幾個荷載變化比較大的工序選出來。如移掛籃、綁鋼筋、澆混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力等，在這些工序舉行前后分離舉行量測，取前后差值疊加累積。這樣雖然不行能將徐變影響徹低分別出去，但總可以削減一部分誤差。

三、關(guān)于測試元件的選用

大跨度混凝土橋梁施工應(yīng)力測試有不少條件限制和一定的困難，因此對測試元件要求也很高。一，測試時光較長，普通在一年左右，有的還要長，要求測試元件長久穩(wěn)定性好；二，荷載增減頻繁，但每次變化量不一定很大，因此要求測試元件敏捷度要高；三、橋梁多為薄壁結(jié)構(gòu)，鋼筋密又沒有預(yù)應(yīng)力，元件埋設(shè)困難，元件體積盡可能小，構(gòu)造容易，不易損壞；四、測點(diǎn)比較簇?fù)?，電線、電纜簇?fù)碓跇蛎嫔?，因?yàn)槭┕じ蓴_碰傷砸斷常常發(fā)生，因此元件最好有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

按照上述要求，以前多使用電阻差動式應(yīng)變計，它在敏捷度和長久穩(wěn)定性方面都能滿足要求。體積小安裝埋設(shè)也比較便利，但它是通過“電阻變化”的原理做成的傳感器，簡單受溫度的影響，除元件本身受溫度影響需隨時修正外，其電纜及接頭的變化也給測值造成波動。原來混凝土結(jié)構(gòu)的測試就很復(fù)雜，再加上元件本身易受外來干擾，更增強(qiáng)測試工作的困難。

后改用振弦式應(yīng)變計，它在長久穩(wěn)定和敏捷度方面同樣能滿足要求，另外它是利用振頻變化轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的，從構(gòu)造看鋼弦和外殼同樣是鋼質(zhì)，熱膨脹系數(shù)基本全都，因此對溫度變化不敏感，對導(dǎo)線要求也不高。改用振弦式元件后不但收拾數(shù)據(jù)容易省事，而且從測試結(jié)果看邏輯性也好。

但振弦式元件目前還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)廠家多是地方小廠，其中的關(guān)鍵是對鋼弦的處理。如處理不到位，在長久測試中易于松弛，造成零點(diǎn)飄移，給數(shù)據(jù)分析帶來棘手。使用前最好提前半年購置，然后觀測零點(diǎn)穩(wěn)定狀況。另外還要挑選少數(shù)舉行重標(biāo)定，校核廠家的標(biāo)定曲線。

目前振弦式應(yīng)變計外殼多用鋼管，有些鋼管壁厚，使用前應(yīng)檢查應(yīng)變計本身的剛度，如大于同截面混凝土剛度時，還要利用實(shí)驗(yàn)找出兩者剛度比對測值舉行修正。

振弦式應(yīng)變計因構(gòu)造關(guān)系，對拉應(yīng)力測試誤差大，當(dāng)觀測部位有拉應(yīng)力浮現(xiàn)時，應(yīng)改用其他測試元件。

四、關(guān)于測試中幾個應(yīng)注重的問題

施工應(yīng)力監(jiān)測涉及到的資料和數(shù)據(jù)無數(shù)。除設(shè)計資料外，施工方面也無數(shù)，如施工工藝、施工計劃、施工組織設(shè)計及掛籃、模板有關(guān)數(shù)據(jù)。橋上主要施工機(jī)具設(shè)備的分量及其他施工荷載等。事前應(yīng)仔細(xì)收集、認(rèn)真調(diào)查。

對結(jié)構(gòu)舉行理論分析計算非常須要。測試應(yīng)按照需要建立自己的計算系統(tǒng)。事先對觀測部位在各種工況下的應(yīng)力狀態(tài)舉行分析和計算，做到心中有數(shù)。

應(yīng)變計安裝要經(jīng)受混凝土澆注、振搗及混凝土硬化等過程。尤其是混凝土硬化是一個很復(fù)雜的變化過程，有水化熱溫升和自身體積的收縮。因?yàn)闇囟葓黾坝诳s變化不均，往往造成殘余應(yīng)力會影響應(yīng)變計，造成讀數(shù)波動大也不穩(wěn)定。為了確定測點(diǎn)初始值，混凝土澆注后應(yīng)該跟蹤觀測，以穩(wěn)定后的測值作為初始值。有的測點(diǎn)需較長時光才干穩(wěn)定，又要協(xié)作施工舉行量測，對這部分測點(diǎn)，當(dāng)發(fā)覺數(shù)據(jù)有顯然不合理時，可以舉行適當(dāng)調(diào)節(jié)。

大跨度橋梁施工過程中，不行避開會浮現(xiàn)一些問題，有時會打亂正常施工挨次，施工荷載也會變化，測試時應(yīng)注重變化，并作好記錄。不少變化將直接影響測試結(jié)果。

另外測試中發(fā)覺個別測點(diǎn)異樣，應(yīng)準(zhǔn)時檢查，發(fā)覺干擾盡快排解。按照閱歷，當(dāng)測點(diǎn)附近停放施工機(jī)具材料或因上面有積水，也會給測試結(jié)果帶來影響。

對能反映結(jié)構(gòu)工作特性應(yīng)力比較集中的測試部位，應(yīng)適當(dāng)多設(shè)元件，以防安裝或測試過程中造成損壞而測不到關(guān)鍵數(shù)據(jù)，還可以采納不同的手段或其他類型元件，同時舉行測試。

因?yàn)榛炷列再|(zhì)有變易性，在施工應(yīng)力測試中，應(yīng)按照工地實(shí)際狀況，做一些有關(guān)混凝土性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)和觀測，如混凝土彈性模量、于縮量，如有條件還可舉行其他方面觀測，通過這些數(shù)據(jù)對測試資料舉行分析，可能削減一部分誤差。

觀測資料除準(zhǔn)時收拾交托付單位外，還要舉行系統(tǒng)分析，發(fā)覺不正?；蜻^大偏差時，找出緣由，盡早地舉行修正。從以往觀測資料看，實(shí)測與理論計算總有差距。測試數(shù)據(jù)與計算值存在偏差是正常的，施工中懸澆塊件超重，施工荷載變化，徐變造成的誤差及測試元件和儀器的誤差，都會給測值帶來偏差。

正由于施工應(yīng)力測試工作難度比較大，所以要組織有一定閱歷人員長駐現(xiàn)場，除仔細(xì)細(xì)致舉行測試工作外，還要不斷分析討論，探討提升測試精度。從以前測試狀況看，參