大跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋收縮徐變效應(yīng)測(cè)試與分析

《大跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋收縮徐變效應(yīng)測(cè)試與分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、大跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋收縮徐變效應(yīng)測(cè)試與分析汪劍方志（湖南大學(xué)湖南長(zhǎng)沙410082）摘要:預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋以其良好的結(jié)構(gòu)整體受力性能在現(xiàn)代大跨橋梁結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用，但迄今所修建的混凝土箱梁橋中，運(yùn)營(yíng)階段箱梁開(kāi)裂及下?lián)线^(guò)大的現(xiàn)象較為普遍，實(shí)際混凝土箱梁橋中混凝土收縮徐變作用及其效應(yīng)認(rèn)識(shí)的不足是其可能產(chǎn)生的原因之一?，F(xiàn)行有關(guān)混凝土收縮徐變的計(jì)算公式多以試驗(yàn)室模型試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)確定，由于實(shí)際混凝土箱梁結(jié)構(gòu)的尺寸較大同時(shí)又處于復(fù)雜的自然環(huán)境中，因此對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行長(zhǎng)期測(cè)試以獲得能夠驗(yàn)證現(xiàn)行規(guī)范混凝土收縮徐

2、變計(jì)算公式的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯得尤為重要。結(jié)合某高速公路上兩座大跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的修建及運(yùn)營(yíng)，對(duì)處于自然環(huán)境中的箱梁橋在混凝土收縮徐變作用下的真實(shí)反應(yīng)進(jìn)行測(cè)試，并詳細(xì)地分析各測(cè)試數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上提出同時(shí)考慮混凝土溫度、環(huán)境相對(duì)濕度、箱梁局部理論厚度等因素及其變化的混凝土收縮應(yīng)變和徐變系數(shù)計(jì)算方法，并將其應(yīng)用于實(shí)際橋梁的收縮徐變效應(yīng)分析中，得出一些具有實(shí)用價(jià)值的結(jié)論，為實(shí)際箱梁橋的收縮徐變計(jì)算提供參考。關(guān)鍵詞:混凝土箱梁收縮徐變長(zhǎng)期測(cè)試與分析引言多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多專(zhuān)家和學(xué)者對(duì)混凝土收縮徐變預(yù)測(cè)模型這一課題

3、開(kāi)展了大量的研究工作，并取得了一批重要的成果，但必須強(qiáng)調(diào)的是，在現(xiàn)階段較為流行的預(yù)測(cè)模型基本上都是建立在試驗(yàn)室數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的經(jīng)驗(yàn)公式，由于試驗(yàn)室特定條件（恒溫、恒濕、小試件）的局限或研究者側(cè)重點(diǎn)的不同，不同的研究者提出的模型所考慮的影響因素也不盡相同，因此各混凝土收縮徐變模型均需要實(shí)際結(jié)構(gòu)中的實(shí)測(cè)結(jié)果加以驗(yàn)證。盡管?chē)?guó)外對(duì)實(shí)際橋梁的長(zhǎng)期觀測(cè)已取得了較為豐富的成果，特別是PeterF.Takács等（2002）[1]和LiXianping等（2002）[2]所取得的豐富數(shù)據(jù)，但是需要指出的是，兩者研究的橋

4、梁所處的環(huán)境具有一定的相似性：Norddalsfjord橋、Stovset橋和Stolma橋處于挪威海岸線，其環(huán)境平均溫度5~10℃，而NorthHalawa橋的環(huán)境溫度20~25℃，相對(duì)濕度80%~90%，因此其相對(duì)濕度和溫度終年變化不大。而對(duì)于國(guó)內(nèi)大多數(shù)地區(qū)，相對(duì)濕度和溫度在一年中的變化均較大，并且Li在文中還提到“盡管當(dāng)?shù)叵奶旌投斓臏囟认嗖钶^小，但實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明夏季混凝土的應(yīng)變率在增本文獲第三屆歐維姆優(yōu)秀預(yù)應(yīng)力論文獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（原載《土木工程學(xué)報(bào)》2008.No.1）加而冬季的在降低”[2]，因

5、此有必要結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際工程的修建，對(duì)其在自然環(huán)境下結(jié)構(gòu)內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)行測(cè)試，以確定適合于當(dāng)?shù)氐幕炷潦湛s徐變模式。本文以衡昆高速公路沿線兩座大跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋?yàn)橐劳校谑┕み^(guò)程及成橋后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的系統(tǒng)觀測(cè)，研究處于自然環(huán)境中的實(shí)際結(jié)構(gòu)在混凝土收縮徐變作用下的真實(shí)反應(yīng)，為混凝土箱梁橋的收縮徐變計(jì)算提供參考。1混凝土箱梁橋收縮徐變效應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試所分析測(cè)試的兩座橋梁分別為衡陽(yáng)東陽(yáng)渡湘江大橋（主跨150m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋）和祁陽(yáng)白水湘江大橋（主跨120m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋），在施工過(guò)程中

6、及成橋后進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)5年的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)。測(cè)試內(nèi)容包括橋址環(huán)境溫度場(chǎng)、混凝土箱梁溫度、各控制截面應(yīng)變變化及撓度變化。圖1為衡陽(yáng)東陽(yáng)渡湘江大橋各應(yīng)變和溫度測(cè)試截面總體布置圖，溫度測(cè)試截面為T(mén)1~T4截面，各溫度測(cè)點(diǎn)布置如圖3（a）所示，應(yīng)變測(cè)試截面為S1~S10，其中S1、S10為邊跨合龍段截面，S4、S7為中跨合龍段截面，其余截面為各墩根部附近截面（各墩2號(hào)塊與3號(hào)塊相交截面），各截面應(yīng)變測(cè)點(diǎn)P1~P8如圖3（b）所示（根部截面梁高9.5m，跨中截面梁高3.8m）。圖2為祁陽(yáng)白水湘江大橋各應(yīng)變和溫度測(cè)試截面

7、總體布置圖，溫度測(cè)試截面為T(mén)1截面，應(yīng)變測(cè)試截面為S1~S12，其中S11截面為2號(hào)墩墩底截面，S12截面為3號(hào)墩墩頂截面，溫度測(cè)點(diǎn)布置及應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置如圖3（a）、（b）所示（根部截面梁高7.2m，跨中截面梁高3.0m）。在施工過(guò)程中，撓度測(cè)點(diǎn)布置在各梁段前端截面頂板上，成橋后，撓度測(cè)點(diǎn)布置在防撞欄桿上，如圖3（c）所示?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試選用智能鋼弦式應(yīng)變計(jì)作為應(yīng)變測(cè)試傳感元件，撓度采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)試。施工過(guò)程中，對(duì)各主要工況下的應(yīng)變變化進(jìn)行了測(cè)試，成橋后對(duì)各橋進(jìn)行了為期3年的跟蹤觀測(cè)，到目前為止，測(cè)試

8、時(shí)長(zhǎng)接近1500天。2混凝土箱梁應(yīng)變測(cè)試結(jié)果及分析由于測(cè)試數(shù)據(jù)較多，現(xiàn)僅給出具有典型的、具有代表性的測(cè)試結(jié)果，如圖4~圖16所示（圖中應(yīng)變單位均為με，負(fù)值為壓應(yīng)變）：圖4~圖5為衡陽(yáng)東陽(yáng)渡湘江大橋箱梁根部附近截面上、下緣部分測(cè)點(diǎn)應(yīng)變；圖6~圖7為衡陽(yáng)東陽(yáng)渡湘江大橋箱梁主跨合龍段截面上、下緣部分測(cè)點(diǎn)應(yīng)變；圖8~圖11為祁陽(yáng)白水湘江大橋箱梁根部附近截面上、下緣部分測(cè)點(diǎn)應(yīng)變；圖12~圖13為祁陽(yáng)白水湘江大橋箱梁主跨合龍段截面上、下緣部分測(cè)點(diǎn)應(yīng)變。各圖中虛線為橋梁施工階段