（固体力学专业论文）三塔斜拉桥拉索锚固区应力分析及足尺模型试验研究.pdf

摘要 索塔拉索锚固区是斜拉桥中的关键部位，拉索的局部集中力将通过这一部位 安全、均匀地传递到塔柱中。由于拉索的局部强大集中力、预应力筋的锚固力以 及孔洞削弱等因素影响使该区域受力状态十分复杂，单纯的理论分析无法全面反 映索塔锚固区实际的应力分布和变形情况，因此，斜拉桥索塔锚固区节段受力性 能分析的探讨一直以来受到桥梁界的瞩目，索塔锚固区也是斜拉桥设计和施工的 难点和关键。滨州黄河公路大桥是我国黄河上第一座三塔斜拉桥，对三塔斜拉桥， 进行的试验研究很少，其相对双塔或单塔斜拉桥，结构更复杂、影响因素更多， 针对此现状，为完善相关理论分析和试验研究，对三塔斜拉桥特别是其中位置最 高、自重最大、水平力最大的斜拉索对应的锚固区进行应力分析和足尺模型试验 研究，以检验锚固区的受力性能，并为施工工艺提出指导性建议，同时丰富和完 善相关理论分析和试验研究。首先利用a n s y s 软件针对索塔锚固区n 2 6 节段进行 空间应力有限元分析；然后，进行索塔锚固区节段足尺模型试验，试验条件与实 际旌工工艺完全相同，通过测定大吨位小半径预应力钢束的应力损失，给出塑料 波纹管的孔道摩阻系数l l 及k 值，对比分析足尺模型试验实测值与有限元分析理 论值，测定混凝土温度曲线，并对预应力孔道真空辅助压浆工艺进行探讨。根据 空间应力分析和足尺模型试验结果，在环向预应力施工、真空辅助压浆、混 凝土施工质量控制等方面对工程实体施工控制提出了指导性建议和要求。通 过有限元分析和足尺试验，结果表明：有限元空间分析与模型试验实测结果 基本吻合；模型的抗裂安全系数及裂缝宽度安全系数均大于2 ，结构设计安 全可靠，空间分析结果也表明了这一点：真空辅助压浆工艺更具科学性， 能保证孔道灌浆的均匀性，形成一个密实的保护层，对管道内的预应力筋提 供有效的保护；模型混凝土的配合比符合设计提出的强度指标要求，并有足 够的安全储备。 关键词：斜拉桥；索塔锚固区；有限元；a n s y s ；应力分析；足尺模型试验：环 向预应力；真空辅助压浆； a b s t r a c t n 峙a n c h o r a g ez o n eo f t h ep y l o ni sa k e yp a r tf o rc a b l e s t a y e db r i d g e s , w h e r et h e l o c a lc o n c e n t r a t e df o r c eo fc a b l ew i l lb et r a n s f e r r e dt ot h ep y l o ns a f e l ya n du n i f o r m l y b e c a u s eo ft h ep o w e r f u ll o c a lc o n c e n t r a t e df o r c e s ，a n c h o r i n gf o r c e sf r o mp r e s t r e s s e d s t e e l sa n dw e a k e nf a c t o r sf r o mo p e n i n gh o l e s ，t h es t r e n g t hs t a t ea tt h i sa r e ai sv e r y c o m p l i c a t e d t h e r e f o r e ，a n a l y s i so fs t r e n g t hp e r f o r m a n c ea tt h ea n c h o r a g ez o n eo f c a b l e - s t a y e db r i d g et o w e rh a sb e e na t t r a c t e da t t e n t i o ni nb r i d g ee n g i n e e r i n ga l lt h et i m e a n da n c h o r a g ez o n eo ft o w e ri sa l s ot h ed i f f i e u l ta n di m p o r t a n tp a r ti nd e s i g n i n ga n d c o n s t r u c t i n go fc a b l e - s t a y e db r i d g e t h eb i n z h o uy e l l o wr i v e rh i g h w a yb r i d g ei so l l o wc o u n t r yy e l l o w 砌v e l t h ef i r s tt h r e et o w e rd i a g o n a lc a b l e - s t a y e db r i d g e t ot h r e e t o w e rd i a g o n a lc a b l e - s t a y e db r i d g e ，t h ee x p e r i m e n t a ls t u d yw h i c hh a v i n gb e e nc a r r i e d o ni sv e r yf e w , r e l a t i v i n gt od o l l _ b l et o w e ro rt h es i n g l et o w e rd i a g o n a lc a b l eb r i d g e t h e s t r u c t u r ei sm o r ec o m p l e xa n dt h ei n f l u e n c ef a c t o r sa r cm o r e i nv i e wo ft h i sp r e s e n t s i t u a t i o n , f o rt h ec o n s u m m a t i o nc o r r e l a t i o nt h e o r i e sa n a l y s i sa n dt h ee x p e r i m e n t a ls m d e s p e c i a l l yt h eh i g h e s tp o s i t i o nt ot h r e et o w e rd i a g o n a lc a b l eb r i d g e s ，t h eb i g g e s t s e l f - p o s s e s s e d ，t h eb i g g e s th o r i z o n t a lf o r c es l a n t i n gb a c kg u yc o r r e s p o n d u n c ea n c h o r a g e z o n eo fp y l o nc a r r i e so nt h es 岫sa n a l y s i sa n dt h et e s to ff u l l - s c a l em o d e l t oe x a m i n e t h es t r e s sp e r f o r m a n c eo ft h ea n c h o r a g ez o n eo fp y l o n , a n df o rt h ec o n s t r u c t i o nc r a f t p r o p o s e dt h eg u i d a n c es u g g e s t e d s i m u l t a n e o u s l yi sr i c ha n dt h ep e r f e c tc o r r e l a t i o n t h e o r i e sa n a l y s i sa n dt h ee x p e r i m e n t a ls t u d y f i r s t , w ec a r r i e do n 也es p a t i a ls t r e s sf i n i t e e l e m e n ta n a l y s i su s i n gt h ea n s y ss o f t w a r ei nv i e wo ft h er o p et o w e ra n c h o ra r e an 2 6 s t a g e ；t h e n , w ec a r r i e do nt h et e s to ff i l l l s c a l em o d e lt ou n c h e r a g ez o n eo fp y l o n , t h e t e s tc o n d i t i o ni sc o m p l e t e l ys a r f l et ot h ea c t u a lc o n s l r u c t i o nc r a f t t h r o n g hd e t e r m i n i n g t h es t r e s s1 0 s sw h i c ht h eg r e a tt o n n a g es m a l lr a d i u sp r e s t r e s s e ds t e e lt i e s ，g i v i n gt h e p l a s t i cc o r r u g a t e dp i p et h ep a s s a g e w a yf i i c t i o n a lc o e f f i c i e n t 弘a n dt h ekv a l u e , c o n t r a s t i n ga n a l y s i sp r o t o t y p ee x p e r i m e n ta c t i l a lv a l u ea n dt h ef i n i t ee l e m e n ta n a l y s i s t h e o r e t i c a lv a l u e , d e t e r m i n i n gc o n c r e t et e m p e r a t u r ec u l w o , a n dc a r r i n g o nt h ed i s c u s s i o n t ot h ep r e s t r e s s e dp a s s a g e w a yv a c u u n la s 飘s t 棚ea s s i s t a n tp u m p m gt e c h n i q u ea l s o a c c o r d i n gt ot h es p a c es t l e $ sa n a l y s i sa n dt h et e s tr e s u l to ff i l l l s c a l em o d e l i nt h e a s p e c t so ft h er i n gp r c s 扭e s s ，t h ev a c u u l l la s s i s t a n c ep u m p i n gt e c h n i q u ea n dc o n c t e t e c o n s t r u c t i o nq u a l i t yc o n t r o l l i n g t h eg u i d a n c ep r o p o s a la n dt h er e q u e s t w e 糟p u t f o r w a r dt o t ot h ep r o j e c te n t i t yc o n s t r u c t i o nc o n t r 0 1 t h r o u g ht h ef i n i t ee l e m e n t a n a l y s i sa n dt h ef i l l l s c a l em o d e lt e s t , f i n a l l yd r a w i n gt h er e s u l t s ：t h ef i n i t ee l e m e n t s p a c ea n a l y s i sa n dt h et e s ta c t u a lr e s u l to ff u l l - s c a l em o d e lh a l l yb a s i c a l l y ；t h em o d e l a n t i - c r a c ks a f e t yc o e 伍c i e n ta n dt h ec r a c ko p e n i n gs a f e t yc o e m c i e n ta r eb i g g e rt h a n2 t h es t r u c t u r a ld e s i g 皿i ss a f e l yr e l i a b l e ，t h es p a t i a la n a l y s i sr e s u l th a da l s oi n d i c a t e dt h i s p o i n t ；t h ev a c u u n la s s i s t a n c ep u m p i n gt e c h n i q u ei ss c i e n t i f i c i tc a ng u a r a n t e et h e p a s s a g e w a yi nt h em i l kt h eu n i f e r m i t y , f o r m sd e n s ep r o t e c t o r , p r o v i d e st h ee f f e c t i v e p r o t e c t i o nt o i nt h ep i p e l i n ep r e - s t r e s s e dm u s c l e ；t h em o d e lc o n c r e t em i x t u r er a t i o c o n f o r m st ot h ei n t e n s i t yt a r g e tr e q u i r e m e n tw h i c ht h ed e s i g np r o p o s e d ，a n dh a st h e n e n o u g hs a f e t ym a r g i n k e y w o r d s ：c a b l e - s t a y e db r i d g e ：a n c h o r a g e 7 - , o i l oo f p y l o mf i n i t ee l e m e n t ： a n s y s ；s t r e s sa n a l y s i s ：t e s to f f u l l - s c a l em o d e l ：r i n gp r e s t r e s s ；v a c u u ma s s i s t a n t p u m p i n gt e c h n i q u e ： 1 1 1 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论文作者签名：歪s 至 至 日期： 关于学位论文使用授权的声明 本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子 版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手 段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：鎏塑垄导师签名：鬓翻芝日期：丛挈：三掣 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 研究的目的及意义 一部桥梁发展的历史，是桥型不断丰富的历史；是桥梁跨径不断增大的历史； 是结构不断轻型化的历史。 斜拉桥的涌现和崛起，展示了丰富多彩的内容和极大的生命力。斜拉索桥的 设计概念和实际应用，可追溯至1 7 世纪。早在1 6 1 7 年，威尼斯工程师v e r a n t i n u s 就曾经设想过使用铁链连结两岸桥塔的斜铁链桥。1 7 8 4 年，德国结构工程师 l o s c h e r 设计了一座3 2 m 跨度的链式木桥，其上部构造以木杆将桥塔和桥面连结。 第一座以铁丝组成斜拉索的桥梁由r e d p a t h 和b r o o k l y n 大桥，此桥的上部结构型 式为斜拉和悬索混合组成。由于计算知识和被当时能够采用的建筑材料的材质所 局限，直至上世纪初期，这些以拉索连结桥梁主塔和桥面结构的设计构想，都难 以完美地实现。斜拉桥的总体设计概念，事实上是在1 9 4 5 年以后才再度被重新提 出来并予以实现的，因为第二次世界大战后欧洲被破坏的桥梁急需重建，在当时 物质条件缺乏的情况下，只有依赖采用最节约建筑材料的设计，才能满足当时社 会上的要求。而这转折点的先决条件，就是高强钢材的科研得到了长足的发展。 自1 9 5 5 年瑞典建成第一座现代斜拉桥一跨径1 8 6 2 m 的s t r o m s u n d 桥以来， 至今已有5 0 多年了，斜拉桥的发展，方兴未艾，具有强烈的势头，并开始出现多 跨斜拉桥。结构不断趋于轻型化：从初期的钢斜拉桥，发展为混凝土梁、结合梁 和混合式斜拉桥；跨径不断增大：已建成跨径8 5 6 m 法国n o r m a n d y 桥，跨径8 9 0 m 的日本多多罗桥，跨径1 0 0 0 m 以上的斜拉桥在不久的将来即会出现。 斜拉桥在6 0 年代初传入我国后，上海和四川两地于1 9 7 5 年建成了两座试验 性的钢筋混凝土斜拉桥，即主跨分别为5 4 m 的新五桥和7 5 8 m 的云阳汤溪河桥。 1 9 7 7 年起，我国进入了改革开放的新时期，交通发展的需要推动了大跨度斜 拉桥的建设。1 9 8 2 年建成的跨度为2 2 0 m 的山东济南黄河桥可以认为是我国第一 阶段学习建造斜拉桥的成功总结。 至8 0 年代，斜拉桥迅速在全国各地推广，许多省市建造了3 0 余座各种不同 类型的斜拉桥。如主跨长度达到2 6 0 m 的天津永和桥和2 8 8 m 的山东东营黄河桥( 后 者是我国第一座钢斜拉桥) ；广州市海印桥的3 5 m 最大桥宽和双薄壁墩单索面体 山东大学硕士学位论文 系；广东南海九江大桥采用5 0 0 0 k n 浮吊的快速悬拼施工；重庆石门大桥主跨为 2 3 0 m 的不对称布置独塔斜拉桥和采用最长悬臂浇注施工，以及1 9 9 0 年竣工的长 沙湘江北大桥的轻型挂篮悬浇施工和美丽造型等都各具有特色，成为这一时期斜 拉桥建设的代表性工程。 进入9 0 年代，我国的斜拉桥建设出现了一个新的高潮。以上海南涌大桥( 主 跨4 2 3 m ) 的建成( 1 9 9 1 年) 为起点，一大批跨度超过4 0 0 m 的斜拉桥正在建造、 设计或规划之中。其中，上海杨浦大桥是继南浦大桥后的又一座6 0 2 m 记录跨度的 结合梁斜拉桥，汕头石大桥，主跨5 1 8 m ；武汉长江第三大桥，主跨6 1 8 m 。钢箱斜 拉桥如南京长江第二大桥南汊桥，主跨6 2 8 m ：武汉军山长江大桥，主跨4 6 0 l l i 。中 国的斜拉桥建设，无论在规模上和发展速度上都取得了令世界瞩目的伟大成就。 当前，斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一目前为止建成或正在施 工的斜拉桥共有3 0 余座，仅次于德国、日本，而居世界第三位。而大跨径混凝土 斜拉桥的数量已居世界第一。 现在已建成的斜拉桥有独塔、双塔和三塔式。以钢筋混凝土塔为主。塔型有 h 形、倒y 形、a 形、钻石形等。一般说，斜拉桥跨径3 0 0 1 0 0 0 m 是合适的，在 这一跨径范围，斜拉桥与悬索桥相比，斜拉桥有较明显优势。德国著名桥梁专家 f l e o n h a r d t 认为，即使跨径1 4 0 0 m 的斜拉桥也比同等跨径悬索桥的高强钢丝节 省二分之一，其造价低3 0 左右。 斜拉桥这种结构型式古已有之。但是直到本世纪中期，才使得斜拉桥成为近 5 0 年内发展最快，应用日广的一种桥型。究其原因，除了得益于高强钢材等材料 的科研和生产得到了长足的发展外，同时斜拉桥的造价较其他型式的桥梁低，具 有明显的成本优势；另外，由于电子计算机的出现，解决了索力计算难的问题， 以及调整装置的完善，解决了索力的控制问题；斜拉桥的科研进步和理论的日趋 完善对斜拉桥的迅速发展和推广应用起到了积极的推动作用，如：有限元分析软 件的发展和应用。对斜拉桥索塔等关键部位的空间应力分析日臻完善；大吨位小 半径环向预应力体系在索塔锚固区的有效应用，突破和完善了设计理论；管道真 空压浆技术提高结构的安全度和耐久性；等。 滨州黄河公路大桥是我国黄河上第一座建成的三塔斜拉桥( 见图1 ) ，是2 0 5 2 山东大学硕士学位论文 国道滨州至博山高速公路的重要构成部分，是交通部提出的“两纵两横、三个重 要路段”之一的北京至上海公路在山东境内的重要补充，也是连接环渤海湾经济 圈与长江三角洲经济圈之间最便捷陆路通道的重点控制枢纽，对于促进京津冀鲁 地区与苏沪浙地区的经济联系，拉动黄河三角洲地区的经济发展起到十分重要作 用。 图1大桥效果图 滨州黄河公路大桥是国道2 0 5 线高速公路上的一座特大型桥梁，按四车 道高速公路标准建设，设计车速为1 2 0 k m h ，设计荷载标准为汽车一超2 0 级、 挂车一1 2 0 ；纵坡 3 o ，横坡 昌骂g 昌霉 _c 九 o 。oc o，、 o。h 邑 o o oooooo oo 莩 c 九c 九九c nc 丌ooc 丌 c 九o 屯 oa c 丌on _ o oc 。_ nc 丌paoc n c 门a n n a aoo o f ooooooo o ooi o _ _ _ _ a aaa o 磊器器吝葛畲路 罱2 o o o o ooo o o o ooo o f 1 1 _ o nn”aaa 仨 h o。o h a _ 。 o o _ _o。o c 丌o 。4 o f o o o o o o o ooo o pp _ _ n a aa o oc n。dc 。poo o n o c 九ac 九c oh oh q 一 吣 b 戽 i l 矧 姗 簿离3嵩冷鳌御豇嚣罅灌潮卑棱冷嚣批 山东大学硕士学位论文 。鞲籁披露蛞障呈f裴匿帮坷释辑畿辎杈长器l匣船摄g d | 坎。赳 n o h o h h h o o na on oq qc o1 0 h o i loo o o o o o ooo _ o qb -q。oqc on n o oq o q h 丑 q qh oh d h h l i l oo oo o o o o o o 。 ooh n hho o o o q o o ohh oq qhu ， h h hh o 1 1oo oo o o ooo o 譬 哂q hoo qc oo nq o o o。oo hc d u a oo。nh 。 o。 圭 ooo oooo ooo ，_ 、 邑 器g 荨高窨器譬葛昌= 水 辱鲁孽孽孽若孽季 鞲 2 器窝高器 量 邑 n hh v j 裴 黛 nq 罨o善荽 莹 辱 爱 蓉季 墨 激 n q h o= m 会 虽銎 童基甍 量銎 童量蚕 邑 h o一一 一一。 释 藉 q = 蚕=重量 qo 簧= 星n奏 脊 蜓 懿懿 l11 撩抉 目 o q 皿p 丫 器 高 氆 器 寸 二 器 u 百可 3 憾撩 韶鞲求琳本越联姆锑疆删露水鞲穴谨聪 僻 山东大学硕士学位论文 3 4 节段足尺模型静载试验 3 4 1 加载装置设计 根据理论分析结果和投标文件中对破坏荷载的约定，采用三台6 5 0 吨千 斤顶进行加载，每台千斤顶配备一台高压油泵供油，千斤顶呈“品”字形排 列，进行两次加载后，特别是第二次加载，三台千斤顶已至加载极限，模型 外表面并未出现肉眼可见裂缝。经与业主协商，重新布置加载系统，采用四 台6 5 0 吨千斤顶进行加载，千斤顶呈“田”字形排列，直至模型外表面出现 裂缝，且裂缝宽度超出规范允许值时为止。 加载装置如图2 8 和图2 9 所示。 4 0 图2 8 加载块照片 山东大学硕士学位论文 图2 9 加载装置图 3 4 2测点布置 ( 1 ) 位移测点布置 采用百分表( 或千分表) ，其测点布置如图3 0 所示 图3 0位移测点布置图 ( 2 ) 模型混凝土表面应变测点布置 4 1 山东大学硕士学位论文 采用混凝土应变片，根据理论分析结果布设，共计布设2 2 9 片混凝土 应变片。 北侧圆端形外表面 按图3 1 所示布设，共计布设3 0 个测点( 测点编号1 3 0 ) ，共计粘帖 应变片8 6 片。 图3 1北侧圆端形外表面 南侧圆端形外表面 按图3 2 所示布设，共计布设l o 个测点( 测点编号7 0 一7 9 ) ，共计粘 帖应变片1 8 片。 山东大学硕士学位论文 胄_ 一墙i 羽点布ii 井袁i ) 轴线( 对称巍) 翰n 芝， 1 屯表酉共计1 0 片 2 奉圈尺寸以毫米计 1 奉墙面为校棱 庄羹花4 5 上曩向庄麦片 图3 2 南侧圆端形外表面 东西侧壁外表面 按图3 3 所示布设，共计布设1 6 个测点( 测点编号4 4 5 9 ) ，共计粘 贴应变片3 2 片 图3 3东西侧壁外表面 山东大学硕士学位论文 北侧内表面( 含锚块) 按图3 4 所示布设，共计布设1 3 个测点( 测点编号3 1 4 3 ) ，共计粘 贴应变片4 4 片。 南侧内表面( 含锚块) 按图3 5 所示布设，共计布设8 个测点( 测点编号8 卜8 7 ) ，共计粘贴 应变片1 7 片。 北侧内表面测点布置f 锚板侧)南侧内侧面( 锚板侧) ( 内表面) 嚆? 哏? 妒f a o 舯蠹： 图3 4 ( 左) 北侧内表面( 含锚块)图3 5 ( 右) 南侧内表面( 含锚块) 东西侧壁内表面 按图3 6 所示布设，共计布设1 0 个测点( 测点编号6 0 一6 9 ) ，共计粘 贴应变片3 2 片。 珊姒器 酩肘疆搭驾磁黼滋潞 山东大学硕士学位论文 西侧面内表面 l ， 卧t t l * t 衰i 共计1 月 1 _ l * 譬于t l 辐i i i 十自l 善位于_ 上t 目幂髓黼千重 型i 龋 东侧面内表面 l “ 夸l u 1 丰目尺寸刚睐骨 l 丘袅i * ”i * 1 女l 忸黏于j 哺l i i i 4 i 十自l 花位f _ 上目示巨i 膏木千 l l il 自 t g l 4 5 * 图3 6 东西侧壁内表面 ( 3 ) 索塔锚固区混凝土内部应变测点布景 根据空间应力分析结果，在索塔锚固区混凝土内部选取了8 个点布设 弦式混凝土传感器监测混凝土内部应变变化情况。传感器布置于南北两侧 锚下，每侧4 支对应布置。南侧采用j x n 一2 弦式混凝土应变计，北侧采用 g k 4 2 0 0 型混凝土应变计。 3 4 3静力试验加载步骤 加载共分三个阶段，均为施加水平力。 山东大学硕士学位论文 第一阶段加载：( 使用三台千斤顶) 序号 0 12 3456 7 理论值( k n ) o2 0 0 04 0 0 05 0 0 05 5 0 05 9 0 06 5 0 0o 实际加载值( k n ) 02 0 1 03 7 3 54 7 8 45 4 8 95 9 1 26 4 4 50 第二阶段加载：( 使用三台千斤顶) 序号 o1 2 3 4 5 6 理论值( k n ) o4 0 0 05 9 0 06 5 0 07 0 0 08 0 0 09 0 0 0 实际加载值( k n ) 03 8 0 85 7 3 96 3 5 27 0 0 87 8 6 58 9 5 0 序号 7891 01 11 2 理论值( k n ) l o o o o1 1 0 0 01 2 0 0 01 3 0 0 0 1 4 0 0 01 5 0 0 0 实际加载值( k n ) 9 9 7 51 0 8 4 01 1 8 7 61 2 8 1 01 3 9 2 51 4 8 4 1 序号 1 31 41 5 1 6 理论值? 1 6 0 0 01 7 0 0 01 8 0 0 0o 实际加载值( k n ) 1 5 9 4 71 6 6 1 01 7 7 5 9o 第三阶段加载：( 使用四台千斤顶) 序号 o123456 理论值( k n ) o1 0 0 0 01 5 0 0 01 8 0 0 02 0 0 0 02 1 0 0 02 2 0 0 0 实际加载值( k n ) 09 9 0 7 1 4 8 6 11 7 3 3 81 9 8 1 42 1 0 5 32 1 8 7 8 序号 7 8 9l o 理论值( k n ) 2 3 0 0 02 4 0 0 02 5 0 0 02 6 0 0 0 实际加载值( k n ) 2 3 1 1 72 3 9 4 22 5 1 8 l2 6 0 0 6 加至第三阶段第l o 级荷载时，模型表面出现肉跟可见裂缝，并迅速由 中部( 斜拉索孔上下方) 向顶底延伸，缝宽迅速增加至2 m m ，模型破坏。 3 4 数据采集 除施加水平力的三个阶段外，还对模型施加预应力后( 张拉环向及直 线预应力钢束) 的应变数据进行了采集。 位移数据采集 百分表采用肉眼直读，千分表用y j 2 6 静态电阻应变仪采集数据。其目的是 山东大学硕士学位论文 通过位移数据的比较来确定加载过程是否有偏心现象，以便及时调整加载位置。 由于塔内壁空间狭小，从现场实测数据来看，加载并无明显的偏心现象。 混凝土表面测点数据采集 北侧圆端形外表面应变片应用航天部三院研制的m d a c 数据测量系统 采集，其余表面应变( 内外侧) 均采用y j 2 6 静态电阻应变仪及平衡箱进行数 据采集。 混凝土内部测点数据采集 北侧混凝土内部测点采用美国产g k 4 0 3 读数仪进行数据采集，南侧混凝土 内部测点采用s s 2 数字钢弦频率接收仪进行数据采集。需要指出的是，混凝土内 部测点是为了监测温度状况及检测塔壁内部混凝土的密实程度。从实测数据来看， 各测点应变值均很小，表明塔壁混凝士密实。 3 5 试验测试结果及分析 3 5 1 施加预应力后部分测点应力测试结果及其与理论值的比较 由于施加预应力的时间较长，因此，在此期间测试人员对所有的测试设备进 行了调试，对应交片数据进行了采集和分析，并把部分数据异常的应变片进行了 更换。 表3张拉环向预应力束后部分表面测点理论应力值与实测值比较表 应力( m p a ) 计算节点编号 测点编号 理论值实测值 相差百分比 4 7 0 9 s x6 72 3 6 92 0 2 07 0 4 9 9 4 5 s x5 l0 2 7 90 2 3 7 1 4 9 1 1 0 5 9 7 s x5 20 4 9 4 0 4 9 7o 5 0 5 0 0 9 s y3 3 m 7 3 80 6 3 71 3 6 1 5 0 2 4 s y3 81 0 5 31 0 5 0 o 3 3 5 0 8 3 s z3 12 0 6 01 7 8 31 3 4 1 5 0 1 1 s z3 41 ，9 6 4 1 9 3 11 6 9 5 0 5 7 s z3 2 2 2 3 82 1 2 0 41 5 2 1 6 7 0 2 s z3 5o 1 8 60 1 8 41 0 2 5 0 0 9 s l3 32 4 1 l2 8 2 9 1 7 3 3 4 7 山东大学硕士学位论文 5 0 5 7 s 13 22 3 1 82 1 l o 8 9 9 5 0 8 3 s 13 11 8 9 42 2 0 61 6 5 蝴 1 6 7 0 2 s l7 6o 1 9 00 1 8 43 0 6 表4全部预应力束张拉后部分表面测点理论应力值与实测值比较表 应力( m p a ) 计算节点编号测点编号 理论值实测值相差百分比 4 7 0 9 i s x1 2 03 2 7 9 3 0 03 2 6 70 3 9 4 9 9 8 s x1 4 22 s 5 4 9 0 l o- 2 5 1 9 2 1 3 1 2 8 s x 1 2 33 2 4 6 5 0 0 3 8 3 91 8 2 4 5 0 0 9 s y1 7 8加4 2 4 0 2 00 4 7 81 2 7 4 1 6 5 8 0 s y2 2- 2 6 3 1 9 0 02 3 7 9 8 8 1 6 6 4 2 s yl - 6 1 8 1 6 0 0- 6 3 6 &3 0 1 1 7 1 6 2 s y 3 5 - 2 9 7 2 3 0 0 ,- 2 6 8 摩 9 6 9 1 7 1 8 8 s y3 31 2 9 7 5 0 01 1 1 51 4 0 3 1 7 1 9 0 s y2 0- 2 3 7 8 7 0 02 4 5 8- 3 3 2 s 0 1 l s z；1 8 02 4 2 6 9 0 02 9 8 52 2 9 8 5 0 5 7 s z1 7 82 7 0 5 0 0 02 3 8 1 1 9 5 1 7 t 9 7 s z 4 9- 0 0 8 8 1l 爹 o 0 9 2 - 4 3 2 5 0 5 7 s t1 7 82 7 9 7 8 0 02 5 8 87 5 1 1 6 5 8 2 s t2 41 8 9 0 1 6 0- o 1 6 b1 5 0 5 3 5 2 索塔北侧外表面 ( 1 )y 方向部分测点应力测试结果及其与理论值的比较 比较表 表5 静载试验各工况下塔北侧外表面y 方向应力值( m p a ) 测点3测点8铡点1 0 加载值 序号 差率差率 差事 ( i d q ) 理论值实测值理论值实测值理论值实铡值 ( )( )( ) oo1 1 9 5 1 1 9 5 o o1 2 9 81 2 9 80 0- 2 9 1 8 - 2 9 1 8 o o l2 0 1 01 0 2 8 0 9 7 5 5 2- o 9 6 7i 1 2 61 6 4- 2 4 7 1 2 5 4 4 3 0 23 7 3 5- 0 8 8 5 - 0 8 5 8 3 o- o 6 8 3- o 8 0 11 7 2- 2 0 8 7 2 1 7 3 - 4 1 山东大学硕士学位论文 34 7 8 4- 0 7 9 8 - 0 7 8 9 1 1 5 l l_ o 7 9 5 - 5 5 6 1 8 5 4 1 ，9 7 3 - 6 4 4 5 4 8 9_ 0 7 3 9 - 0 6 7 8 8 2- 0 3 9 50 3 6 28 21 6 9 7 - 1 8 7 1 1 0 3 55 9 1 2- 0 7 0 4 - 0 6 4 6 8 3 o 3 2 5 - 0 3 0 94 91 6 0 3 1 6 6 1 3 6 66 4 4 5- 0 6 6 0 - 0 5 5 8 1 5 4- 0 2 3 8- 0 2 2 65 o1 4 8 4 1 5 6 3 - 5 3 7 7 0 0 8- 0 6 1 3 - 0 5 4 3 1 1 3- o 1 4 5m 1 4 6m 91 3 5 9 - 1 3 6 l 也i 87 8 6 5- 0 5 4 1 - 0 5 3 0 2 1- 0 0 0 40 0 1 8 5 2 8 8 1 1 6 8 - 1 1 3 82 6 98 9 5 0_ o 4 5 1 - 0 4 4 7 0 9o 1 7 40 1 8 2- 4 7- 0 9 2 7 - 0 9 1 51 2 l o9 9 0 7- 0 3 7 2 0 3 3 7 9 20 3 3 20 2 1 63 4 8- 0 7 1 4 - 0 9 2 62 9 8 1 1 1 1 8 7 6- 0 2 0 8 _ o 1 9 8 5 oo 6 5 50 6 7 6- 3 1- 0 2 7 5 o “81 0 o 1 2 1 4 8 6 1 0 ，0 4 00 0 6 4- 6 0 11 1 4 6o 8 0 52 9 80 3 8 9 0 0 1 7 9 5 5 1 3 1 7 3 3 8o ，2 4 6 0 2 8 2 1 4 - 41 5 5 41 5 4 6 1 5 0 9 4 01 0 5 9 1 2 7 1 41 9 8 1 40 4 5 20 3 8 31 5 31 9 6 11 7 0 61 3 o1 4 9 l1 3 2 9 1 0 9 1 52 1 0 5 30 5 5 5o 5 5 lo 82 1 6 52 2 2 62 91 7 6 71 8 9 3_ 7 2 1 62 1 8 7 8o 6 2 4o 6 9 51 1 42 3 0 02 5 0 8- 9 01 9 5 02 2 6 71 6 2 1 72 3 1 1 70 7 2 70 7 7 5- 6 72 5 0 42 8 0 31 1 92 2 2 62 7 6 32 4 1 1 82 3 9 4 2o 7 9 5o 9 6 22 1 02 6 4 0 3 0 5 4 1 5 72 舢3 1 8 0 3 2 o 1 92 5 1 8 l0 8 9 81 1 6 5- 2 9 62 8 4 3 3 4 1 5- 2 0 12 6 8 53 0 8 0 5- 4 1 7 2 0 2 6 0 0 60 9 6 7 1 4 0 4 4 5 22 9 7 93 6 l l - 2 1 22 8 6 9 3 2 1 01 1 9 静载试验各工况下塔北侧外表面部分重要测点y 方向计算与实测应力一荷载 比较曲线 山东大学硕士学位论文 ( 2 ) z 方向部分测点应力测试结果及其与理论值的比较 比较表 表6静载试验各工况下塔外表面z 方向应力值( m p a ) 测点5测点6测点7 加载值 序号差率差事 差率 ( 1 d q ) 理论值实测值理论值实测值理论值实测值 ( )( )( ) o o- 0 4 7 5 0 4 7 5 0 o 0 1 9 20 1 9 2o o- 0 2 1 9- 0 2 1 9 0 0 l2 0 i o3 2 6 以3 9 3 2 0 5o 3 5 00 3 4 4i 8o 0 2 4o 0 8 4 2 瓶6 2 3 7 3 5- 0 1 9 8 - 0 1 s 6 2 1 30 4 8 50 4 4 68 1 0 2 3 20 2 4 7巧7 34 7 8 4_ o 1 2 l - o 1 6 9 3 9 60 5 6 8o 5 4 24 6o 3 5 9o 3 8 4j 2 山东大学硕士学位论文 4 5 4 8 9 - o 0 6 9 - 0 0 9 7 - 4 1 9o 6 2 3 o 6 1 6 1 2 o 4 “0 4 3 61 8 55 9 1 2- 0 0 3 7 0 0 4 2 1 3 10 6 5 6o 7 2 81 0 90 4 9 50 5 3 68 3 66 4 4 50 0 0 2 0 0 0 72 j 2 2 0 6 9 8 0 8 0 31 5 10 5 5 90 6 8 1- 2 1 8 77 0 0 80 0 4 4o 0 4 31 30 7 4 2o 7 4 lo 10 6 2 7o 6 2 6o 2 87 8 6 50 1 0 7o 1 1 7 - 9 _ 3 o 8 0 90 8 2 01 - 3o 7 3 l0 7 4 7 - 2 2 98 9 5 00 1 8 80 1 9 12 o0 8 9 40 8 9 8- o 4o 8 6 20 8 6 8- o 7 1 09 9 0 70 2 5 90 3 1 5- 2 2 o0 9 6 90 9 9 93 10 9 7 70 9 3 54 3 l l1 1 8 7 60 4 0 40 4 1 42 31 1 2 4l 1 3 4_ o 91 2 1 51 2 3 01 2 1 21 4 8 6 10 6 2 50 7 0 31 2 51 3 5 81 1 4 81 5 41 5 7 51 4 0 51 0 8 1 31 7 3 3 8 o 8 0 9 0 8 4 3 9 1 5 5