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文档简介
1、大跨度连续箱梁悬灌施工线型控制监测技术研究2011年04月一、概述石武客专河南段卫辉卫共特大桥跨越共产主义渠采用60+100+60米连续梁,同时跨越S226省道共产主义渠特大桥。主跨跨越,主墩墩号分别为1238#、1239#墩。结构形式为3跨预应力混凝土连续箱梁,全长221.5m,计算跨径布置为60m+100m+60m,中支点处梁高7.85m,跨中10m直线段及边跨15.75m直线段梁高为4.85m。梁底下缘按二次抛物线变化,边支座中心线至梁端距离0.75m。箱梁采用单箱单室、变截面、变高度结构。箱梁顶面宽12.0m,箱梁底面宽6.7m,顶板厚度除梁端附近外均为40cm;底板厚度40至120c
2、m,按直线线性变化;腹板厚度60至80、80至100cm,按折线变化。全联在端支点,中跨中及中支点处共设5个横隔板,横隔板设有孔洞,供检查人员通过。二、本技术领域国内、外现状和技术发展趋势国内铁路线路主要是直线和大半径曲线,以满足列车运行速度发展的需要。跨河跨路等情况较为普遍。而采用大跨度连续梁作为跨越结构是设计部门的不二选择。也是发展趋势。国外大跨度连续梁线型控制,成功的案例很多。三、施工控制原理桥梁的施工控制是一个施工量测判断修正预告施工的循环过程,为了能够控制桥梁的外型尺寸和内力,首先必须安排一些基本的和必要的量测项目,其内容包括主梁各施工工况的标高、主梁部分控制断面的应力、结构温度场、
3、气温以及对混凝土材料的一些常规试验。在每一工况返回结构的量测数据之后,要对这些数据进行综合分析和判断,以了解已存在的误差,并同时进行误差原因分析。在这一基础上,将产生误差的原因予以尽量消除,给出下一个工况的施工控制指令,在现场施工形成良性循环。四、施工控制的目的施工控制的目的,就是根据实际的施工工序,以及现场获取的参数和数据,对桥跨结构进行实时理论分析和结构验算;对每一施工阶段,根据分析验算结果给出其主梁端的挠度(每阶段施工梁段定位标高)等施工控制参数,分析施工误差状态,采用应力预警体系对施工状态进行安全度评价和灾害预警。这样,才能保证结构的受力和变形始终处于安全的范围内,成桥后的结构内力和线
4、形符合设计要求。五、施工控制内容大桥的建成要经历一个漫长而复杂的施工过程,结构体系也将随施工阶段不同而不断变化。施工过程中,因设计参数误差(如材料特性、截面特性、徐变系数等)、施工误差(如制造误差、安装误差等)、测量误差及结构分析模型误差等种种原因,它还受温度、湿度、时间等因素的影响。将导致施工过程中桥梁的实际状态(线形、内力)与理想目标存在一定的偏差,这种偏差累积到一定程度如不及时加以识别和调整,成桥后的结构安全状态将难以保证,而且,已施工梁段上一旦出现线形误差时,误差将永远存在,并导致成桥状态偏离设计理想状态。施工控制就是在悬臂施工过程中, 通过监测主墩和主梁结构在各个施工阶段的应力、变形
5、和温度变化情况,来达到及时了解结构实际行为的目的。根据监测所获得的数据, 首先确保结构的安全和稳定, 其次通过计算分析, 调整确定下一梁段的立模高程,保证结构的受力合理和线形平顺,为大桥安全顺利地建成提供技术保障。对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥来说,施工控制就是根据施工监测所得的结构参数实测值进行施工阶段计算,确定出每个悬浇节段的立模标高,并在施工过程中根据施工监测的成果进行误差分析、预测和对下一节段立模标高进行调整,以此来保证成桥后桥面线形、合龙段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值以及结构内力状态符合设计要求。大跨度连续梁桥施工控制的任务就是对桥梁施工过程实施控制,确保在施工过
6、程中桥梁结构的内力和变形始终处于容许的安全范围内,确保成桥状态符合设计要求。桥梁施工控制的内容围绕施工任务而展开,总体上讲,桥梁施工控制的具体内容有以下几个方面:(一)几何变形控制不论采用什么样的施工方法,桥梁结构在施工过程中总要产生变形(挠曲),并且结构的变形将受到诸多因素的影响,极易使桥梁结构在施工过程中的实际位置(立面标高、平面位置)状态偏离预期状态,使桥梁难以顺利合龙,或成桥线形形状与设计要求不符,所以必须对桥梁实施控制,使其结构在施工中的实际位置状态与预期状态之间的误差在容许范围和成桥线形状态符合设计要求。与桥梁工程质量的优劣需用其质量检验评定标准来检验一样,施工控制的结果也需要有一
7、定的标准,即误差容许值来评判。桥梁施工控制中的几何控制总目标就是达到设计的几何状态要求,最终结果的误差容许值与桥梁的规模、跨径的大小、技术难度等有关,目前还没有统一的规定,应根据具体桥梁的施工控制需要具体确定。同时,为保证几何控制总目标的实现,每道工序的几何控制误差允许范围也需事先研究、确定出来(二)应力控制桥梁结构在施工过程中以及在成桥状态的受力情况是否与设计相符合是施工控制要明确的重要问题。通常通过结构应力的监测来了解实际应力状态,若发现实际应力状态与理论(计算)应力状态的差别超限就要进行原因查找和调控,使之在容许的范围内变化。结构应力控制的好坏不像变形控制那样容易发现,若应力控制不够将会
8、给结构造成危害,严重者将发生结构破坏,所以,它比线形控制显得更加重要。必须对结构应力实施严格监控。目前对应力控制的项目和精度还没有明确的规定,需根据实际情况确定。(三)稳定控制桥梁结构的稳定性关系到桥梁结构的安全,它与桥梁的强度有着同等的甚至更重要的意义。世界上曾经有不少桥梁在施工过程中由于失稳而导致全桥破坏的例子,最典型的为加拿大魁北克(Quebec)桥。我国四川州河大桥也在悬臂施工中出现了失稳破坏。因此,桥梁施工过程中不仅要严格控制变形和应力,而且要严格地控制施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。 目前桥梁的稳定性已经引起了人们的重视,但主要注重于桥梁建成后的稳定计算。对施工过程中可能出现的
9、失稳现象还没有可靠的监测手段,尤其是随着桥梁跨径的增长,受动荷载或突发情况的影响,还没有建立有效、成熟的快速反应系统,因此,很难保证桥梁的施工安全。目前主要通过稳定分析计算(稳定安全系数),并结合结构应力、变形情况来综合评定、控制其稳定性。施工中,除桥梁结构本身的稳定性必须得到控制外,施工过程中所用的支架、挂篮、吊装系统等施工设施的各项稳定系数也应满足要求。(四)安全控制桥梁施工过程中的安全控制是桥梁施工控制的重要内容,只有保证了施工过程中安全,才谈得上其它控制与桥梁的建成。其实,桥梁施工安全控制是变形控制、应力控制和稳定控制的综合体现,只有桥梁的变形、应力和稳定得到了控制,其安全也就得到了控
10、制(由于桥梁施工质量问题引起的安全除外)。由于结构型式不同,直接影响施工安全的因素也不一样,在施工控制中需根据实际情况,确定其安全控制的重点。六、60+100+60m连续梁桥施工控制根据以往桥梁施工及控制经验,并根据该桥的具体情况,估计在施工过程中影响桥梁结构内力和线形的因素主要有以下几方面:桥梁施工荷载;桥梁施工临时荷载;挂篮变形;日照影响;混凝土浇筑方量的控制;预应力束的张拉;混凝土弹性模量。当上述因素与估计不符,而又不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时,必然导致在以后阶段施工中采用错误的纠偏措施,引起误差累积。所以施工监测和控制是大跨桥梁施工过程中不可缺少的工序。1、60+100+6
11、0m连续梁桥施工控制的目标本项目工作的目标是:把大跨度桥梁施工控制的理论和方法应用于60+100+60m连续梁桥的实际施工过程,对该桥施工期间的线型、混凝土应力等内容进行有力的控制和调整,即:根据施工全过程中实际发生的各项影响桥梁内力与变形的参数,结合施工过程中测得的各阶段主梁内力(应力)与变形数据,随时分析各施工阶段中主梁内力和变形与设计预测值的差异并找出原因,提出修正对策,以协助施工单位安全、优质、高效地进行施工,并确保在全桥建成以后桥梁的内力状态与外形曲线与设计尽量相符。验算施工过程中各断面的应力;提供施工过程中各阶段立模标高;提供合龙后桥面的标高;优化施工方案;对于桥梁的横向和局部应力
12、、变形提供参考意见;对于施工工艺提供参考意见;对于施工中出现的问题和意外事故会同有关部门提出处理的参考方案。2、施工控制前期结构计算系统施工控制计算是施工监控的一个重要部分,是施工监控的前提。施工控制计算的目的是保证施工过程中桥梁结构的安全,并计算结构的预拱度,使得结构内力合理、线形和顺。针对本桥计算分析要拟定控制目标,选定为最大悬臂状态下各梁段控制截面弯矩和主梁各标高控制点的标高为控制目标。结构总体分析采用非线性计算理论。分析模型采用空间模型,采用MIDAS软件计算,石家庄铁道学院研制的桥梁施工监控分析软件校核。挂篮作为结构单元进行拆装,参与受力计算。整个施工过程按施工循环周期分成若干阶段,
13、每个阶段分3个工况,即:1)空挂篮就位;2)浇筑完毕节段混凝土;3)张拉预应力钢筋。七、施工控制误差分析1、结构刚度误差引起结构刚度误差的因素,一方面是混凝土弹性模量的改变,另一方面截面尺寸的变化,都对刚度有所影响。对于对称悬臂施工的连续梁桥来说,如果整体刚度提高,虽然浇筑混凝土过程中主梁变形量会减少,但是,张拉预应力束的过程中变形量也会减少。所以,结构刚度误差对施工控制质量的危害不大。2、浇筑混凝土误差浇筑混凝土误差,即超方现象是浇筑混凝土过程中难以克服的误差,产生的原因有两方面。一方面是浇筑混凝土时,由现场施工负责人估计顶、底板混凝土厚度而产生的误差,另一方面是由模板变形和混凝土容重变化而
14、产生的误差。3、桥面临时荷载影响桥面临时荷载的影响类似于混凝土超方,既存在对称荷载,也存在单侧荷载。桥面临时荷载可分为两类,第一类相对固定,如卷扬机、压浆机、吊梁机、施工简易房等;第二类比较随机,如桥面上堆放的钢筋、型钢、锚具等。4、挂篮变形误差浇筑混凝土过程中,挂篮会发生变形,这包括纵向变形和横向变形,也包括弹性变形和非弹性变形。挂篮非弹性变形对施工控制质量有较大影响,特别是后支点挂篮,由于无拉索帮助,挂篮受力较大。前支点挂篮由于拉索帮助,其纵梁的受力得到很大改善,但是,对于宽桥,前支点挂篮优点不明显,其主要受力在横向,所以前支点挂篮的横向受力更为重要。5、温度影响温度影响是施工控制中较难掌
15、握的因素,这主要是因为温度始终变化无常,而且在同一时刻,结构各部分也存在温差。所以,在结构计算中一般不把温度影响作为单独工况,而是将温度影响单独列出,作为修正。温度测量也比较困难,一般情况下,只能测气温,而气温和结构温度是有很大差别的。6、预应力束张拉力误差预应力束张拉误差一方面由张拉千斤顶的油压表读数误差引起,另一方面由各种预应力损失引起。预应力损失包括:管道摩阻力,锚具损失,温度损失,钢丝松弛,徐变损失。悬浇阶段的预应力束是连续梁桥承受负弯矩的主要构件,如果预应力不足,会引起主梁混凝土开裂,严重的会引起结构的破坏。消除预应力误差的方法,一方面加强张拉力的控制,严格标定千斤顶和油表,消除张拉
16、误差;另一方面疏通管道,减少管道摩阻力。7、施工方案变化施工控制是个连续的过程,任何后期荷载的影响或者施工方案的改变都会影响桥梁的线形和内力,所以,当施工方案确定后,一般情况下,施工程序不再改变,如果要改变施工方案,则施工控制程序也将作相应调整。施工方案的改变对施工控制影响比较大,它不但影响主梁的线型,同时对结构内力也有影响。施工方案的改变主要是管理上的问题,必须加强施工上的管理,对施工中出现的问题要有预见性,施工控制小组也要对此提出方案,避免出现措手不及的情况。施工方案临时改变的情况必须尽量避免。八、确定适用的施工误差容许度指标和应力预警系统要确定误差峰值的大小和确定是否进行误差调整,必须确
17、定一套符合施工实际情况的误差容许度指标体系。过严的误差容许度会为施工带来困难,延误施工进度,过松的误差容许度会为施工留下一定的隐患。误差容许度的确定还必须满足设计对施工质量的要求。针对60+100+60m连续梁桥工程跨径的具体情况,初步确定施工中轴线偏差的误差容许值为±10mm,在施工阶段,控制截面的混凝土的拉应力不超过2.5MPa,最大压应力不超过19.6MPa。具体指标在与设计协商后,根据施工情况进行调整。对于主梁的应力指标而言,由于采用的测试设备,根据国内目前的使用情况来看其应力测试的准确度尚不能令人十分满意。并且设计计算和施工监控、监测计算一般只能给出线性平面应力的大小,而施
18、工中存在箱梁的剪力滞后效应及角域应力的特殊性,因此应力的测试结果通常不用于直接的误差分析,而是利用应力测试的增量结果作为施工的应力预警参数。监控单位对于测试中出现的应力异常变化及时作出预警报告。九、施工监控的工作及对施工工艺的要求 1、主梁悬臂施工主梁悬臂施工是施工监控过程中工作量最大,也是时间最长的阶段,在这个过程中,施工监控单位必须有专人常驻现场,实时监控并指导施工。在这个过程中,必须做到以下几点:提供挂篮、模板、施工机具的重量及形心位置;挂篮使用前须进行压载试验,提供弹性及非弹性变形;挂篮移动到位、浇筑混凝土和张拉预应力束工况均须进行监控测试;每阶段挂篮定位数据由监控单位提供; 挂篮定位
19、须在早晚进行,以消除日照影响;主梁应力测试断面设在每个挂篮施工段的根部。2、主梁合龙施工的监测主梁合龙施工是施工监控过程中的关键阶段,在这个阶段必须做到以下几点:施工单位尽早提供合龙方案,包括合龙时的挂篮重量;监控单位提供合龙混凝土配重重量;根据合龙温度调整合龙施加的水平推力;在劲性骨架中埋设应变测点; 浇筑合龙混凝土观测应变和标高的变化;合龙段混凝土的养护;主桥合龙后测量全桥梁顶标高以确定是否调整桥面的铺装标高。十、施工监测的方法及具体内容1、几何形态挠度监测1.1、悬臂施工的控制要点桥梁的悬臂施工中,施工挠度计算与控制以及科学合理确定悬臂每一待浇梁段或悬拼段的预拱度是至关重要。只有预拱度设
20、置合理,才能保证一个跨径内将要合龙的两个悬臂端可能在同一水平线上,也才能使桥梁上部结构经历施工和运营状态,反复发生向上或向下的挠度后,在结构运营一定时间后达到设计所期望的标高线形。1.2、悬臂施工中挠度计算与控制施工过程中的挠度计算不仅与力学计算模式的选取有关,而且更重要的是与许多影响挠度的因素相关,这些主要因素包括:施工阶段的一期恒载,即梁自身静载和预加应力;施工临时荷载;悬浇的挂篮和模板机具设备重;悬拼的吊梁机具设备重;人群荷载、大自然的温度变化、湿度变化、风荷载;桥墩变位、基础沉降、施工误差等。这些主要影响因素中,还有许多模糊不定及随机变化因素的情况,如混凝土材料自身的弹塑性性能、收缩与
21、徐变变形的性能;各节段施工工期的不定性使混凝土加载龄期的变化与不规律性;预应力钢束的应力损失的随机性;日照温度使结构内外温度变化的不均衡等,再加上施工荷载及预应力筋张拉锚固的增多而随机变化,致使精确计算挠度变形比较困难。为了用理论指导施工的进行,必须按既定施工程序对挠度按弹性和徐变挠度两部分进行计算和控制。桥梁悬臂施工时结构的总挠度计算包括短期弹性挠度和已发生的徐变挠度变形,计算公式为: (4)式中:扣除预应力损失后的预加力产生的挠度;梁段自身静载(即一期恒载)产生的下挠度;悬臂施工时的临时施工荷载产生的下挠度;混凝土随龄期增大的徐变系数。对于桥梁长期荷载作用下的总挠度计算,还必须考虑二期恒载
22、和活载的作用所产生的挠度,计算公式为: (5)式中:二期恒载作用下产生的挠度;混凝土的徐变系数终值;静活载作用下产生的挠度。1.3、悬臂施工时预拱度的设置方法为了克服桥梁悬臂施工引起的结构的短期弹性挠度和长期徐变挠度,保证桥梁在同一跨内合龙时两悬臂端的标高相差不大,对于悬臂施工的两端应保持平衡并预设上拱度。一般设置预拱度的曲线和数值,是将施工开始到完工后三年左右时间每一节点的弹性和徐变总挠度曲线及数值反向设置,即为主桥的理论上拱度曲线。考虑到各个桥梁工地的温度和湿度环境及桥梁施工方法及时间进度安排的不同,各系数取值不同,并与工地实际情况不完全相符,还必须依据各个桥梁施工中的实测值对系数项进行修
23、正,并结合施工实际酌情调整和控制。理论和实践的结合,是设置预拱度抵消挠度的有效方法。1.3.1、悬臂拼装与悬臂浇筑挠度的比较 相对于悬臂拼装施工来说,控制挠度和设置预拱度的方法是与悬臂浇筑施工是相同的。但是悬拼施工的挠度比同跨长悬浇施工的挠度要小得多,通常情况下为1/2l/3,这主要是因为悬拼前预制梁段己存放一段时间,使混凝土的一些弹性和徐变变形已发生了一部分。1.3.2、设置预拱度应考虑的因素除考虑一期恒载、混凝土徐变产生的挠度对设置预拱度的影响外,当悬臂梁合龙转换成连续体系以后,还有二期恒载、次内力(二次预应力、徐变、收缩及温度影响。为了施工的简化,通常可以将这些影响值的总和作为跨中预拱度
24、的最大值,以两桥墩支点为零点,其余各点可以近似地按二次抛物线进行分配。近似地按二次抛物线进行分配。悬臂梁施工中预拱度的设置和方法参见表二。表中挂篮伸臂的挠曲,可通过调整吊带长度预先消除。表二 悬臂施工中的预拱度设置内容节段影响因素增(+)减()施工方法计算方法预拱度分配悬拼悬浇悬臂施工节段一期恒载+按悬臂梁逐段计算叠加值预施应力施工设备静载+挂篮伸臂挠曲+徐变变形+合龙后及通车二期恒载+该成桥计算垮中最大值按二次抛物线比例分配次应力+二次预应力+温度±徐变+收缩注:表中“+”表示预拱向上;“一”表示预拱向下(或扣除)。 1.4、立模标高的设定在建立了正确的模型和性能指标后,就要依据设
25、计参数和控制参数,结合桥梁结构的结构状态、施工状况、施工荷载、二期恒载、活载等,输入分析系统中,进而获得结构按施工节段进行的每一个节段的内力和挠度及最终成桥状态的内力和挠度。接着假设成桥后的理想转台的各节段的预抛高值,得出各施工节段的立模标高及混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、钢筋张拉前、钢筋张拉后的预计标高。立模标高为: (6)式中:立模标高;设计标高;计算所得的预抛高值;挂篮变形值。预计标高为: (7)式中:浇筑当前块件的下挠值或张拉钢筋后的总下挠值。1.5、60+100+60m连续梁桥悬臂施工时预拱度监测方法桥梁的实时线形测量是施工监控、监测的重要工作之一。挠度线型监测包含对主梁高程、跨长、结
26、构的线形、结构变形及位移和主梁轴线偏位等部分内容。挠度监测资料是控制成桥线形最主要的依据。根据以往的经验,在每个施工块件上布置2个对称的高程观测点,这样不仅可以测量箱梁的挠度,同时可以观测箱梁是否发生扭转变形。在施工过程中,对每个截面需进行立模、混凝土浇筑前,混凝土浇筑后、钢筋张拉前、钢筋张拉后的标高观测,以便观察各点的挠度及箱梁曲线的变化历程,保证箱梁悬臂端的合龙精度及高程控制点布置在离块件前端10cm,采用Ø16钢筋在垂直方向与顶板的上下层钢筋点焊牢固,并要求垂直。测点(钢筋)露出箱梁混凝土表面5cm,测量磨平并用红油漆标记。1.5.1、测试仪器的选择高程监测是指用精密水准仪对主
27、梁各块件控制点的标高进行测量,以此来精确控制各块件的预拱度。还可以测出主梁块件的扭曲程度。另外,使用经纬仪对主梁轴线进行测量。主梁的线型监测以线型通测和局部块件标高测量相结合,在主梁块件浇筑、及挂篮移动后等施工阶段进行。6 其他浇筑号块高程测点布置示意图(m)图5 0号块高程测点布置图(m) (1)0号块件高程测点布置布置0号块件高程观测点是为了控制顶板的设计标高,同时也作为以后各悬臂浇筑节段高程观测的基准点。每个0号块件的顶板各布置20个高程观测点,测点布置位置如图5所示。(2)各悬臂浇筑节段高程测点布置每个节段高程测点各设5个测点,对称布置在悬臂板与腹板的交接点,离块件前端10cm,测点露
28、出混凝土面5cm,如图6所示。1.5.2、观测时间与项目每个标准梁段施工过程中,分别测量挂篮移动就位后、混凝土浇筑完成后、预应力张拉后三个工况下主梁悬臂前端每个梁段的标高。每完成L/4跨径的梁段施工后,全桥通测一次。墩顶偏位在主梁每悬臂施工完成45个节段进行一次复测。合龙前,对全桥主梁顶面标高、作一次全面复测。合龙后、桥面系施工完成后,分别对全桥主梁顶面标高、墩顶偏位各作一次全面复测。为了尽量减少温度的影响,挠度的观测安排在早晨太阳出来之前进行。在整个施工过程中主要观测内容包括:立模、混凝土浇筑前后、预应力张拉前后以及拆除挂篮后、边(中)跨合龙前、最终成桥的各项标高值。以这些观测值为依据,进行
29、有效地施工控制。1.5.3、观测结果观测结果的正确性是进行最优控制的先决条件,对于每一段施工节段的挠度及标高的量测,都需经过详细地分析。具体记录表格见附表三。特别是,在浇筑梁段前后和预应力张拉前后对梁段块件标高的测量能反映出实际施工时主梁的挠度变化。这些数据是进行施工控制分析的最重要因素之一。2、应力观测在60+100+60m连续梁桥上部结构的控制截面布置应力测点,以观察在施工过程中这些截面的应力变化及应力分布情况,根据当前施工阶段向前计算至竣工,预告今后施工可能出现的状态并预告下一阶段当前已安装构件或即将安装的构件是否出现不满足强度要求的状态,以确定是否在本施工阶段对可调变量实施调整。由于电
30、阻应变传感器在混凝土振捣时极易被损坏,即使不损坏,其绝缘度也无法保证,另外,在混凝土表面贴片也不能保证可靠,容易发生漂移,不能保证长期监测时读数的可信性。所以,在主梁各断面应力监测用钢弦应变计,钢弦应变计为一密封式自保证体系,与外界物质并不直接相关,测试是通过测其频率即可得到混凝土的应变,从而得到应力。2.1、测试仪器的选择在连续梁桥上,根据对多种应力测试仪器的性能比较,考虑要适合长期观测并能保证足够的精度,选用丹东市三达测试仪器厂生产的GJL3型 钢筋应力计钢弦式应变计和配套的GPC6型钢弦频率测定仪作为应力观测仪器。该应变仪的温度误差小、性能稳定、抗干扰能力强,适合于应力长期观测。主要性能
31、指标如下:GJL3型钢筋应力计:量程:40500kN;分辨率:0.2 F.S;综合误差:1.0 F.S;工作温度:3070;额定应力:400MPa。GJL3型 钢筋应力计GPC6型钢弦频率测定仪GPC6型钢弦频率测定仪性能指标:输入通道:16个;测频分辨率:0.1Hz;模数分辨率:0.1F;存储数据;22000个频率数;采样周期:0.8秒/通道;电池容量:充电电池充满电后可连续工作8小时;尺寸:180×120×155 mm;工作温度:045。2.2、测点布置应变计按预定的测试方向固定在主筋上,测试导线引至混凝土表面。上部结构(箱梁)总共布置11个断面,分别为每个主跨的根部(
32、4、8截面) 、1/4跨(5、7截面)和跨中(6截面),每个边跨的根部(3、9截面)、跨中截面(2、10截面)和合龙截面(1、11截面)。图7 测试断面图及测点布置图每个根部断面布置8个测点,除侧板2个测点与水平成45º方向角布置外(测主应力),其余6个测点方向均为顺桥向布置;每个1/4跨断面布置8个,其测点方向均为顺桥向布置;每个跨中断面布置8个,边跨合龙截面布置8个,其测点方向均为顺桥向布置; 共计88个传感器。具体位置如图7所示。3、温度监测由于大跨度桥梁结构的结构温度是一个复杂的随机变量,它与桥梁所处的地理位置、方位、自然条件(如环境温度、当时风速风向、当时日照辐射强度)、组
33、成构件的材料等等因素有着密切的关系,设计中很难预测施工期间的结构实际温度(只能根据施工进度安排和当地即有气候情况预估,若施工计划改变和气候变化更难预估),因此,为保证大桥施工达到设计要求内力状态和线形,必须对结构实际温度进行实地监测。监测时要特别注意对结构局部与整体温度相结合的测量,只有掌握了施工结构整体温度分布状态才能有效地克服温度对施工结构行为的影响。桥梁结构处于一个变化的温度场中,理论上说由于温度变化,桥梁的截面应力和主梁标高每时每刻都在变化,这就给测量结果带来不确定的因素,要完全解决温度问题,有很大的难度。针对60+100+60m连续梁桥的温度监测,根据以往经验,我们通过对气温的测量,
34、推算结构温度的影响,也取得了较好的效果。具体做法是在进行其它测试任务时,采用气温表测量箱内和箱外的温度,测量精度控制在0.5以内。3.1、测试仪器及接收仪的选择在连续梁桥上,用于桥梁结构温度测试的常见元件有热电阻、热敏电阻、热电偶等。其中热电阻是利用导体的电阻材料随温度的变化的特性而制成的测温计;热敏电阻是利用半导体的电阻随温度变化的特性测试物体温度的;热电偶是利用物理学中的塞贝壳效应制成的温度传感器。根据对多种温度测试仪器的性能比较,由于热电阻具有构造简单、适用方便、有较高的精确度和良好的敏感度的特点,并考虑要适合长期观测并能保证足够的精度,在本桥梁的温度监测中将选用PT100薄膜铂电阻作为温度监测仪器。其主要性能指标如下:量程:-70600;冰点电阻:100;温度系数:1.3850±0.0005;精度:±(0.15+0.002t)。温度测试显示仪器采用FLUKE45型5位数字万用表,其主要性能指标如下:分辨率:0.01(折算温度为0.026);精度:(0.05+0.02);温度测试换算公式:t(Rt-100-R)/0.385。式中:Rt铂电阻阻值;R 测试导线阻值。对于箱梁表面的温度测量可以选用上海自动化仪表三厂生产的铂电阻表面温度计(分辨率0.1)进行测试
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