大跨度预应力混凝土箱形梁桥悬臂施工中温度变形控制

1、第19卷第5期森林工程Vol 119No 152003年9月FOREST EN GIN EERIN GSep.,2003大跨度预应力混凝土箱形梁桥悬臂施工中温度变形控制杨雄伟(云南省红河州交通局吴文明(东北林业大学摘要温度变化对桥梁结构的变形影响很大。主桥箱梁内部温度场由于受到气温、日照等因素变化的影响而不断发生变化。就T 构施工高程监控而言,主要是竖向温度场的变化引起T 构施工各悬浇块标高的变化,即由日照引起的挠度。此项挠度值在施工中以实测的温度变形速度计入其影响。关键词悬臂施工;温度变形;控制分类号U4481213Abstract Alteration of temperature mak

2、e the great effect to bridge structure.The temperature field in box girder bridge will change constantly because of the effects of sunshine and atmos pheric temperature difference.To T -frame con 2struction elevation control ,it is principal that the alteration of vertical temperature field generate

3、 alteration of each can 2tilever block elevation in T -frame construction ,that is to say ,it is deflection caused sunshine.The deflection value reck 2oned in its effect in construction with temperature deformation velocity of actual measurement.K ey w ords Cantilever construction ,temperature defor

4、mation ,control收稿日期:20031711责任编辑:胡建伟1温度荷载及其特点由于自然环境条件变化所产生的温度荷载,一般可分为以下三种类型:日照温度荷载;骤然降温温度荷载;年温温度荷载。日照温度变化主要是太阳辐射作用所致,其次是气温变化影响,后者相对于前者来说要小得多,再次之是风速影响。降温温度变化主要是强冷空气的侵袭作用和日落后在夜间形成的内高外低的温度分布。年温变化则是极缓慢的气温变化所致。上述几种温度荷载,都是自然环境条件变化所造成的,人们难以消除它。2温度测量设计中按常规假定的温度和湿度进行计算。施工过程中环境温度的大小及日照温差直接影响到结构体系内的内力分布,并且温度因素

5、使结构体系发生变形,还影响到施工中构件的架设精度及主梁标高测量的结果;环境湿度的大小也与砼的养生和施工进度直接相关。位于吉林省的陶赖昭大桥因为跨度大,而且跨越松花江,施工中温度与湿度的影响较大。为使桥梁施工符合实际,悬臂浇筑时应实测工地的温度和湿度,对设计参数作以修正。在实际施工中,某些工序的标高测量由于工期限制需要立即进行,这部分的测量数据就必须在高程控制分析中考虑温度的影响导致的修正量。一般标高测量固定在温差变化较小的清晨进行。温度测量的内容为环境温度和主梁温度。箱梁温度的测量采用热敏温度计等测温元件,并据此确定结构体系内的温度场的分布。对环境温度和湿度的测量,本桥以周记温度湿度自动纪录仪

6、进行。2000年观测地点设在陶赖昭大桥哈侧岸边(此处环境的温度和湿度与桥位处相近,2001年观测地点设在陶赖昭大桥右侧岸边六处驻地,百叶箱的尺寸和距离地面的高度均符合规定要求,周记温度湿度仪定期由气象部门进行检定。211现场温度及湿度的观测设计中按常规假定的温度和湿度进行计算。为使桥梁施工符合实际,悬臂浇筑时应实测工地的温度和湿度,对设计参数作以修正。本桥以周记温度湿度仪进行记录。212温度变形速度的观测温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大,这种影响随温度的改变而改变,在不同时刻对结构状态(变形和应力进行量测,其结果是不一样的。如果施工控制中忽略了该项因素,就必然难以得到结构的真实状态数据,

7、从而也难以保证控制的有效性。主桥箱梁内部温度场由于受到一日内气温、日照等因素变化的影响而不断发生变化,温度变化又相当复杂,包括季节温差、日照温差、聚变温差、残余温差、不同温度场等,而在原定控制状态中又无法预先知道温度的实际变化情况,所以在控制中是相当复杂的。在高程控制实施过程中,温度变化对标高控制的影响主要是日照温差引起各悬浇节段的挠度变化,其挠度变化规律是气温升高时梁端下挠,气温降低时梁端上翘,挠度曲线近似正弦曲线。考虑沿截面高度非均匀温度变化影响时的外界温度变化值在控制计算时填为0,即程序计算时,暂时不计入此项影响,在最终下达施工控制通知书前,以实测温度变形速度与温差(立模时温度与标准合拢

8、温度的差值来考虑此项影响。日照温差对立模标高的修正值参考下面公式(哈尔滨松花江公路大桥经验公式进行计算:ht=V(T i-2-T S式中:V为温度变形速度,mm/,该值可应用当前段的前一阶段V值;T i-2为测量时刻之退后2h的气温,气温测定时可在桥址处空旷地方设置百叶箱进行;T S为标准时刻7时退后2h的气温,。实测温度变形速度与温差的关系如表1所示:表1温变速度实测总结表观测墩号6#块7#块8#块9#块有挂篮卸挂篮后10#块10#块8左幅2178右幅212右幅4按表1,利用数理统计方法, 将其绘制成温变速度曲线供施工参考如图1。因这方面资料较少,而且数值较大,陶赖昭松花江特大桥悬浇时,考虑

9、安全起见,仅总结未使用。由表1可见,应变速度不但与温差有关,而且与阴阳面、桥的朝向、桥上的荷载(有无挂篮等有关。陶赖昭松花江特大桥的温变速度V,参照哈尔滨松花江公路大桥的经验,陶赖昭特大桥高程控图1温变速度拟合曲线制中V值选用时采用:9#块、10#块时,V=1mm/;7#块、8#块时,V=018mm/;6#块时,V=014mm/;6#以前各块时,V=0。根据梁体温度及挠度的变化曲线,确定每日上午7时(通常此时一天中的温度变化最小为立模标高测定时间。一般在上午68时测定立模标高,可不进行修正;在其它时间测定立模标高时,均应进行日照温差影响的修正。一般修正值在白天7时至17时为负值,其它时间为正值

10、。该公式极为粗糙,只适用于晴天或少云天气,阴雨天气可不修正。3温度变化对悬浇施工的影响温度变化对悬浇施工的影响有:悬浇与拱度的温变修正,可参考实测和有关同类大桥的资料作具体修正;合拢时浇筑温度的合理选择。合拢段浇筑前,合拢时T构两端悬臂端会产生伸缩和升降变形,如表2所示,因温度变化,合拢段两端T构悬臂每升降1时伸长或缩短约1mm。如表1所示,合拢段浇筑前,两端T构悬臂端的升高与降低,随悬臂长度与温变速度而变化,从6#块开始至10#块约13mm/。表2合拢段两端T构悬臂伸长、缩短表孔号幅号实测伸长值/mm顶板底板温度变化/备注7左96131孔右1310131孔8左107131孔右9左右10左96

11、132孔右782孔11左108131孔右1511153孔(下转36页 图6本系统的数学结构图值时,系统开始补水。首先启动电机D1带动水泵补水。随着补水流量增大,电机D1通过变压来改变其转速,当D1达到最大转速时,若仍不能达到预先设定值时,D1恒压运行,D2启动并开始变压运行。随着流量的进一步增大,D2达到最大转速值,系统稳定运行。此后若流量减小,系统返回到D1变压运行,这一过程循环往复,实现调压调速对锅炉恒水压补水。系统控制程序流程图如图7所示。5结束语应用调压调速模块构成的锅炉恒压补水系统是易于实现的,它与变频调速方案相比:投资少,操作简单,维护方便。该系统一般装置都设计成自动和手动方式,运行工况良好,可节省电能30%以上,是一种理想的节能锅炉补水系统。参考文献社, 1988图7系统控制程序流程图社,1996业出版社,1999(上接56页为了保证合拢段的安全可靠和标高到位,消除合拢时的拉压和弯曲应力,合拢段浇筑时应根据设计的要求选择适当的合拢温度。