預應力混凝土連續(xù)梁橋應力監(jiān)控

曹茗棋+魯利彩

摘 要：文章介紹了大跨預應力混凝土連續(xù)梁橋應力監(jiān)控的重要性，使用MIDAS/Civil進行仿真分析，將實際應力和理論應力進行對比，并分析了應力誤差產(chǎn)生的原因。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁；應力監(jiān)控；應力誤差

在大跨預應力混凝土連續(xù)梁橋施工過程中，大多是采用懸臂施工的施工方法，這樣在施工時梁體結(jié)構(gòu)內(nèi)力會不斷發(fā)生變化，為了保證橋梁在施工的過程之中確保施工可以安全的進行，并且隨著工期的推進使橋梁可以順利合龍，橋梁的應力監(jiān)控是十分有必要的。

1 工程背景

某預應力混凝土連續(xù)梁橋，梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)，采用懸臂施工的方法進行橋梁的施工[1]，橋梁節(jié)段共分為16個施工塊。此橋計算跨度為70+125+70 m，中支點梁高9.20 m，跨中梁高5.20 m。梁底下緣按二次拋物線變化。箱梁頂寬12.5 m，頂板厚度45～65 cm，腹板厚度60～80～100 cm，底板厚48.5～123.8 cm。

設計速度：客車200 km/h，貨車120 km/h。荷載：（1）列車活載：列車豎向活載采用中—活載。（2）施工荷載：800 kN（包括人群、模板、掛籃、機具等臨時荷載）[2]。

2 測點布置

采用鋼弦式傳感器。在使用過程中，利用其應變累計功能，記錄其初始讀數(shù)，在之后的施工階段進行每個階段的數(shù)據(jù)采集工作，最后根據(jù)傳感器給定參數(shù)就可以換算出結(jié)構(gòu)當前狀況下的截面應力。

對主梁的控制截面進行應變計的布設，位置如圖1所示。其中，1-1，11-11截面為邊跨跨中截面，2-2，10-10截面為邊跨1/4截面，3-3，9-9截面為邊跨根部截面，4-4，8-8為中跨根部截面，5-5，7-7為中跨1/4截面，6-6為中跨跨中截面。

截面測點布置如圖2—4所示。圖2適用于2-2，5-5，7-7，10-10截面，圖3適用于3-3，4-4，8-8，9-9截面，圖4適用于1-1，6-6，11-11截面，每個測點的應變計與縱筋平行布設。

3 誤差分析

3.1 應變計偏差

在安裝應變計的過程中，應將應變計縱向綁扎在與梁體縱向平行的位置，一般可用束帶或扎絲將應變計固定在梁體縱向鋼筋上。但是當進行混凝土的澆筑以及振搗的時候，可能會對應變計的位置造成一定的影響。并且實際中應變計的綁扎位置與從模型中提取應力的位置會有些許的偏差。

3.2 彈性模量誤差

混凝土在澆筑之后，其彈性模量會隨著混凝土凝結(jié)硬化的過程而不斷增大，直到設計值，但是在進行模型建立，模擬施工階段進行分析時，軟件中使用的混凝土彈性模量是其設計值，這樣計算出的理論值就會和實測值產(chǎn)生一定的偏差。

3.3 應變滯后性

預應力混凝土的應變具有滯后性。對于那些預應力束較短、管道較通暢的情況，應變的滯后性不是十分的明顯。但對于預應力束較長、管道通暢情況欠佳的梁體節(jié)段，此時應變滯后性便十分明顯[3]。

4 理論應力與實際應力對比

一個橋墩處邊跨跨中截面、邊跨1/4截面和邊跨根部截面的理論應力與實測應力對比如圖5—7所示。

如圖5—7所示，可看出：（1）在主梁的各控制截面，其各個懸臂施工的施工階段，施工現(xiàn)場實測應力與理論應力相差不大，且應力值較吻合，沒有出現(xiàn)異常情況，說明了懸臂施工過程的安全性以及合理性。（2）施工現(xiàn)場實測應力與模型計算的理論應力隨有差值，但是差值不大，說明本橋模型的計算是正確的，施工是安全的，應變計的布設是合理且正確的，并且運用此種方法對預應力混凝土連續(xù)梁橋進行應力監(jiān)控比較準確，在實際中可以應用。

5 結(jié)語

根據(jù)現(xiàn)場實測結(jié)果和理論分析值比較，結(jié)論如下：（1）在整個施工過程中，主梁控制截面沒有出現(xiàn)拉應力，最大壓應力為14.27 MPa，在規(guī)范的允許值之內(nèi)，在橋梁進行懸臂施工的過程中，未出現(xiàn)異常，且施工安全，橋梁順利的進行了合龍。（2）在進行橋梁施工應力監(jiān)控的過程中，主梁梁體沒有發(fā)現(xiàn)裂縫的產(chǎn)生，符合要求。

[參考文獻]

[1]胡娟.Midas/Civil軟件在大跨徑橋梁懸臂施工中的應用[J].西部交通科技，2011（10）：61-64.

[2]姜華，陳青華.某預應力連續(xù)梁橋懸臂施工應力監(jiān)控分析[J].安徽建筑，2012（1）：185-187.

[3]任韶敏.鐵路連續(xù)箱梁水平轉(zhuǎn)體施工及監(jiān)控技術(shù)研究[D].石家莊：石家莊鐵道大學，2014.

Abstract：This paper introduces the importance of stress monitoring of long-span prestressed concrete continuous girder bridges. The simulation is carried out by using MIDAS/Civil. The actual stress and theoretical stress are compared and the causes of stress errors are analyzed.

Key words：continuous beam bridge； stress monitoring； stress errorendprint