Y型连续刚构组合箱梁悬臂施工应力监测分析
2015-06-21黄诏南甄童奇
黄诏南,甄童奇
(1.江西省公路科研设计院;2.昌樟管理处养护应急管理所)
Y型连续刚构组合箱梁悬臂施工应力监测分析
黄诏南1,甄童奇2
(1.江西省公路科研设计院;2.昌樟管理处养护应急管理所)
选用ZX-A150B记忆温度智能型埋入式智能混凝土钢弦式应变计和配套的频率测试仪作为应力观测仪器,对在建某Y型连续刚构组合梁悬臂施工时进行应力监测与分析,从而为保证施工过程结构安全提供理论依据。
连续刚构组合梁;悬臂施工;应力监测
1 工程简介
某桥梁采用38+61+71+81+71+61+38 m预应力混凝土Y型刚构-连续组合箱梁,箱梁纵向按A类预应力混凝土构件设计,横向按B类预应力混凝土构件设计,采用悬臂浇筑施工。采用桥型为Y型刚构-连续组合箱梁,所采用的施工方法和安装顺序与成桥后的主桥线型及结构内力状态的关联较大,其体系转换过程中应力容易发生突变而导致结构的失效。
2 测点设置与传感器埋设时间
2.1 测试仪器的选择
为防止因测试线被剪断致使传感器无法使用并保证监控长期顺利实施以及足够的精度,经比选采用ZX-A150B (记忆温度智能型)埋入式智能混凝土钢弦式应变计和配套的频率测试仪作为应力观测仪器。
2.2 纵向断面选择
在左、右幅桥的半幅桥的墩悬臂根部和1/2悬臂长度、合龙段布置应变传感器,同时在腹板厚度变化处、弯矩符号改变点布置应力测试截面。
2.3 断面上测点布置
每个断面沿纵向布置4个测点。混凝土应变计按预定的测试方向采用细匝丝捆绑在结构主筋上,细匝丝捆绑位置应在应变计受力柄内侧5 mm处,测试导线沿钢筋引出至箱梁内部的混凝土表面,并作好标记,做好保护。
3 监测要点及数据分析
3.1 悬臂施工监测要点
悬臂施工梁段应力主要是在预应力张拉之后,测量箱梁顶底板的正应力情况及腹板的主拉应力,并与理论计算值做比较,保证桥梁结构的安全储备,使成桥后的应力状态与设计值基本相符。合拢段应力测试要紧跟施工过程,特别是合拢段后期束的张拉过程。每张拉一束就要测试断面的应力情况,谨防局部应力超标和崩裂现象的产生。
3.2 监测成果统计
在该大桥两幅桥的墩悬臂根部和1/2悬臂长度、合拢段布置应力、温度传感器,根据施工的各个工况对传感器进行不间断监测,监测成果如图1~4所示。
图1 1#墩部分传感器应力变化图
图2 2#墩部分传感器应力变化图
图3 3#墩部分传感器应力变化图
图4 4#墩部分传感器应力变化图
经过对大桥施工个阶段箱梁应力的跟踪监测与分析,该大桥主梁在各个施工工况中应力随着悬臂长度越长应力逐渐增大,但均满足规范要求,箱梁顶板、腹板及底板均无出现异常状况。
对预应力张拉后的摩阻损失进行实测,实测的预应力摩阻系数和预应力损失比可用于修正计算模型中的相应参数,以确定超张拉量,指导预应力的施工。选择2根不同角度的下弯索纵向预应力筋,在两端锚下安装测力传感器,采用单端张拉,测量两端锚下测力传感器的张拉力,根据两端测量值差别可得出管道摩阻损失及相关的参数。又选择2根在顶板的直索纵向预应力筋,在两端锚下安装测力传感器,采用单端张拉,测量两端锚下测力传感器的张拉力,根据两端测量值差别可得出管道摩阻损失及相关的参数。选择2根在底板的直索纵向预应力筋,在两端锚下安装测力传感器,采用单端张拉,测量两端锚下测力传感器的张拉力,根据两端测量值差别可得出管道摩阻损失及相关的参数。
表1 孔道摩阻损失试验统计数据
根据实验结果分析可知,预应力钢束特别是腹板下弯束的摩阻损失率比较大,但部分孔道摩阻损失是不可避免的。在施工中应采取如下措施:精确定位波纹管、避免出现折点;张拉时采取两端张拉,平缓、分级张拉;采取超张拉,补偿部分孔道摩阻损失,施工中超张拉3%左右。
4 结论
选用ZX-A150B(记忆温度智能型)埋入式智能混凝土钢弦式应变计和配套的频率测试仪作为应力观测仪器进行预应力混凝土Y型刚构-连续组合箱梁悬臂施工实时应力监测,其数据表明各施工工况应力均满足规范要求。
[1] 陈保国,郑俊杰,丁锐等.曲线箱梁桥悬臂施工应力与线形现场测试研究[J].公路交通科技,2008,25(7):70-74.
[2] 杨胜.高墩大跨连续刚构桥悬臂施工线形控制及应力监控研究[D].长沙理工大学,2006.
[3] 曹立波,赵晓龙,刘姗姗.大跨度连续箱梁悬臂施工温度效应研究[J].施工技术,2011,40(19):98-101.
[4] 程霄翔,韩晓林,缪长青等.基于灰色理论悬臂施工中连续梁桥的应力预测与控制[J].世界桥梁,2009,(4):46-49.
[5] 胡金桂.连续梁桥悬臂施工过程监控及零号块局部应力场分析[J].兰州交通大学,2011.
[6] 刘杰,叶见曙,陈娟娟,等.基于组合式模型的箱梁横向预应力张拉顺序分析[J].东南大学学报:自然科学版,2012,42 (2):363-368.
[7] 黄坤全,彭旭民.空腹式连续刚构桥施工过程受力特性分析[J].桥梁建设,2011,(3):40-43.
U442
C
1008-3383(2015)10-0107-02
2015-02-15
黄诏南(1989-),江西南昌人,主要从事公路桥梁设计与研究工作。