预应力混凝土连续梁桥应力监控

    曹茗棋+鲁利彩

    

    

    

    摘 要：文章介绍了大跨预应力混凝土连续梁桥应力监控的重要性，使用MIDAS/Civil进行仿真分析，将实际应力和理论应力进行对比，并分析了应力误差产生的原因。

    关键词：连续梁；应力监控；应力误差

    在大跨预应力混凝土连续梁桥施工过程中，大多是采用悬臂施工的施工方法，这样在施工时梁体结构内力会不断发生变化，为了保证桥梁在施工的过程之中确保施工可以安全的进行，并且随着工期的推进使桥梁可以顺利合龙，桥梁的应力监控是十分有必要的。

    1 工程背景

    某预应力混凝土连续梁桥，梁体为单箱单室、变高度、变截面结构，采用悬臂施工的方法进行桥梁的施工[1]，桥梁节段共分为16个施工块。此桥计算跨度为70+125+70 m，中支点梁高9.20 m，跨中梁高5.20 m。梁底下缘按二次抛物线变化。箱梁顶宽12.5 m，顶板厚度45～65 cm，腹板厚度60～80～100 cm，底板厚48.5～123.8 cm。

    设计速度：客车200 km/h，货车120 km/h。荷载：（1）列车活载：列车竖向活载采用中—活载。（2）施工荷载：800 kN（包括人群、模板、挂篮、机具等临时荷载）[2]。

    2 测点布置

    采用钢弦式传感器。在使用过程中，利用其应变累计功能，记录其初始读数，在之后的施工阶段进行每个阶段的数据采集工作，最后根据传感器给定参数就可以换算出结构当前状况下的截面应力。

    对主梁的控制截面进行应变计的布设，位置如图1所示。其中，1-1，11-11截面为边跨跨中截面，2-2，10-10截面为边跨1/4截面，3-3，9-9截面为边跨根部截面，4-4，8-8为中跨根部截面，5-5，7-7为中跨1/4截面，6-6为中跨跨中截面。

    截面测点布置如图2—4所示。图2适用于2-2，5-5，7-7，10-10截面，图3适用于3-3，4-4，8-8，9-9截面，图4适用于1-1，6-6，11-11截面，每个测点的应变计与纵筋平行布设。

    3 误差分析

    3.1 應变计偏差

    在安装应变计的过程中，应将应变计纵向绑扎在与梁体纵向平行的位置，一般可用束带或扎丝将应变计固定在梁体纵向钢筋上。但是当进行混凝土的浇筑以及振捣的时候，可能会对应变计的位置造成一定的影响。并且实际中应变计的绑扎位置与从模型中提取应力的位置会有些许的偏差。

    3.2 弹性模量误差

    混凝土在浇筑之后，其弹性模量会随着混凝土凝结硬化的过程而不断增大，直到设计值，但是在进行模型建立，模拟施工阶段进行分析时，软件中使用的混凝土弹性模量是其设计值，这样计算出的理论值就会和实测值产生一定的偏差。

    3.3 应变滞后性

    预应力混凝土的应变具有滞后性。对于那些预应力束较短、管道较通畅的情况，应变的滞后性不是十分的明显。但对于预应力束较长、管道通畅情况欠佳的梁体节段，此时应变滞后性便十分明显[3]。

    4 理论应力与实际应力对比

    一个桥墩处边跨跨中截面、边跨1/4截面和边跨根部截面的理论应力与实测应力对比如图5—7所示。

    如图5—7所示，可看出：（1）在主梁的各控制截面，其各个悬臂施工的施工阶段，施工现场实测应力与理论应力相差不大，且应力值较吻合，没有出现异常情况，说明了悬臂施工过程的安全性以及合理性。（2）施工现场实测应力与模型计算的理论应力随有差值，但是差值不大，说明本桥模型的计算是正确的，施工是安全的，应变计的布设是合理且正确的，并且运用此种方法对预应力混凝土连续梁桥进行应力监控比较准确，在实际中可以应用。

    5 结语

    根据现场实测结果和理论分析值比较，结论如下：（1）在整个施工过程中，主梁控制截面没有出现拉应力，最大压应力为14.27 MPa，在规范的允许值之内，在桥梁进行悬臂施工的过程中，未出现异常，且施工安全，桥梁顺利的进行了合龙。（2）在进行桥梁施工应力监控的过程中，主梁梁体没有发现裂缝的产生，符合要求。

    [参考文献]

    [1]胡娟.Midas/Civil软件在大跨径桥梁悬臂施工中的应用[J].西部交通科技，2011（10）：61-64.

    [2]姜华，陈青华.某预应力连续梁桥悬臂施工应力监控分析[J].安徽建筑，2012（1）：185-187.

    [3]任韶敏.铁路连续箱梁水平转体施工及监控技术研究[D].石家庄：石家庄铁道大学，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 error