京杭运河特大桥应力监控总结.doc
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xx运河特大桥应力监控总结
一、工程概况
xx高速公路SH-SQ6标段xx运河特大桥分为左右两半幅桥,主桥上构为75+110+75m变截面单箱单室连续梁,垂直腹板。单箱顶宽13.5m,底宽6.5m,单侧翼缘板宽度3.5m,支点处梁高6.5m,跨中梁高2.6m,梁高及底板厚按二次抛物线变化。
主桥下构桥墩为薄壁式桥墩,基础采用钻孔灌注桩。
二、应力监控的项目和方法
= 1 \* GB4 ㈠应力监控的项目
本项目的应力监控以xx运河特大桥左幅箱梁为主,对右幅箱梁部分截面进行应力监控。在箱梁施工过程中,主要进行了如下项目的监控:
1.纵向预应力钢绞线束对混凝土张拉效应的监控。主要通过监测张拉前、后的混凝土纵向正应力和钢筋正应力进行综合分析其对混凝土的张拉效应。
2.悬臂浇筑混凝土和挂篮移位对结构内力的影响。主要通过监测浇筑前、挂篮移位后的混凝土纵向正应力和钢筋正应力进行综合分析。
3.桥面横向预应力钢绞线束对桥面板的张拉效应的监控。主要通过在顶层预埋横向混凝土计来监测横向预应力钢绞线束张拉前后的应力。
4.腹板竖向预应力筋对腹板混凝土竖向正应力的张拉效应的监控。主要通过在腹板中预埋竖向混凝土计来监测竖向预应力筋张拉前、后的应力。
5.监控箱梁对称位置的纵向应力对称性,进而对挂篮平衡施工的安全可靠性监控。主要通过对箱梁对称位置的纵向应力在主要工况下的数据对称性的分析,从而控制施工中箱梁上堆积物等引起的不平衡力矩。
6.监控箱梁边跨、中跨合拢块段现场施工的配重调整和浇注速度调整之间的协调关系,从而确保浇注过程的安全和减小浇注过程中结构的内力变化等。
7.对全桥和设计单位合理变更某些设计后的结构安全性进行监控。
8.施工过程中实测应力状况与设计计算应力相对照,从而可以反应出施工过程中的质量情况。
= 2 \* GB4 ㈡应力监控的方法
应力监控主要通过在箱梁的应力监控截面内预先埋设GHB-3型钢弦式应变计即混凝土计和GJL-2型钢筋应力计即钢筋计二种传感器,然后测出有关施工工况下的频率,按照相应的理论计算出实测的混凝土应力和钢筋应力。
= 1 \* Arabic 1.传感器工作原理
传感器中的钢弦在微幅振荡下,其自振频率f和轴向应力σ的关系为:
式中L为钢弦有效长度;ρ为钢弦体密度。
= 2 \* Arabic 2.应力计算的原理和处理方法
(1)混凝土应力的计算和处理方法
混凝土应力σc的计算公式为:σc=Ecεc 其中εc=Φ(f)函数由传感器标定资料给出;Ec为埋设混凝土计块段的混凝土弹性模量;
f为实测传感器频率。由于εc=Φ(f)函数和零应力时的初始频率f0的二次方有关,因此初始频率f0的确定对混凝土应力计算精度非常重要。
对于初始频率f0的确定可选择三种处理方法: = 1 \* GB3 ①选择传感器标定时的数据,其缺点是无法考虑其标定后一段时间中的数字漂移,改进方法可选择埋设传感器时的实测频率; = 2 \* GB3 ②选择安装传感器后,浇注混凝土前时的实测频率,其优点为考虑了施工现场条件但其缺点是会受施工现场影响; = 3 \* GB3 ③浇注混凝土后,张拉前时的实测频率,选择理论分析上应力接近于零,其优点为数据一般较稳定。通过分析,发现在0#块、2#块、7#块上的埋设的传感器在各自块段浇注混凝土后,张拉前传感器所示应力理论上接近于零,而中跨合拢段浇注混凝土后且张拉前的纵向正应力从理论上不接近于零。根据如上分析,实际中初始频率f0的确定具体如下处理:
0#块、2#块、7#块上的传感器所示纵向应力计算时选择的初始频率f0采用埋设传感器的各自块段张拉前的实测频率。7#块竖向、横向应力计算时选择的初始频率f0 采用各自在竖向、横向张拉前的实测频率。中跨合拢段应力计算时选择的初始频率f0采用埋设传感器时的实测频率。
初始频率f0采用浇注混凝土后且张拉前时的实测频率时一定要注意:实测频率时间与浇注完混凝土的时间间隔要长。这样可以避免浇注混凝土后的水化热造成局部温度影响。
此外,计算中使用的混凝土弹性模量Ec一般采用埋设传感器块段同体养生的标准试验试块在3天、7天、14天、28天、60天龄期测定的数据进行拟合,依据弹性模量和龄期之间的拟合曲线得到计算采用的混凝土弹性模量Ec。
= 2 \* GB2 ⑵钢筋应力的计算和处理方法
钢筋应力σs的计算公式经推导可表示为:
σs = P Es/(EsA1+EcA),其中P=K(f02-fi2-b)
初始频率f0的确定对混凝土应力计算精度非常重要。对于初始频率f0的确定可选择二种处理方法:( = 1 \* Arabic 1)选择安装传感器后且浇注混凝土前时的实测频率,其优点为考虑了施工现场条件但其缺点是会受施工现场影响;(2)浇注混凝土后,张拉前时的实测频率,选
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