斜拉橋施工溫度效應(yīng)研究
2018-04-16 
   橋梁結(jié)構(gòu)是暴露在大氣中的結(jié)構(gòu)物,大氣環(huán)境溫度場對結(jié)構(gòu)的影響,主要體現(xiàn)在長期溫差和短期溫差兩種形式的作用上。長期溫差影響是指環(huán)境溫度場隨季節(jié)發(fā)生周期性時,對結(jié)構(gòu)物所產(chǎn)生的影響。短期溫差影響是指環(huán)境溫度場隨日照或寒流發(fā)生變化時,對結(jié)構(gòu)物所產(chǎn)生的影響。它主要以日照溫差和驟然降溫兩種形式出現(xiàn),不僅引起混凝土結(jié)構(gòu)的溫度隨時間變化,而且引起混凝土體內(nèi)各點(diǎn)的溫度差,形成不均勻的溫度場。確定此種情況下混凝土結(jié)構(gòu)的溫度場比年溫變化下的溫度場要復(fù)雜的多。大量現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)表明,短期溫差在梁體產(chǎn)生的拉應(yīng)力可高達(dá)2Mpa以上,是混凝土梁發(fā)生裂縫的主要原因。

   本文以某斜拉橋為工程實例,對該橋主體結(jié)構(gòu)溫度進(jìn)行監(jiān)控測量,對主梁梁線型底標(biāo)高、索塔塔頂偏位、后視點(diǎn)標(biāo)高偏位、斜拉索索力、主梁控制截面應(yīng)變、控制截面溫度傳感器溫度場等內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測,探討溫度應(yīng)力對斜拉橋主體結(jié)構(gòu)施工的影響。

   

   1工程實例

   

   鐵鑼坪雙塔斜拉橋是位于滬蓉西國道主干線第十三標(biāo)段湖北宜昌至恩施段的一座特大型公路橋梁。主橋斜拉橋為三跨一聯(lián)雙塔雙索面塔梁固結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋,主橋跨徑組合為140+322+140m,主梁采用肋板式結(jié)構(gòu),拉索采用平行鋼絲體系。承臺以上塔柱總高為190.397m。其中宜昌側(cè)為7#索塔,恩施側(cè)為8#索塔。

   

   2溫度場測試方法

   

   2.1溫度場測點(diǎn)布置

   對該斜拉橋橋監(jiān)測監(jiān)控小組進(jìn)行過兩次24小時溫度場測試,目的是為了得到溫度場對合龍前主梁標(biāo)高、索力、應(yīng)變影響大小以及內(nèi)部溫度場的分布規(guī)律,得出較為準(zhǔn)確的符合該橋的合龍時間段,為合龍段的施工提供力所能及的幫助。

   

   2.2測試情況說明

   測試內(nèi)容包括:主梁梁底標(biāo)高、索塔塔頂偏位、后視點(diǎn)標(biāo)高偏位、斜拉索索力、主梁控制截面應(yīng)變、控制截面溫度傳感器溫度場。

   溫度監(jiān)測小組對大橋進(jìn)行了24小時的溫度場觀測,考慮到實際情況,間隔時間為3小時。此時7#橋塔的17#和17’#梁段剛第三次張拉完畢,在測試期間無橋面施工荷載變化,以確保實測數(shù)據(jù)只受溫度的影響。

   大橋為東西走向,左側(cè)(朝南)為向陽面中午直接受陽光的照射,下午時刻,中跨(朝西,7#索塔)受太陽直接照射的影響較邊跨(7#索塔)時間要大一些。

   

   3主橋結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)分析

   

   3.1主粱截面溫度場變化

   根據(jù)我們測試的數(shù)據(jù),梁體兩邊主梁上邊緣與下邊緣溫度場的差值,在上午10時,左、右邊主梁上下緣溫差最大值分別為10.9℃和10.0℃:下午14時,左、右邊主梁上下緣溫差最大值分別為10.6℃和9.3℃。同時,梁體內(nèi)部的溫度普遍較高,這與混凝土剛澆注完3天,梁體內(nèi)的水化熱有關(guān)。我們可從左邊主梁102、106與110測點(diǎn)的溫度變化圖看出梁體高度方向24小時的溫度場變化情況。

   

   

   

   其后,邊主粱上下緣溫差在不斷減小,這是與下午14時過后,日照強(qiáng)度降低相吻合的。到晚上22點(diǎn)過后,從圖中可以看到,梁體內(nèi)的溫度仍在緩慢下降,這種情況~直持續(xù)到第二天的早晨8點(diǎn),溫度有所回升。

   

   3.2主粱標(biāo)高

   繪制7#索塔邊跨3’#梁段左右幅梁底標(biāo)高的變化曲線如圖3。從圖中可以看到,各梁段左、右幅的梁底標(biāo)高在24小時內(nèi)的變化趨勢是比較接近的,結(jié)合測試的大氣溫度,溫度升高,梁體標(biāo)高有產(chǎn)生向下的撓度的趨勢。相對于6點(diǎn)時的梁底標(biāo)高,3’#梁段產(chǎn)生的最大標(biāo)高差值都是在18:00,左、右幅24小時內(nèi)的最大差值分別為13mm和12mm。

   從上面兩個圖形,我們可以看到,梁段受日照的影響顯著,并且隨著日照溫度較高時,梁段產(chǎn)生有下?lián)系内厔?,這個結(jié)論對于施工控制中梁體線形的溫度修正是有指導(dǎo)作用的。

   

   3.3斜拉索索力

   取各梁段左、右幅索力的平均值作為該力的變化曲線,如圖4,圖5。

   梁段的索力值,繪制邊跨和中跨的各梁段索

   根據(jù)上面的圖形,7#索塔邊中跨兩側(cè)索力,除1#和1’#的索力變化較大外,2#、3#、

   3’#索力的變化相對比較平穩(wěn),差值基本上在±2%以內(nèi)。

   

   4結(jié)論

   

   日照溫差對鐵鑼坪斜拉橋的結(jié)構(gòu)影響顯著,對主梁標(biāo)高影響最大為13mm,索塔偏位影響接近2.5cm,對斜拉索索力影響最大接近5%,應(yīng)力影響最大為2.4MPa;主梁截面內(nèi)外溫度場處于比較均衡的時間為凌晨4:00~6:00凌晨6:00測試的各項技術(shù)指標(biāo)與理論值最為接近;初步建議合龍時間選擇在凌晨4;00~6:00間完成,或者選擇在多云陰天等溫度場比較穩(wěn)定的時間段內(nèi)。斜拉橋合龍時應(yīng)避開短期溫差(日照溫差或驟然降溫)的影響,只考慮長期溫差的影響。
Copyright © 2007-2022 cnbridge.cn All Rights Reserved
服務(wù)熱線:010-64708566 法律顧問:北京君致律師所 陳棟強(qiáng)
ICP經(jīng)營許可證100299號 京ICP備10020099號  京公網(wǎng)安備 11010802020311號