大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工應(yīng)力監(jiān)測中的幾個問題2
2.減少溫差及徐變影響的措施
橋梁結(jié)構(gòu)的溫差多來自日照,氣溫驟降也能形成溫差。根據(jù)觀測,日照引起的梁頂與梁底溫差可達(dá)17~19℃。它能使某些部位產(chǎn)生相當(dāng)大的溫度應(yīng)力。也可能使施工中懸臂端產(chǎn)生較大的變位。具體與結(jié)構(gòu)本身力學(xué)特性及周圍約束有關(guān)。由于日照引起的溫度場本身又是隨機(jī)變量。所以溫差給結(jié)構(gòu)帶來影響相當(dāng)復(fù)雜。轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com
減少溫差影響有效方法是早晨日出之前進(jìn)行量測。日照形成的溫差經(jīng)過一夜基本上趨于平穩(wěn)。只有封閉箱內(nèi)外有溫差,但影響不大。早晨不但是梁的各部位溫差最小,而且全橋的各部分溫差也最小。因此早晨日出之前進(jìn)行量測是消除溫差影響有效的方法。
混凝土徐變變形受多種因素影響,比較復(fù)雜。其中徐變變形大小與加載齡期長短有關(guān)。減少徐變的影響,可采用加密量測次數(shù),取每次加載前后相對值累計(jì)辦法,有一定效果。 懸臂施工中每澆筑(或拼裝)一個梁段需要一定時間,測試可將其中幾個荷載變化比較大的工序選出來。如移掛籃、綁鋼筋、澆混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力等,在這些工序進(jìn)行前后分別進(jìn)行量測,取前后差值疊加累積。這樣雖然不可能將徐變影響完全分離出去,但總可以減少一部分誤差。
三、關(guān)于測試元件的選用
大跨度混凝土橋梁施工應(yīng)力測試有不少條件限制和一定的困難,因此對測試元件要求也很高。一,測試時間較長,一般在一年左右,有些還要長,要求測試元件長期穩(wěn)定性好;二,荷載增減頻繁,但每次變化量不一定很大,因此要求測試元件靈敏度要高;三、橋梁多為薄壁結(jié)構(gòu),鋼筋密又沒有預(yù)應(yīng)力,元件埋設(shè)困難,元件體積盡可能小,構(gòu)造簡單,不易損壞;四、測點(diǎn)比較分散,電線、電纜分散在橋面上,由于施工干擾碰傷砸斷經(jīng)常發(fā)生,因此元件最好有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
根據(jù)上述要求,以前多使用電阻差動式(DI一100)應(yīng)變計(jì),它在靈敏度和長期穩(wěn)定性方面都能滿足要求。體積小安裝埋設(shè)也比較方便,但它是利用"電阻變化"的原理做成的傳感器,容易受溫度的影響,除元件本身受溫度影響需隨時修正外,其電纜及接頭的變化也給測值造成波動。本來混凝土結(jié)構(gòu)的測試就很復(fù)雜,再加上元件本身易受外來干擾,更增加測試工作的困難。
后改用振弦式應(yīng)變計(jì),它在長期穩(wěn)定和靈敏度方面同樣能滿足要求,另外它是通過振頻變化轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的,從構(gòu)造看鋼弦和外殼同樣是鋼質(zhì),熱膨脹系數(shù)基本一致,因此對溫度變化不敏感,對導(dǎo)線要求也不高。改用振弦式元件后不但整理數(shù)據(jù)簡單省事,而且從測試結(jié)果看規(guī)律性也好。
但振弦式元件目前還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),生產(chǎn)廠家多是地方小廠,其中的關(guān)鍵是對鋼弦的處理。如處理不到位,在長期測試中易于松弛,造成零點(diǎn)飄移,給數(shù)據(jù)分析帶來麻煩。使用前最好提前半年購置,然后觀測零點(diǎn)穩(wěn)定情況。另外還要選擇少數(shù)進(jìn)行重標(biāo)定,校核廠家的標(biāo)定曲線。
目前振弦式應(yīng)變計(jì)外殼多用鋼管,有的鋼管壁厚,使用前應(yīng)檢查應(yīng)變計(jì)本身的剛度,如大于同截面混凝土剛度時,還要通過試驗(yàn)找出兩者剛度比對測值進(jìn)行修正。轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com
振弦式應(yīng)變計(jì)因構(gòu)造關(guān)系,對拉應(yīng)力測試誤差大,當(dāng)觀測部位有拉應(yīng)力出現(xiàn)時,應(yīng)改用其他測試元件。
四、關(guān)于測試中幾個應(yīng)注意的問題
(1)施工應(yīng)力監(jiān)測涉及到的資料和數(shù)據(jù)很多。除設(shè)計(jì)資料外,施工方面也很多,如施工工藝、施工方案、施工組織設(shè)計(jì)及掛籃、模板有關(guān)數(shù)據(jù)。橋上主要施工機(jī)具設(shè)備的重量及其他施工荷載等。事前應(yīng)認(rèn)真收集、仔細(xì)調(diào)查。
對結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論分析計(jì)算十分必要。測試應(yīng)根據(jù)需要建立自己的計(jì)算系統(tǒng)。事先對觀測部位在各種工況下的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行分析和計(jì)算,做到心中有數(shù)。
(2)應(yīng)變計(jì)安裝要經(jīng)歷混凝土澆注、振搗及混凝土硬化等過程。尤其是混凝土硬化是一個很復(fù)雜的變化過程,有水化熱溫升和自身體積的收縮。由于溫度場及于縮變化不均,往往造成殘余應(yīng)力會影響應(yīng)變計(jì),造成讀數(shù)波動大也不穩(wěn)定。為了確定測點(diǎn)初始值,混凝土澆注后應(yīng)當(dāng)跟蹤觀測,以穩(wěn)定后的測值作為初始值。有些測點(diǎn)需較長時間才能穩(wěn)定,又要配合施工進(jìn)行量測,對這部分測點(diǎn),當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有明顯不合理時,可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
(3)大跨度橋梁施工過程中,不可避免會出現(xiàn)一些問題,有時會打亂正常施工順序,施工荷載也會變化,測試時應(yīng)注意變化,并作好記錄。不少變化將直接影響測試結(jié)果。
另外測試中發(fā)現(xiàn)個別測點(diǎn)異常,應(yīng)及時檢查,發(fā)現(xiàn)干擾盡快排除。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),當(dāng)測點(diǎn)附近停放施工機(jī)具材料或因上面有積水,也會給測試結(jié)果帶來影響。轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com
(4)對能反映結(jié)構(gòu)工作特性應(yīng)力比較集中的測試部位,應(yīng)適當(dāng)多設(shè)元件,以防安裝或測試過程中造成損壞而測不到關(guān)鍵數(shù)據(jù),還可以采用不同的手段或其他類型元件,同時進(jìn)行測試。
(5)由于混凝土性質(zhì)有變易性,在施工應(yīng)力測試中,應(yīng)根據(jù)工地實(shí)際情況,做一些有關(guān)混凝土性質(zhì)的試驗(yàn)和觀測,如混凝土彈性模量、于縮量,如有條件還可進(jìn)行其他方面觀測,利用這些數(shù)據(jù)對測試資料進(jìn)行分析,可能減少一部分誤差。
(6)觀測資料除及時整理交委托單位外,還要進(jìn)行系統(tǒng)分析,發(fā)現(xiàn)不正常或過大偏差時,找出原因,盡早地進(jìn)行修正。從以往觀測資料看,實(shí)測與理論計(jì)算總有差距。測試數(shù)據(jù)與計(jì)算值存在偏差是正常的,施工中懸澆塊件超重,施工荷載變化,徐變造成的誤差及測試元件和儀器的誤差,都會給測值帶來偏差。
(7)正因?yàn)槭┕?yīng)力測試工作難度比較大,所以要組織有一定經(jīng)驗(yàn)人員長駐現(xiàn)場,除認(rèn)真細(xì)致進(jìn)行測試工作外,還要不斷分析研究,探討提高測試精度。從以前測試情況看,參與測試的工作人員的責(zé)任心和工作態(tài)度是測試能否取得可靠數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。
五、結(jié)語
綜上所述,對大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工應(yīng)力監(jiān)測,至今仍有不少問題沒有更好的解求方法。在科學(xué)的方法沒有建立之前,經(jīng)驗(yàn)的積累十分重要。當(dāng)前由于工程發(fā)展需要,正推動這項(xiàng)測試工作不斷開展,在這大好的時機(jī)中,只要堅(jiān)持不斷地實(shí)踐,不斷地分析總結(jié),不斷地試驗(yàn)探索,必將使混凝土橋梁施工應(yīng)力測試工作更快地走向完善。
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