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1、城市轻轨高架桥连续箱梁时效变形试验论文.freelericanConcreteInstitute)规范修正式计算所得的徐变系数略偏大,终极系数却偏小,同类轻轨高架桥梁结构后期变形按规范设计有足够的安全保证,但应严格控制早期时效变形.所提出的回归分析方法可为轻轨桥梁后期变形的预测提供参考.关键词:城市轻轨;高架桥;时效变形;试验我国城市轨道交通高架桥上的线路采用整体道床轨道形式,钢轨通过扣件直接与承轨台连接,线路标高仅依靠扣件的调节量来实现.有关研究资料表明,扣件留给梁体后期变形的调节量非常有限1-2.如不能
2、有效控制桥梁后期时效变形增量,将会造成扣件破坏、整体道床开裂、线路不平顺,引起严重的交通环境振动,并可能危及线路开通后列车的运营安全,对整体道床的维修养护也会造成较大影响.因此,.freel+32m+32m+17.275m,采用单箱单室箱梁截面.梁顶、底板厚0.20m,标准段腹板厚0.35m,加厚段腹板厚0.60m,桥面顶板悬臂长2m;混凝土等级为C50,弹性模量取3.55×104MPa;预应力钢绞线采用直径为Φj15.20mm高强低松弛预应力钢绞线(GB/T5224-1995标准),标准强度fpk=186
3、0MPa,弹性模量Ep=195GPa,张拉控制应力σcon=0.75fpk=1395MPa;普通钢筋采用Φ-Ⅰ、Φ-Ⅱ级.桥梁施工采用满布支架现场浇注混凝土的施工方法.1.2试验方法实桥时效变形观测采用相对高程差法和应变观测法.相对高程差法通过观测点与基点(支座点)之间相对高差的长期观测,可直接得出桥梁上拱度或挠度的变化规律,从而预测最终时效变形值,其方法原理简单,试验结果直观.应变观测法通过预埋在选定截面梁体内的VCE-4200型振弦式内埋应变计及配套的数据采集仪,监测梁体混凝土应变随时间的发展变化,其结
4、果可反应截面变形及应力重分布等变化情况.应变观测截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,测点YB1、YB2、YB3、YB4及高差法观测点GC1、GC2如图1所示.试验观测时间从预应力筋张拉后开始,历时约1a.数据处理时分别取顶板、底板应变及高差平均值.1.3试验结果分析(1)相对高差法测量时效上拱度在连续梁的各跨支座及跨中处分别布设水准点,每一截面位置分别在箱梁顶板两端设两个水准点,用两点的相对高差平均值代表该截面的上拱度值.整联连续梁中32m跨跨中的上拱度最大,其观测值如图2所示.张拉预应力筋后的短时间内,箱梁底板受预应力作用产
5、生很大的弹性压缩变形,而顶板出现快速的上拱,因此观测曲线形成突变.随后的2~3个月内,由于混凝土的收缩徐变发展迅速,使梁体上拱度增加较快.同时,因预应力的损失,使预应力对梁体产生的反拱弯矩有所减小,当收缩徐变产生的上拱度增量小于预应力损失产生的上拱度减少量时,曲线出现短暂的下凹段(30~60d).随着施工进度发展,轻轨高架桥上增加了二期恒载的作用,东西两跨32m梁跨中的上拱度变化曲线出现了第二次下凹段,反拱变形有所减小.预应力筋张拉后3个月左右,预应力损失已趋于稳定,混凝土收缩徐变继续缓慢发展,梁体上拱度有
6、少量的增加,约1a左右上拱度趋于稳定,其值约在14mm附近变化,但变化幅度很小.在张拉后的2~12个月内,上拱度的增量维持在8mm左右,如果在此段时间内安装轨道扣件,桥梁后期变形增量可满足扣件调节量要求1.(2)应变观测混凝土微应变ε(受压为正,受拉为负)总体上呈增长趋势,这与混凝土徐变现象大体一致.但试验过程中预应力混凝土梁体受到自重、二期恒载、混凝土收缩徐变、预应力作用及环境变化等因素共同作用,所测得的微应变变化规律与单纯的混凝土徐变应变变化规律不同.在张拉后的一段时间内,预应力的时效损失没有混凝土徐变
7、增长快,应变呈单一增长趋势,其后的变化与高差观测法中的实验结果相似.由于徐变增长速度减慢及预应力时效损失继续的发展、二期恒载的施加,应变曲线在增长的过程中先后出现两次微小下凹,最终趋于稳定,见图3.对同一截面不同高度的两个应变观测点而言,其应变差变化规律如图4所示.应变差是梁体宏观挠曲或上拱的曲率表现,受时效因素的影响,应变差也呈增长趋势,由于张拉初期各时效因素综合作用复杂,观测值有一定的离散性,但变化过程中的小范围波动不影响试验的最终目的.跨中截面Ⅱ应变差增长范围为428×10-6~595×10-6,左右
8、支座截面Ⅰ、Ⅲ的增长值分别为55×10-6和70×10-6,各截面曲率随时间增大,并随徐变增长的稳定而收敛.2连续梁时效变形计算分析2.1后期变形的规范计算方法现有资料对梁体后期变形的研究和计算主要侧重考虑徐变效应.在应力不变条件下,结构在t时刻的徐变变形Δkp与弹性变形δkp成线性关系3,即式中,φ(t,τ)为徐变系数,其中t和τ分别为计算龄期和加载龄期,d.对于高强混凝土徐变系数的确定,国内规范尚未明确规定,
