混凝土支撑轴力计算方法.doc

《混凝土支撑轴力计算方法.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、混凝土支撑轴力监测范本   1工程概况     该工程包括盾构始发井兼轨排井及后明挖段，设计为1～3跨的闭合框架结构，其中盾构始发井基坑开挖深度约为18.9m，明挖段基坑开挖深度约17.5m；基坑深度范围内大部分为砂层，以淤泥质粉细砂层为主，基坑底部几乎全部位于淤泥质粉细砂层。基坑设计采用800mm厚的地下连续墙+内支撑的围护结构体系。内支撑采用3道支撑体系，第一道为具有一定刚度的冠梁，第二、三道为Ф600、t=14的钢管，在灌梁和斜撑上共埋设13个钢筋混凝土支撑轴力监测点。基坑监测点平面位置见图1。     由于基坑开挖深度较大且附近有一级公路高架

2、桥和铁路双线桥，属于一级基坑，必须通过监测随时掌握土层和支护结构的内力变化情况，将监测数据与设计预估值进行分析对比，以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期值，以确定优化下一步施工参数，以此达到信息化施工的目的，确保工程安全。 2轴力监测的原理     对于混凝土支撑，目前实际工程采用较多的是钢弦式应力计方法测量钢筋的应力，其基本原理是利用振动频率与其应力之间的关系建立的。受力后，钢筋两端固定点的距离发生变化，钢弦的振动频率也发生变化，根据所测得的钢弦振动频率变化即可求得弦内应力的变化值。其计算公式如下：     Pg＝K(  )+b       

3、                   ⑴     Pg 平均=(P1+P2+P3+P4+…+Pn)/n     ⑵     δg=Pg 平均/Sg                                   ⑶     P混凝土=δg·S混凝土·E混凝土/Eg             ⑷式中Pg———钢筋计轴力；Pg 平均———钢筋计荷载平均值；δg———钢筋计应力值；Sg———钢筋计截面积；P混凝土———混凝土桩荷载值；E混凝土———混凝土弹性模量；Eg———钢筋弹性模量；S混凝土———混凝土桩横截面积。     在监测中由于内外部温差变化

4、以及混凝土徐变特性会使钢筋应力计产生一定的伸缩变形，引起其自振动频率变化，因此必须采取必要的修正参数进行温差改正，以提高监测结果的可靠性。 3 监测方案3.1 测点的布置     本工程混凝土支撑设计强度等级为C30，弯曲抗压强度为16MPa，抗拉力为1.75MPa，采用钢弦式钢筋计进行轴力监测。监测点位埋设在混凝土支撑中部位置，应力计安装位置如图2所示，分别对应所在的支撑编号后加编1、2、3、4予以区分。3.2 监测方法和要求     由于混凝土初期浇筑会产生水化热，为了减少温度的影响，在混凝土浇筑24h以后进行量测，在以后的几天内混凝土散热渐次进

5、行，可认为混凝土的收缩是产生应力计中应力的主要来源。现场条件下，为了控制无外荷条件，在混凝土浇筑后4~7d内，未进行挖土的条件下，连续测得应力计读数与时间的关系，读得应力计读数基本稳定时的值，作为修正后应力计值，以此作为初始值进行应力量测。3.3 支撑轴力测试与计算     支撑轴力的测试是了解围护结构受力特性、监测结构物安全性的重要依据。在监测过程中首先通过采集钢筋计的读数，按照上述公式编制相应的程序进行轴力结果自动计算，然后在支撑浇筑初期计入混凝土龄期对弹性模量的影响。在室外温度变化幅度较大的季节，通过相应的温度改正，避免暴冷暴热温差对测试结果的

6、干扰影响测试精度。图3是部分支撑轴力测试值随时间的变化曲线图。     总的来看，从6月初期基坑开挖施工开始，随着基坑逐步分区域开挖的进行与开挖深度的加大，支撑结构的支撑轴力逐渐加大，到8月底开挖至坑底时，支撑轴力逐渐趋于稳定。图3中盾构始发井和轨排井所在区域的监测点E101最终支撑轴力接近8500kN，E102最终支撑轴力接近7000kN，E103最终支撑轴力接近6500kN，E104最终支撑轴力接近6000kN，E105最终支撑轴力接近5500kN，E106最终支撑轴力接近5000kN，都远远大于其所在混凝土支撑设计值1600kN，明挖段的监测点

7、E107、E108、E109最终支撑轴力接近3000kN，也都远远大于设计值1100kN的2倍。E103和E104、E105和E106等两个位置相邻的测点监测结果曲线基本一致，所有的混凝土支撑曲线形状基本类似，只是处于盾构始发井钢筋混凝土支撑的最终轴力比明挖段的最终轴力大，可以认为是由于开挖深度不同导致。4监测数据分析4.1 监测数据异常分析     监测初期，E104、E105和E106测点的支撑轴力实测值为负值，随开挖深度的加大，支撑轴力由负变正，即由理论上的轴向拉力变为轴向压。出现负值的原因，笔者认为是埋设在支撑上的钢筋计、应变计等元件所测到的

8、钢筋或混凝土应力并非全部是由荷载产生的，还有多种非荷载因素产生的附加应力，而引起非荷载应力的主要原因有混凝土