基于新型应变传感器的某桥施工应变监测.pdf

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1、陆立新：基于新型应变传感器的某桥施工应变监测81基于新型应变传感器的某桥施工应变监测陆立新(上海瀚联建筑设计咨询有限公司．上海200083)【摘要】利用混凝土的压敏性能制备了一种新型应变传感器，用其对某混凝土连续刚构桥进行了施工阶段关键截面应变监测。结果表明此种新型应变传感器可用于桥梁结构受压区的应变监测。【关键词】压敏；健康监测；桥梁【中图分类号】TU755【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2011)04—0081—03桥梁结构由于服役环境恶劣及荷载情况复杂，腐设方式，在相同位置处还布设了已经被广泛采用的光蚀和长期疲劳损伤等严重危害桥梁结构的安全

2、。桥梁纤光栅应变传感器。利用新型压敏传感器对不同施工结构的健康监测系统急需一种可靠度高、耐久性好并阶段的应变状况进行监测，并和光纤光栅应变传感器且价格较低可大量布设的传感器。智能混凝土作为一的监测结果进行了对比，结果表明新型压敏传感器是种新型的智能材料近年来受到越来越多的研究，其电一种精度较高，可用于工程实用的应变传感器。阻率与应变具有线性的对应关系，因此可实现应变自1桥梁简介及计算分析监测。基于智能混凝土制作的新型压敏传感器作该桥全桥长1039m。是三向预应力混凝土连续刚为一种水泥基复合材料，与混凝土结构具有天然的相构桥，单箱单室截面。上部构造为110．5+2

3、10+容性、协调性和同步工作性，可满足结构长期健康监测110．5m连续刚构桥+15X40m简支梁，下部构造为柱的需要。利用新型压敏传感器对实际工程结构进行健式墩、桩基础。连续钢构上部采用预应力混凝土箱梁。康监测的研究还未见报道，本文进行了初步的探索研主梁采用单箱单室，箱顶宽12．5m，箱底宽6．0m，单侧究。本文首先建立了某桥的有限元模型，根据受力分悬臂宽度3．25m。箱梁采用55号混凝土。箱梁采用析结果和新型压敏传感器特点确定了布设位置和布了三向预应力结构。II@④@@@l@l@l@l@①K￡)0⑦K三)ololo④@⑨④@@⑨II一I一L—一-__—————

4、J———。一J—L—一图l桥体结构及梁段分布示意图图2箱粱底板在合拢前和合拢后沿桥长方向的应力分布桥梁整体结构如图1所示。主梁箱梁从桥墩至如下：挂篮安装移动就位一浇筑梁段混凝土一张拉预跨中分为23个梁段。施工时从各桥墩处按从0号块应力钢束一解除挂篮锚固并移动至下一梁段一重复一23号块的顺序采用挂篮对称悬臂浇筑，其阶段工艺上述过程。82低温建筑技术2011年第4期(总第154期)使用ANSYS通用有限元程序对本桥进行结构分始值校正。压敏传感器所测的应变值即由所测工况的析。模型采用适于模拟变截面梁的BEAM44单元模电阻率经温度补偿后与初始电阻率比较得到电阻率拟主桥

5、的梁和墩，预应力的模拟采用等效力方法。采变化率，再经由灵敏度系数转换得到应变值。用ANSYS生死单元技术模拟施工过程，得到施工过程3监测结果与分析中应力沿着桥长方向的分布情况，如图2所示。箱梁采用挂篮对称悬臂浇筑，按照移篮一浇筑一从图中不难看出，在施工整个过程中，悬臂段根部张拉一移篮的顺序从桥墩处的0号块往跨中的23号的0号块应力水平最高。因此，我们选择桥墩附近的块施工。因此基本的测试工况为每个梁段的混凝土浇0号块和靠近合拢处的23号块作为监测点，分别命名筑及张拉纵向预应力钢束。为A—A截面(A组传感器)和B—B截面(B组传感由于实际情况约束，本文只对部分工况应

6、变状态器)，如图3所示。进行监测。A组传感器的测试工况有1号块浇筑混凝土、1号块张拉纵向预应力钢束、23号块浇筑混凝土和—、／，一—＼——一23号块张拉纵向预应力钢束。由图1可以知道浇筑梁段混凝土将对A组传感器施加压应变，而张拉纵向B—B预应力钢束则会对A组传感器施加拉应变。B组传感·智能混凝土传感器器的测试工况有23号块浇筑混凝土及张拉纵向预应‘J·光纤光栅传感器力钢束。其中23号块浇筑混凝土对B组传感器有一。温度传感器A—A定的拉力作用，而张拉预应力钢束则对其施加压应变。图3传感器布设示意图表l为A组传感器测得的0号块箱梁底部各工况2传感器布设及测试系统下的

7、应变状态(负值表示压应变)，括弧内值为同位置处光纤光栅应变传感器的测值。由表1知看到，1号截面A—A处于负弯矩区，箱梁的顶板受拉，底板受压，因此将压敏传感器布设于箱梁的底部如图3所块梁段浇筑完混凝土后，在0号块底部产生300—400示，传感器按照从左往右的顺序编号为l一5。大桥为多个微应变的压缩变形。在箱梁底板的中心处测得的东西跨向，并且由于梁的高度较高，梁截面两侧腹板在压应变值达到700多个微应变。1号块张拉纵向预应日光照射下温度差别很大，梁截面内温度场复杂，因此力钢束后，各传感器减小了20个左右的微应变。3号在梁底板两端传感器1和传感器5处分别布设了两个传感

8、器虽然测值偏大，但其张拉