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1、http://www.paper.edu.cn景鹰高速乐安河大桥施工控制的应力分析钮佳玮，戴玉明华东交通大学土木建筑学院，南昌(330013)E-mail：newjiawei@163.com摘要：在乐安河大桥仿真计算的基础上，介绍了混凝土连续梁桥施工过程中应力监测的情况,并就如何从实测应变中剔除温度影响和混凝土收缩、徐变影响,进而求得结构内部的实际应力进行了有益的探索。关键词：连续梁桥，应变分离，施工控制1．引言乐安河大桥是景鹰高速公路C3标段一座特大桥，大桥全长1208米，设计为双向四车道，设计荷载为公路I级。主孔一联为300米（45m+3×70m+45m），设计为变截面三向预应力混凝土连
2、续箱梁，横断面为单箱单室。单箱顶面宽度为13.5m，底面宽度为6.5m，翼缘板悬臂长3.5m，悬臂端部厚55cm。支点处梁高4.3m，跨中梁高2.0m。梁高从跨中至距主墩中心1.25m处按二次抛物线变化。箱梁顶板设置横向和纵向预应力、腹板设竖向预应力，底板跨中设置纵向预应力。主桥采用挂篮悬臂现浇对称施工，按照从边跨向中跨合拢的施工方法进行结构体系转换。单幅桥共有96个梁段，其中采用落地支架现浇的梁段有10个,合拢梁段10个,挂篮[4]式平衡悬臂现浇施工的梁段76个。采用桥梁博士V3.0对乐安河大桥建立结构模型，模拟实际施工过程。全桥共分187个单元，1～157为桥面单元，158～187为桥墩
3、单元，共分72个施工阶段，结构计算模型如图1：图1乐安河大桥计算模型2．乐安河大桥施工过程的应变测试方案2.1应变数据的获取方法应变监测采用埋入式混凝土钢弦应变计和配套的综合测试仪作为应变观测仪器。在获取应变数据时要充分考虑钢弦传感器的安装误差、调零误差、混凝土弹性模量误差、混凝土应变滞后误差和温度应变造成的误差。2.2测试断面的选择经过对结构的计算分析可知,支座附近截面、1/4跨度截面及跨中截面的受力情况较典型,[4]本文选择支座截面处的应变数据来进行分析。2.3测点布置由于支座处截面既布置了应变—温度复合型传感器又布置了温度传感器，有利于了解结构的温度场分布，因此本文选择支座处截面的监测
4、数据进行分析。支座处截面测点布置如图2所示：-1-http://www.paper.edu.cn左侧传感器导0#块传感器布置安装截面图右侧传感器导线伸出位子线伸出位子温度应力复合型传感器温度传感器图2乐安河大桥测点布置3．应力计算原理3.1应力计算的基本原理在获取各测点应变值后，再利用实验室测得的混凝土弹性模量，根据材料力学应变—应力关系，计算出混凝土的应力σ=E×ε式中,σ为混凝土应力;E为混凝土的弹性模量;ε为混凝土应变。由于现浇法施工在浇筑混凝土之前须将钢弦传感器埋入结构内,现浇混凝土的收缩和徐变将在应力的测试过程中逐步发生,由于收缩、徐变、温度等效应的作用,使得钢弦传感器的非受力应变
5、增加，实际传感器测得的应变是总应变，可以用下式表示：ε总应变=ε荷载+ε徐变+ε自身+ε温度+ε收缩+ε湿度式中,ε荷载为荷载引起的弹性应变；ε徐变为相应的徐变应变；ε自身为混凝土自身体积应变；ε温度为自由温度应变；ε收缩为混凝土收缩应变；ε湿度为湿度引起的应变。上述6项应变中除[3]ε荷载是直接应变外,其它每一项都含有自由应变及产生应力的约束应变。而应力监控需要的是第1项及后5项中的约束应变,因此后5项中的自由应变是需要分离的。3.2应变分离与修正由于测试得到的应变是几种应变的总和,并且它们之间相互影响、相互制约,因此,从整体上扣除自由应变的影响是很困难的。为了简便计算,本文数据处理的方法
6、是:根据混凝土的收缩、徐变理论,结合施工现场的实际情况,选择出适合于本次应力监测的理论分析方法,分别计算出混凝土的收缩、徐变对结构应变变化的影响,并根据实际温度场进行温度影响分析,然后从实测应变中扣除温度影响和混凝土收缩、徐变的影响,最后获得结构中因外荷载变化而产[2]生的实际应变值。3.2.1温度修正桥梁结构的温度荷载是一个随时间变化的函数，温度分布在几何上也呈多维性的特点，[1]所以难以掌握温差的实际分布，每次应变监测也不可能严格剔除自由温度应变的影响。因此在监测过程中采取了回避与修正温度影响相结合的办法，即关键工况（如立模阶段和张拉阶段）尽量回避温度影响，其他工况施工，在无法回避温度影
7、响时，则以修正其影响为主。温度变化时,如果混凝土无约束自由伸展,埋入其中的振弦应变计将会随同变形。由于温度的影响(尽管结构外载没有改变),钢弦丝的应变和自振频率均将发生改变，因此也必须进行修正。修正公式如下：ε修=ε-（T-T0）（F-F0）式中：ε修为修正后应变；ε为实测应变。-2-http://www.paper.edu.cnT为实测温度；T0为基准温度。F为结构热膨胀系数，本文中取F=10µε/℃。F0
