連續(xù)梁橋懸臂施工階段的應力監(jiān)測分析

連續(xù)梁橋懸臂施工階段的應力監(jiān)測分析隨著我國高速大路建設的蓬勃進展，我國橋梁建設進入了前所未有的高潮時期，預應力混凝土連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)橋是目前橋梁工程中應用最廣泛的橋型，通常采納平衡懸臂方法施工。

本文通過全面綜合分析我國預應力混凝土連續(xù)梁橋施工階段的應力分析理論和試驗討論現(xiàn)狀，以淮安市天津路大橋的施工監(jiān)測試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，對預應力混凝土連續(xù)梁橋進行了施工階段的應力分析，得出了箱梁懸臂施工階段較為具體的應力變化規(guī)律，對該類橋梁的設計和施工有肯定的參考價值。

1.工程概況

淮安市天津路大橋主橋部分為(76.5+143+76.5)m三跨預應力混凝土變截面連續(xù)梁橋，-主橋箱梁采納直腹板式的雙箱單室結(jié)構(gòu)。箱梁根部梁高8.2m，跨中梁高3.0m，箱梁高度從距橋墩中心2.5m處到合龍段處按1.5次拋物線變化。主橋各塊段采納掛籃對稱懸臂澆筑施工，施工流程為：移動（架設）掛籃一綁扎鋼筋一澆筑混凝土一張拉各種預應力筋一移動（架設）掛籃，循環(huán)以上步驟直至合龍，合龍挨次是先進行邊跨合龍，然后拆除主墩臨時錨固，再進行中跨合龍。

2.結(jié)構(gòu)分析模型的建立

2.1結(jié)構(gòu)單元的劃分

依據(jù)設計，主橋左右幅對稱，因此僅對右幅進行模擬，基于有限單元法，將全橋簡化為平面桿系結(jié)構(gòu)?？紤]0號塊橫隔板的影響，故將0號塊每個橫隔板單獨的作為一個單元，并且在橋墩處將0號塊分開，這樣每個橋墩0號處分為6個單元；將懸臂部分根據(jù)設計的19個塊段分為19個單元，其次中跨合龍段分為2個單元，每個邊跨合龍段為一個單元；將主橋兩端的橋臺段分別分為3個單元，總共6個單元；這樣主橋總共劃分了108個單元，本次計算用Midas/Civil進行分析，全橋模型見圖1。

2.2模型簡化

本次計算分析過程中，進行以下簡化：

(1)建模時只考慮各施工段的截面外形，忽視一般構(gòu)造鋼筋、預埋件等對截面的影響，計入預應力孔道對截面的影響，忽視合龍段的橫隔板作用；

(2)建模時假設0號塊梁底直接作用在剛性平面上，而不模擬橋墩；

(3)忽視橋梁主橋部分縱坡和橫坡的影響，橋梁橫截面高度采納主梁中心線處的截面高度，左右對稱模擬。

2.3邊界條件及計算參數(shù)

在懸臂過程中存在著結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，橋梁結(jié)構(gòu)的邊界條件在施工過程中會發(fā)生變化。在邊跨合龍前，12號和13號墩與懸臂澆筑的梁段形成靜定的T形結(jié)構(gòu)，此時，兩墩的約束均為固接。當中跨合龍后，將l3號墩改為雙向鉸接，其他橋墩都改為單向鉸接。梁體混凝土標號為C50，彈性模量為3.45GPa，泊松比為0.2，混凝土比重y=25000kN/m3。頂板縱向預應力鋼筋采納標準強度級別1860MPa，公稱直徑為15.2mm高強度低松弛鋼絞線，彈性模量為195GPa，泊松比取0.3。鋼絞線松弛損失為掌握應力的3.5%，管道摩阻系數(shù)為0.16，偏差系數(shù)為0.0015，錨具回縮取6mm。

3.掌握界面的選取及數(shù)據(jù)采集方法

3.1掌握點的布置

在懸臂施工過程中，懸臂根部所受的彎矩最大，所以必需要進行監(jiān)測此處的應力；通過計算可以看出，1/2懸臂處的受力也具有典型的代表意義，所以還對1/2懸臂處的應力進行監(jiān)測。掌握截面布置圖見圖2，每個截面掌握點的布置見圖3。

3.2數(shù)據(jù)采集

本次監(jiān)測應變數(shù)據(jù)采集采納JMZX-2023綜合測試儀，根據(jù)以下原則進行：(1)測量時間掌握在早上7點之前完成；(2)張拉預應力鋼筋前測量一次；(3)張拉預應力鋼筋后和移動掛籃前測量一次；(4)移動掛籃后測量一次；(5)澆筑混凝土前后各測量一次。

3.3實測結(jié)果處理

根據(jù)上面的原則采集完畢后，用一個工況后測得的應變值減去這個工況前測得的應變值，便得到這個施工工況產(chǎn)生的應變值，再由試驗室測得的混凝土彈性模量，根據(jù)式(1)計算便得到監(jiān)測截面在這個工況施工過程中產(chǎn)生的應力，然后再累計相加，得出累計應力。

σ=E×ε(1)

其中，σ為混凝土的應力；E為混凝土的彈性模量；ε為混凝土的應變。

4.結(jié)果分析

鑒于篇幅緣由，本文只給出根部截面的測量結(jié)果和理論結(jié)果的對比，見圖4，圖5，其中，“+”為拉應力，“-”為壓應力。

通過圖4，圖5對比可以看出，根部截面的計算應力值和實測應力值有所差異，實測應力值要略大于計算應力值，但是兩者的變化規(guī)律和變化趨勢相同：變化規(guī)律都是在張拉預應力鋼筋工況過程中，壓應力增大，在移動掛籃和澆筑混凝土兩個工況過程中，壓應力略微減小，但是總的變化趨勢都是隨著懸臂的伸長不斷增大，且最大值均小于容許壓應力值。

5.結(jié)語

(1)本次實測應力值和計算應力值吻合的很好，且變化規(guī)律相同，變化趨勢全都，說明本次應力監(jiān)測是勝利的，本次模型計