大跨度预应力混凝土桥梁施工应力监测中的几个问题

谨大跨度预应力窜混凝土桥梁施婶工应力

葵监测中的几个微问题

胡鹅

蒸一、前言

仇近几年，梅x滋x连院鹊承担了十余座芒大跨度预应力促混凝土桥梁施疲工应力监测任楼务。有斜拉桥厦、连续梁及刚状构等多种桥式悔。在完成合同琴规定任务的同妥时，为了提高白测试质量还做楚了不少的试验紧和探讨。根据凉对混凝土桥梁愚施工应力的观稿测，发现目前核还有些问题没脏有很好的解决双，及时总结经覆验教训，不断量地提高测试质续量，是当前桥逮梁建设发展的俗需要。

储随着桥梁事业夕的发展，预应即力混凝土桥梁油得到广泛应用过，不同桥式的惜预应力混凝土逐桥梁在不断兴使建，跨度逐步虚加大，结构也产向薄壁轻型发截展，悬臂施工白中不安全因素债随之增大。为贷了避免安装应线力失控，有更莫多的桥梁对施洞工进行监控，呀对施工应力测北试也提出了更怎高的要求。现勒在施工应力测厅试技术远远跟摊不上桥梁工程肯发展的需要貌。惹

缺本文在总结多浆年来大跨度预扑应力混凝土桥浓梁施工应力测该试的基础上，堤针对当前测试孝存在的问题，边谈谈提高测试夸精度、确保测良试质量的具体钓方法。

猪二、提高测试娃质见的探讨

请混凝土为非匀野质材料，除受寨力变形外还有床多种因素同样陡引起变形。目强前对混凝土应杏力直接测试尚废无完善的方法猴，仍是通过应葛变量测再进行贤换算，由于多浅种变形的掺入锦，使得测试工读作变得十分复泽杂闲。册

码温度对桥梁结织构影响很明显脖可分两个方面只，一是结构随野温度变化发生马变形，即热胀浸冷缩；另外由凤日照等原因引抱起结构温差，氧温差对结构影谅响大，也很复弱杂。

权湿度对混凝土练结构影响也比姻较明显，近来爪采用泵送混凝注土，由于水和轿水泥用量的增美多，于缩变形哲也随之变大。

讽混凝土自身体爷积变化是由内宅部胶凝材料的衔水化作用引起愈的变形，对结攀构有影响，但越不太明显。

气徐变是混凝土堂特性之一，在并荷载不变情况罩下，变形在不项断增加。它对婆结构受力影响雪明显，也很复强杂沙。搅

僵关于混凝土变私形总起来可归劳纳为两类：一饶类是混凝土受削力变形，包括停荷载弹性变形少、徐变变形及影温差引起的变沙形；另一类为储体积变形，是客指混凝土温度备变形、湿度变让形及自身体积未变形等。可用冠下式表示：

肆ε友总践=兴ε偿受俭力今+僵ε听体企积阀=反(旅ε徒何墨载增+蹄ε撑徐岂变冒+死ε佩温啊差臂)+昂(缝ε坑温旗+踏ε己湿形+把ε苍自阀)

书施工应力测试眼就是将观测部烘位在不同工况奥下由荷载引起材弹性应变。荷锹载量测出来，珍用下式换算出享应力

圆σ矛荷咸=帅E嫩ε色荷载

抗式中揉，绒E晓为弹性模量。

苗而应变测值包灾括了上述两类巧变形。为了得蔽到较准确的荷康载应变，多年指来一直研究如小何把其他应变槽从测值中分离届出来。

响1昌．体积变形补携偿方法的试验

汪水工大坝的监戴测一直采用双执壁筒式无应力桃计，它由双层蛙铁皮筒和填在刘中间的软材料得构成，见浊图祖1哈。它可以消除趁荷载引起的变红形。测值仅是沈混凝土体积变构形，用来补偿贯大坝混凝土体败积变形。

勤7畜0宜年代在九江长纺江大桥的沉井督试验中曾用这秋种无应力计。形在沉井尚未下齿沉时经观测就写发现无应力计禁的温度与应变辞计不一致。湿秆度相差更大，肯当井壁混凝土葛于缩泄达观20党0廉～胡30粮0挡微应变时，而遗无应力计只有街数十个微应变症，沉井下沉后另，由于井壁浸姓水膨胀，差距斥才逐渐减小。

恼据分析由于简畜内混凝土周围旬有铁皮和软材期料包围。影响值热传导和水分筒散发，使箱内畅外混凝土在温脸度和湿度方面羡都出现了差异掏。

瞎为了进一步验渗证还制作了混粘凝土试块，同蜂时埋设工作应班变计和无应力采计。试块灌注倾后养生期间就傲发现二者逐渐锋产生了差别，稿随着龄期增长疾差别越来越大王。此时的试块泳没有受力，应依变计测值也应幻和无应力计一瞎样都是体积变困形，二者不一偏致，证明筒式桥无应力起不到盼补偿作用。后饥来还试用过尺返寸不同的混凝值土块，内设同村一型号的应变叼计，作为补偿榜块。补偿块与拜结构上对应的思混凝土同时灌戚注，同样养生壮，测试时将补纵偿块放在观测学的部位，尽量妹保持同样的条积件。但由于补赠偿块体积小，踩界面多，热传沿导及水分散发尖比较快，后来仿也发现补偿块采内的温度和湿宋度与结构之间旋存在较大的差虎别。同样起不介到良好的补偿拦作用。

舰以上教训使我结们认识到无应容力计补偿效果财好坏取决于在青温度和湿度方臂面能否与工作祥应变计保持同贞步，为此我们乱将筒式无应力诉计改为半筒式膊，见晨图吃2丰。

够为了试验这种堪无应力计补偿碧效果，曾制作院大型混凝土试优块，里面埋设丈几种尺寸不同僻的半筒式无应拳力计及对应的慰工作应变计手（表DI-10岔0励），见股图领3脱。将试块放在郊露天和水下分那别进行较长时拐间的观测，然所后将试块放在它压力机加载验阅证无应力计对告荷载隔离效果股。

呜图杯4青为试块中一种质无应力计与应丙变计在日照下真观测丸的犹"绣应舍变费-训时间女曲页?quot祝;贩和野"猫温度一时间曲欢线榜"资。素图垃5懒是试块在水中疯观测的无应力坡计及应变计嗓的察"赞应然变郑-况时间曲暖线管"掘和野"秆温调度凭-杂时间曲题线踪"渡。绞图刮6呆是试块在压力火机加载时饭的页"初应约变食-蜻荷载曲芒线玩"滴。从观测曲线什可以看出，尤教应力计不论在父日照下和水中拼，它与应变计谋在应变和温度颜方面基本上是严同步的，隔离贸荷载效果也很凳好，试验证明愿半筒式无应力虏计有较好的补丙偿效果。

泳此后一直使用掩这种无应力计宵，据几座桥的嘉实测数据看，两补偿效果是令扫人满意的。

币有些桥梁在横题向未设预应力盾，还可采用贩图袍7艳所示补偿形式搅，在垂直方向狼安装同样的应障变计，其测值纤经过泊桑比的松换算，同样可码进行补偿。这阳种补偿形式安把装方便，不需籍其他设备，从匆使用效果看也肢很好。

尤上述两种补偿耽形式，要达到乘预期的补偿效诉果，还有几点耀应弓愧注意。嘉一是要设法将杰补偿和工作的魄两个应变计埋中设距混凝土表智面同等，只有痛这样才能使两嫁者在温度和湿仁度保持同步；俗二是无应力计宪和应变计应选缘择温度场相同式或接近的位置些进行埋设；三纸是工作和补偿中的两个应变计限必须同一型号梨、同批生产。徒如果两者主要认参数相同或相欠近补偿效果会篇更好。

轨2缘．减少温差及督徐变影响的措题施

件桥梁结构的温源差多来自日照表，气温骤降也假能形成温差。伐根据观测，日茶照引起的梁顶另与梁底温差可助达京1近7恒～紫1彼9汤℃尊。它能使某些掩部位产生相当雷大的温度应力矿。也可能使施污工中悬臂端产找生较大的变位回。具体与结构肤本身力学特性塑及周围约束有性关。由于日照让引起的温度场宇本身又是随机友变量。所以温桶差给结构带来举影响相当复杂兔。多

跳减少温差影响偿有效方法是早怜晨日出之前进壤行量测。日照涌形成的温差经哥过一夜基本上缠趋于平稳。只裤有封闭箱内外够有温差，但影幻响不大。早晨邻不但是梁的各商部位温差最小弄，而且全桥的挥各部分温差也洗最小。因此早粱晨日出之前进海行量测是消除密温差影响有效翅的方法。

虏混凝土徐变变玩形受多种因素彩影响，比较复速杂。其中徐变垂变形大小与加伟载龄期长短有怒关。减少徐变塞的影响，可采脂用加密量测次干数，取每次加交载前后相对值吸累计办法，有贸一定效果臣。盼霞悬臂施工中每抱浇筑（或拼装序）一个梁段需窜要一定时间，桐测试可将其中肚几个荷载变化抛比较大的工序涨选出来。如移截挂篮、绑钢筋喂、浇混凝土、迹张拉预应力等室，在这些工序茧进行前后分别表进行量测，取盗前后差值叠加字累积。这样虽远然不可能将徐强变影响完全分凤离出去，但总亲可以减少一部益分误差。

出三、关于测试晌元件的选用

待大跨度混凝土衡桥梁施工应力劫测试有不少条兼件限制和一定黎的困难，因此罗对测试元件要品求也很高。云一貌,上测试时间较长赶，一般在一年烦左右，有些还血要长，要求测能试元件长期稳鸡定性好；毫二微,们荷载增减频繁博，但每次变化漫量不一定很大崖，因此要求测紧试元件灵敏度沙要高；三、桥冈梁多为薄壁结粪构，钢筋密又灰没有预应力，刑元件埋设困难俩，元件体积尽轨可能小，构造尿简单，不易损巡坏；四、测点疫比较分散，电收线、电缆分散考在桥面上，由班于施工干扰碰透伤砸断经常发猴生，因此元件车最好有较强的歼适应性坦。怀

晒根据上述要求陈，以前多使用嗓电阻差动式漆（躲D忍I泊一佣10全0企）应变计，它缠在灵敏度和长剑期稳定性方面纳都能满足要求衔。体积小安装甘埋设也比较方础便，但它是利丹用绢"防电阻变排化喜"息的原理做成的杠传感器，容易筹受温度的影响逃，除元件本身洋受温度影响需是随时修正外，由其电缆及接头振的变化也给测滤值造成波动。尺本来混凝土结魔构的测试就很岛复杂，再加上足元件本身易受织外来干扰，更被增加测试工作遣的困难。

叫后改用振弦式食应变计，它在枝长期稳定和灵喂敏度方面同样役能满足要求，维另外它是通过洪振频变化转换代数据的，从构木造看钢弦和外痕壳同样是钢质烈，热膨胀系数烦基本一致，因闯此对温度变化盒不敏感，对导生线要求也不高辰。改用振弦式烈元件后不但整洲理数据简单省巨事，而且从测燕试结果看规律谜性也好。

开但振弦式元件京目前还没有统剖一标准，生产进厂家多是地方前小厂，其中的膊关键是对钢弦雪的处理。如处嚷理不到位，在洪长期测试中易币于松弛，造成青零点飘移，给敏数据分析带来握麻烦。使用前揉最好提前半年款购置，然后观帮测零点稳定情岛况。另外还要妙选择少数进行涂重标定，校核妈厂家的标定曲效线。

总目前振弦式应疑变计外壳多用奴钢管，有的钢宏管壁厚，使用印前应检查应变痛计本身的刚度蛋，如大于同截壤面混凝土刚度链时，还要通过沉试验找出两者婆刚度比对测值受进行修正。

浙振弦式应变计蓄因构造关系，肠对拉应力测试搜误差大，当观灭测部位有拉应盐力出现时，应学改用其他测试毫元件。

辆四、关于测试比中几个应注意晓的问题

炮（绸1撇）施工应力监响测涉及到的资滔料和数据很多拢。除设计资料萌外，施工方面换也很多，如施纽工工艺、施工锈方案、施工组允织设计及挂篮乌、模板有关数国据。桥上主要悠施工机具设备歪的重量及其他歉施工荷载等。劣事前应认真收敬集、仔细调查产。

无对结构进行理卧论分析计算十币分必要。测试虹应根据需要建钩立自己的计算价系统。事先对度观测部位在各季种工况下的应役力状态进行分腐析和计算，做摆到心中有数负。朵

翼（案2棕）应变计安装和要经历混凝土廊浇注、振捣及辣混凝土硬化等词过程。尤其是驴混凝土硬化是滤一个很复杂的沙变化过程，有息水化热温升和室自身体积的收润缩。由于温度眼场及于缩变化吨不均，往往造德成残余应力会烟影响应变计，薪造成读数波动晃大也不稳定。恩为了确定测点鄙初始值，混凝夫土浇注后应当你跟踪观测，以环稳定后的测值压作为初始值。旅有些测点需较宗长时间才能稳阳定，又要配合脏施工进行量测配，对这部分测禁点，当发现数歉据有明显不合顷理时，可以进符行适当调整。

敢（哨3掩）大跨度桥梁尼施工过程中，嫌不可避免会出渠现一些问题，金有时会打乱正勾常施工顺序，介施工荷载也会哭变化，测试时昌应注意变化，特并作好记录。西不少变化将直壶接影响测试结移果。

露另外测试中发携现个别测点异暑常，应及时检雄查，发现干扰音尽快排除。根像据经验，当测淡点附近停放施皂工机具材料或残因上面有积水咽，也会给测试离结果带来影响绢。

球（贩4慧）对能反映结微构工作特性应辨力比较集中的回测试部位，应逼适当多设元件辛，以防安装或稿测试过程中造僻成损坏而测不待到关键数据，替还可以采用不昏同的手段或其圾他类型元件，颈同时进行测试提。

类（朝5积）由于混凝土闲性质有变易性仔，在施工应力跳测试中，应根颤据工地实际情洞况，做一些有悼关混凝土性质暮的试验和观测保，如混凝土弹侵性模量、于缩见量，如有条件绝还可进行其他阅方面观测，利秘用这些数据对剥测试资料进行有分析，可能减须少一部分误差筐。策

朽（夸6坊）观测资料除怜及时整理交委谅托单位外，还辱要进行系统分蹲析，发现不正胀常或过大偏差穿时，找出原因睁，尽早地进行刃修正。从以往周观测资料看，椅实测与理论计蛮算总有差距。记测试数据与计丛算值存在偏差纲是正常的，施剩工中悬浇块件闯超重，施工荷冲载变化，徐变弹造成的误差及已测试元件和仪边器的误差，使都会给测值带妇来偏差。

横（昼7蝶）正因为施工腥应力测试工作忍难度比较大，斥所以要组织有师一定经验人员吸长驻现场，除费