预应力混凝土箱梁温度分布模式试验.pdf

李冠军等： 预应力混凝土箱梁温度分布模式试验 3 9 预应力混凝土箱梁温度分布模式试验 李冠军， 李建立， 王炳禄， 贾艳敏 ( 东北林业大学土木工程学院 。 哈尔滨1 ,5 0 0 4 0 ) 【 摘要】 北方的钢筋混凝土桥梁尤其是大跨径连续梁桥， 由于长期经受日照辐射 ， 较大温差变化 ， 以及混 凝土导热性能较差等原因， 将会在结构内部产生较大的温度应力， 有时甚至比外活载产生的应力更大， 从而使桥 梁出现严重裂缝。本文以松浦大桥为依托， 采用温度关键点进行分析， 通过采集箱型梁的三个截面的温度数据， 以分析获得其温度分布的规律， 以便采取有效的措施减少或避免温度应力造成的破坏。 【 关键词】 箱型梁； 温度传感器； 温度分布； 温度采集仪 【 中图分类号】 1 U 3 7 8 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 S ( ( 2 0 1 0 ) 0 4 0 0 3 9 0 2 - 1 l 【 P l J P 0 ( R AM 0lF 1 R 僵 A I I 归 订 【 I 】 =【 ll ON 】 】 P l 00 j = l I E B oX G IER BR田GE U G u a n j u n ， L I J i a n - l i ， WA N G B i n g - l u ， J I A Y a n ra i n ( S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g， N o r t h e a s t F o r e s t r y U n i v e r s i t y ， H a r b i n 1 5 0 0 4 0 ， Q1 i m) Ah s l r a c t ： T h e t e m p e r a t u r e s t r e s s w h i c h c a n l e a d t o l a I g e c r a c k t u me d u p o n b ri d g e i s g e n e r a t e d i n t h e r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e ，h a v i n g b a d h e a t c o n d u c t i v i t y ， w i t h t h e b i g t e mp e r a t u r e d i ff e r e n c e T h e t e mp e ra t u r e d a ta i n t h r e e C R O S S s e c ti o n s o f t h e S o n g p u b r i d g e i s c o l l e c t e d a n d t h e r ma l d i s t ri b u t i o n i n t h e c r o s s s e c t i o n i s o b t a i n e d b y a I l a t h e d a t aT h e r e f o r e ，t h e mg e r e s u l t e d f r o m t h e t e m p e r a t u r e s t r e s s c a n b e C O I l t r o l l e d a n d a v o i d e d b y ta k i n g e ff e c t i v e n 1 e _舾u Ke y wo r d s ： b o x g i r d e r ；t e mp e rat u r e s e n s o r ；t h e r ma l d i s t r i b u t i o n ；t e mp e r a tu r e d a t a c o l l e c t i n g i n s t r mn e n t 0引言 由于现行公路桥梁规范【 】 j 上并没有针对寒区温差 较大的特点给出温度分布模式以及温度的作用会对大 跨径连续梁桥内部结构产生较复杂的影响， 严重时甚 至会使桥梁坍塌 等问题， 在进行桥梁结构分析时， 可 参考的依据很少， 所以研究梁 内的温度分布规律是非 常必要的。本文就是以观测松浦大桥南岸引桥连续梁 中的一跨的三个截面为依托， 用定好实测位置的温度 传感器来测得其温度分布的数据， 以进行分析。 1 测试方法 本试验采用自主开发的单片机与 P c机组合而成 的温度 自动采集仪， 单片机使用 S 1 Y 9 C 5 1 6 芯片， 采用 D S 1 8 B 2 0 型温度传感器， 根据传感器序列号编写特定 的程序， 并通过 M A X 2 3 2 将程序输入单片机芯片中 J ， 由此组合的温度采集仪对预先埋设的温度传感器进 行数据采集。 所有温度传感器通过 1 0条带有不同个数的温度 传感器的导线引出混凝土， 每条导线对应一个芯片， 每个芯片上的程序是根据其所对应线上所分布的温 度传感器的序列号编制而成的。通过此温度 自动采 集仪， 可在计算机上一次显示该根线上所有温度传感 器的温度 ， 既方便又快捷。 2 测点布置 为便于不 同截面及相同截面不同部位之间温度 分布数据的对比， 将温度传感器分布在箱梁的三个截 面处 ， 即跨中部( A ) 、 支点处 ( B ) 及端部( c ) ， 共计 I 6 3 个测点。在顶板、 底板、 腹板和翼缘板等处各有不同密 度的测点。将带有多个温度传感器 的三芯导线处理 保护好之后绑扎在设计位置， 防止浇筑混凝土时被振 捣棒破坏。详细测点布置见图 l 、 图 2 。 E l ， I 1 、 图 1部分详细布置图 其中A 、 B 、 C三个界面在箱梁中的空间分布如图3 。 【 基金项目】 国家大学生创新性实验项目资助； 东北林业大学本科生创新性实验项目资助 低温建筑技术 2 0 1 0 年第 4 期( 总第 1 4 2 期) A 跨中 B 支点处 C 图2 A 、B 、C截面图 图 3 3 注意事项 ( 1 ) 将测好序列号的温度传感器焊接在三芯线 上， 要注意焊接处的处理， 包括位置、 绝缘和防水等都 要严格要求。 ( 2 ) 温度传感器温度感应部分较敏感， 而钢筋的 导热性能又较好， 所以要避免温度传感器的感应部位 与钢筋的接触。 ( 3 ) 由于温度传感器本身也存在测温误差， 即使 在同一环境下测得的温度亦有不同。所以在浇筑混 凝土之前要测一至多遍温度， 便于以后采集的数据与 之分析比较。 4 结语 本创新型实验项 目是我们本科生团队在老师精 心指导下协力完成的， 融合已掌握的知识和课外查阅 资料获得的信息， 并获得正在建设的松浦大桥施工方 的大力支持， 现已如期获得各测点的温度情况， 为以 后分析温度分布模式奠定了基础。 参考文献 1 J T C 1 ) 6 0 2 O 0 4 ， 公路桥涵设计通用规范 s 2 马威 关于大体积混凝土结构的温度变化及温度裂缝 D 武 汉 ： 武汉科技大学 ， 2 0 O 9 3 吴林， 杨林， 等 基于单片机的温度数据采集器 D 大连： 大连 工业大学 ， 2 O O 8 收稿日期】 201 0 0 2 0 4 【 作者简介 李冠军( 1 9 8 9 一 ) ， 男 ， 安徽省宿州人， 本科生， 研究 方向 ： 桥梁与岩土工程。 ( 上接第 3 8页) 一 q e 一2 7 r ( S t A 0 B +S 0 0 D ) 式中， S 眦 、 S E 0 G 为滞回曲线与 轴所包 围的面 积； S 0 B 、 S 0 0 D 为AA O B 、 AC O D的面积。 各状态下的粘滞阻尼系数如表 2 。 表 2 两墙体各状态的粘滞阻尼系数 在加载过程中， 粘滞阻尼系数从开裂状态到极限 状态增大， 从极限到破坏又减小了； 配置水平钢筋的 墙体在各个状态下粘滞阻尼系数都有相应的增大。 4结语 ( 1 ) 加配水平筋后破坏过程就有差异。初始裂 缝出现较晚， 并且配水平筋后改变了墙体破坏时的裂 缝分布， h b w 2 墙体破坏时裂缝数量少， 主裂缝明显且 裂缝相对较宽； 加水平筋墙体破坏时的裂缝细而密， 没有很明显的主裂缝。 ( 2 ) 加配水平钢筋后开裂荷载没有太大的变化 ， 但屈服荷载、 极限荷载都有提高。 ( 3 ) 水平钢筋提高了试件的延性， 且也提高了粘 滞阻尼系数， 故其耗能也有所提高。 ( 4 ) 水平钢筋使滞回曲线变得饱满点 ， 中间的 “ 捏拢” 现象也相应较轻。 参考文献 1 祝英杰 高强混凝土砌块砌体基本力学性能的试验研究及其 动力分析 D 沈阳： 东北大学， 2 0 0 1 2 颜茂兰， 高永昭， 武惟娜 砌块建筑设置钢筋混凝土构造柱抗 震性能的研究 J 建筑砌块与砌块建筑， 2 O O 2 ， ( 1 ) 【 3 B i n d a L B u i l d i n g c i v il s t r tm mt t a n d n m a o ma t me t me s C tms t mo n a n d B u il d i n g M a t e r i a l s ， 2 O 0 2 ， 1 6 ( 7 ) 4 中国建筑工业出版社编 工程建筑标准规范分类汇编 结构试 验方式标准 M 北京： 中国建筑工业出版社， 1 9 9 7 ： 2 7 2 8 5 过镇海 钢筋混凝土原理和分析 M 北京： 清华大学出版社， 2 0 0 3： 3 3 53 4 0 6 姚谦峰 ， 陈平 土木工程 结构试验 M 北京 ： 中 国建 筑工业 出 版社 。 2 0 0 1 ： 2 2 2 【 收稿 日期 】 2 O 0 9 1 2 1 6 【 作者简介】 杨文辉( 1 9 8 4 一 ) ， 男 ， 江西腐州人， 硕士研究生， 从 事结构工程专业。