温度对预应力混凝土箱梁变形的分析.pdf

刘洋等： 温度对预应力混凝土箱梁变形的分析 圈 温度对预 应力混凝土箱梁变形 的分析 刘洋 ， 时圣亮 ， 刘常功 ， 魏迪 ， 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】 以东北林业大学新园区马家沟桥为研究对象， 对混凝土连续箱型梁桥的变形随大气温度变化进 行了测试， 并对测试结果进行分析 ， 得到了预应力混凝土连续梁桥温度效应的影响。 【 关键词】 预应力混凝土梁桥； 温度 ； 应变； 变形 【 中图分类号】 T U 3 7 8 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 2 0 1 3 ) 0 3 0 0 2 9 0 2 ANAL YS I S oF DEFoRMATI oN F OR THE P RES TRES S ED CoNCRETE CoNT【 NUoUS BoX Gm ER L I U Ya n g ， S HI S h e n g l i a n g ， L I U C h a n g g o n g ， WE I Di ， J I A Y a n mi n ( S c h o o l o f C i v i l E n g i ， N o r t h e a s t F o r e s t r y U n i v ， H a r b i n 1 5 0 0 4 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e r e s e a r c h f o c u s e s o n t h e M a j i a g o u b r i d g e l o c a t e d t h e N o rt h e a s t F o r e s t r y U n i v e r s i t y T h e d e f o r ma t i o n o f p r e s t r e s s e d c o n c r e t e b r i d g e d u e s t o t e mp e r a t u r e c h a n g e wa s t e s t e d a n d a n a l y z e d T h e i n flu e n c e o f t e mpe r a t u r e o n pr e s t r e s s e d c o n c r e t e c o n t i n u o us b e a m wa s o b t a i ne d Ke y wo r ds： p r e s t r e s s e d c o n c r e t e b r i dg e； t e mp e r a t u r e； s t r a i n s； de f o r ma t i o n 收缩和徐变是混 凝 土材料本 身 固有 的时 变特性 ， 会导致混凝 土结 构受 力 与 变形 随着 时 间的 变化 而 变 化， 对结构的受力性能和长期变形影响很大 。对于 影响混凝土桥梁收缩徐变的因素有很多 】 ， 其中大气 温度的变化对桥梁也有一定的影响 ， 特别是在东北 地区。针对这种情况 ， 以东北林业大学新园区马家沟 桥为研究对象 ， 以大气温度对混凝土结构长期作用为 研究 内容 ， 分析 大气 温度 升高后 混凝土 尺寸 的变化 情 况 ， 得出的大气温度影响预应力混凝土梁桥变形的相 关结论 ， 为相应桥梁的设计和研究提供参考。 1 工程概况 东 北林业 大学新 园 区马家 沟桥 为 三跨 预 应力 连 续箱梁桥， 桥跨结构长为 6 5 5 m， 斜交 l 5 。 ( 0号台斜交 3 0 。 ) ， 跨径布置为( 1 7 5+3 2+1 6 ) ， 全长 7 1 2 8 m。全 桥在0号台、 3号台各设一道 D 8 0型天然橡胶伸缩缝。 下部采用柱式墩， 双柱式台， 桩基础 ， 所有桩基础均为 钻孑 L 灌注桩并按摩擦桩设计， 现浇箱梁及桥面铺装均 采用 C 5 0混凝土 。 2试验方案 ( 1 ) 试验 测 点布 置。试 验桥是 南 北走 向， 在 桥 的东西两个侧面各选取四个点， 用于观测由于大气温 度的变化引起测点之间长度的变化。图 1为桥东侧 基金项 目 国家大学生 创新性 实验项 目资助 ( 2 0 1 2 1 0 2 2 5 0 4 4 ) 1 、 2和 3 、 4号测点布置 图 ， 1 、 2号测点 布置在箱梁顶板 上 ， 3 、 4号测点 布置 在箱 梁底 板侧 面 。桥 西侧 5 、 6和 7 、 8号测点分别与该侧测点成对称布置形式。 图 1 测点布置图 ( 2 ) 试验数据观测。利用全站仪在不 同时间， 不同大气温度下， 分别对各个测点进行观测， 记录两 测点之间的距离， 观测值见表 1 。 3 试 验数据分析 以 1 2之间应变值计算为例， 根据表 1中数据 ， 分别用相邻温度下 1 2之间的距离之差除以 1 2 0 时 1 2之间 的距离 ， 得 出不 同温 度下 1 2之 间 的应 变值。同理 ， 得出其它测点的应变值， 见表 2 。 由表 2数据看出， 桥梁阳面温度比阴面温度平均 高3 左右。由表中数据绘出不同测点问应变值随温 度变化的曲线 ， 如图 2所示 。 由图 2可以看 出 ： 3 0 低温建筑技术 2 0 1 3年第 3期 ( 总第 1 7 7期 ) 表 1 不同温度下不同测点桥长的观测值 * C筹 桀 阳面 与 阴 面温 差 应 变值 10 0 7： 0 0 3 0 7 3 0 0 2 7 9 2 8 5 7 0 1 1 5 8 5 9 4 4 8 2 6 9 5 1 2 4 6 注： 早晨0 7 ： 0 o 观测时， 测点1 4 位于太阳 直射的阳面， 5 8 处于阴面。 傍晚 l 7 ： 0 0 观测时， 测点5 8 位于太阳直射的阳面， I 一 4 处于阴面。 4- 3 - 4 兰 蔓 = ； - 6 温度 * C 图2 应变随温度变化陆线 ( 1 ) 大气温度在 2 1 0 、 3 0 0 c I ： 时 ， 1 2 ， 34之 间的应 变值 分别大于 5 6 ， 7 8之 间的应变值 ； 大气 温度在 1 6 2 、 2 5 0 、 2 7 3 时 ， 1 2 ， 3 4之间 的应变 值分别小于5 6 ， 7 8之间的应变值。原因是梁体阳 面和阴面存在温差， 这种温差使桥梁内部产生温度应 力， 从而产生变形。 ( 2 ) 在不同温度下， 3 4曲线始终在 1 2曲线 的上方， 7 8曲线始终保持在 5 6曲线的上方， 说明 位于底板的3 4 、 7 8之间的应变值分别大于顶板的 1 2 、 5 6之间的应变值， 分析原因是该试验桥的桥 面铺装为 5 e m厚中粒式改性沥青混凝土、 4 c m厚细粒 式改性沥青混凝土。参考文献 4 l 指出， 当路面沥青 的厚度大于 5 e m时， 沥青会起到“ 隔热” 作用 ， 阻碍热 量传递， 引起顶板的应变相对底板较小。另一种原因 是由于桥面铺装的材料， 栏杆等设施对混凝土梁起到 约束作用， 阻止了顶板的变形。 4结语 ( 1 ) 在温度 荷载作用 下 ， 桥梁 阳面温度 比阴面 温度高出3 左右， 这种温差使阳面的变形大于阴面， 并且使整个结构 内产生温度应力， 所以在设计过程 中， 应该考虑桥的朝向对其受力的影响。 ( 2 ) 对于预应力混凝土连续箱梁桥， 升温时， 温 度荷载在跨中梁的底板会引起拉应力， 对结构受力不 利， 在设计时应考虑温差因素对桥的结构影响。 1 2 参考文献 杨小兵 混凝土收缩徐变预测模型研究 D 武汉： 武汉大学， 2 0 0 4： 5 周舟 预应力混凝土箱梁桥中混凝土收缩徐变的影响研究 D 长沙： 长沙理工大学， 2 0 0 6 ： 5 李飞 温度对混凝土梁桥长期变形 的影 响研究 D 重庆 ： 重 庆交通 大学， 2 0 1 1 ： 4 吴金鑫 预应力混凝土箱梁桥温度场及温度效应实测研究 D 杭州： 浙江大学， 2 0 1 l ： 5 收稿 日期 2 0 1 21 1- 2 1 作者简介】 刘洋( 1 9 9 2一) ， 男， 内蒙古赤峰人， 本科生， 从 事交 通土建专业研究 。 本刊投稿需知 1 来稿一律采用科技期刊论文编辑格式 ， 请采 用打字稿并寄 低温建筑技术 编辑部， 或发送电子 邮件到： l o w t e m1 6 3 t o m本刊编辑部邮箱。 2 正文内容如下： 中文题 目( 尽量控制在 1 8个 字之内) ， 作者姓名 ， 工作单位全称与所在省、 市及 邮编 ， 英文题 目、 摘要及关键 词， 正文( 文 中图表要 精选 、 清晰、 层次分明， 插 图要按制图标准绘制) 。 3 参考文献( 按 中国学术期刊检索与评价数 据规范 标注， 未公开发表的资料不列人参考文 献) 。 4 第一作者简介 ( 包括姓名 、 出生年份、 性别 、 学位、 职务， 所从事研究工作) ， 并标明详细通信地 址和联系电话 。 3 4 吣 彻 棚 O 4 3 3 4 哪 删 n 2 2 3 4 舢 聊 姒 觚 嘶 O 2 3 3 4 吣 勉 雪 l 蛐 O 2 2 3 3 8 9 4 O 2 土 4 9 9 O 3 B 掩 0 2 0 O 3 2 6 1 5 7 1 l 2， 2 2 8 3 O 5 & ”昕