跨江岸货场桥钢管混凝土收缩试验分析.pdf

胡 蒙： 跨 江岸货场桥钢 管混凝 土收缩试验分析 6 1 跨江岸货场桥钢管混凝土收缩试验分析 胡蒙 ( 浙江大学建筑工程学 院。 杭 州3 1 0 0 5 8) 【 摘要】 以武汉市轨道交通一号线二期工程跨江岸货场梁拱组合桥的施工监控为背景， 模拟实桥钢管拱 尺寸 ， 进行了钢管混凝土收缩试验 ， 对试验结果进行了分析并与相关规范的结果进行比较， 得到了钢管混凝土收 缩特性 ， 为类似桥梁的施工监控提供参考。 【 关键词】 施工监控 ； 钢管混凝土； 收缩 【 中图分类号】 T U 5 2 8 5 7 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 0 6 1 0 3 作为一种新型的组合材料 ， 钢管混凝土以其较强 的承 载能力和稳定性在大跨度拱桥领域得到广泛应用 ， 由于其 特殊的养护条件 ， 核心混凝土的收缩明显小于普通混凝土。 国内外的相关研究较少川 ， 而在 目前的钢管混凝土拱桥 设计计算 中 ， 对 收缩 的 分析 普遍 采用 的 方 法与 普通 钢筋 混 凝土拱桥相同， 这样就与实际情况不一致。因此， 参考文献 3 和 4 ， 进行现场钢管混凝土收缩试验， 获得钢管混凝土 收缩特性 。 1 工 程概况 武汉市轨道交通一号线二期工程跨江岸货场桥梁采用 梁拱组 合结构 ， 跨 径组合为 ： 4 9 9 m+ 1 0 4 9 8 3 m+ 4 9 9 m。桥 址平面位于 s型反向非对称 曲线上 ， 因此预应力钢束为空 间曲线布 置。主 梁采 用槽 形 箱梁结 构 ， 中支 点处 梁 高 8 1 6 3 m， 跨中梁高 3 0 m， 中间 以4次抛 物线连接 。拱肋 采用 钢管混凝土结构 ， 计 算跨度 z =1 04 9 8 3 m， 设计 矢高 f： 2 3 3 3 m， 矢跨比z =1 ： 4 5， 拱轴线采用二次抛物线线 型。 拱肋采用等高度哑铃形截面， 截面高度 2 1 m。拱肋弦管直 径 b 8 0 0 m m， 由拱脚局部 1 6 ram厚 、 拱身 1 2 mm厚的钢板卷制 而成 ， 弦管之间用 =1 6 ram厚 、 1 2 ram厚钢缀板连接， 拱肋弦 管及缀板内填充微膨胀 C 5 0混凝土。两榀拱肋间横向中心 距 1 2 2 m。桥型布置 图如图 1所示 。 图1 桥型布置图 e ra 2试验原理和 内容 2 1 试验原理 T B 1 0 0 0 2 3 2 o o 5 铁 路桥涵钢筋 混凝土和预应力 混凝 o o0 。0 oo 0 o 。口 0 。 oo 。 。 。 0 。 o0 0 0 。口 。o 。 o o 0o 00 oo o0 00 00 oo oo 0o oo 00 o o 00 00 o0 o o o0 00 00 o0 0o 0o oo 0 0 0O 00 0o o ( 6 ) 挂篮施 工过程 中 ， 要求施工单 位分段且有针对 性 地对施工负责人 进行全 面 的安全 、 技术 交底 ， 确 保层 层落 实 到位， 配齐劳动防护用品， 做好专项施工安全应急预案 。 ( 7 ) 项 目部可就安全生产 实行积分考核 制 ， 管理人 员 应在保证 日常生产质量的前提下， 加大现场施工安全检查力 度， 做好相关记录， 严格对标考核 ， 监理人员要勤于检查巡 视， 善于指导督促 ， 确保安全生产、 文明施工真正落到实处。 2结 语 挂篮悬臂施工， 重点在于挂篮系统的安全可靠 ， 难点在 于各个节段挂 篮施工过 程 中的动 态控制 。而这 些要 求监 理 人员与其它工程参建方技术人员密切联系、 相互配合 ， 严格 履行关键工序、 隐蔽工程联合报验、 多方共同签认手续， 以一 种高度的责任心来对待每一个悬浇块体， 认真定期开展对挂 篮系统 、 悬浇 节段 的测 量与 监控 ， 施工 中加 大对 检测 数据 的 采集、 分析力度， 使悬臂连续梁桥成型以后满足设计要求 ， 最 终确保工程总体施 工质量 。 参考 文献 1 李世 华 ， 罗桂 连 桥梁 工 程 M 北京 f 国建 筑工 业 出版 社 ， 2 0 0 7 2 徐岳， 王亚君， 万振江预应力混凝土连续粱桥设计 M 北 京 ： 人民交通出版社 ， 2 0 0 0 3 邵旭东 桥梁工程 M 北京 ： 人民交通出版社， 2 0 0 5 4 J T J 0 4 1 2 0 0 0 ， 公路桥涵施工技术规范 S 5 j 袁万城 ， 崔飞 ， 张启伟 桥 梁健康检 测与状态评估 的研究现状 与发展 J 同济大学学报 ，1 9 9 9， 2 7 ( 1 ) ：1 8 41 8 8 6 湖南大学 土木工 程力 学手册 编 写组 土 木工程 力 学手册 M 北京 ： 人 民交通 出版 社 ， 1 9 9 1 7 C a w l e y ，A d a ms R D T h e l o c a t i o n o f d e f e c t s i n s t r u c t u r e s f r o m m e a s u r e m e n t s oft h e n a u r a l f r e q u e n c i e s j 1 J o u r n a l o f S t r a i n A n a 1 y s i s ，1 9 7 9， 1 4( 2) ： 4 95 7 8 叶见曙 结构设计原理 M 北京 ： 人 民交通 出版社 ， 1 9 9 7 收稿 日期 2 0 1 0一 O l一 0 7 作者简 介 柳传 飞 ( 1 9 8 3一) ， 男 ， 南京 人 ， 助理工 程师 ， 从 事 道路与桥梁施工监 理工作。 6 2 低温建筑技术 2 0 1 1 年第5期( 总第 1 5 5期) 土结构设计规范 ( 以下简称铁路桥规) 和 J T C 1 ) 6 2 2 o 0 4 ( 公路钢 筋混凝 土及预应力混凝土桥 涵设计规 范 ( 以下简称公路桥规) 都未给出钢管混凝土的收缩应变， 仅对普通混凝土 的收缩计 算做 了相关说 明。 T B 1 0 0 0 2 32 0 0 5 ( 铁路桥涵钢筋混凝 土和预应 力混凝 土结构设计规范 中规定， 当无可靠资料时， 混凝土收缩徐 变的终极值可按表 1 采用。在年平均相对湿度低于4 JD 的 条件下使用的结构， 表中数值增加 3 0 。 表 1 铁路桥规混凝土的收缩应变终极值 。 s 注： A为计算截面混凝土的面积； “ 为该截面与大气接触的周边 长度； s 。 ( t ， t o ) ： 预应力钢筋传力锚固龄期为 t 0 ， 计算考虑的龄期为t 时的混凝土收缩应变 。 J T G D 6 2 2 0 0 4 ( 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵 设计规范 第 6 2 7条给出的混凝土收缩应变终极值如表 2 所示 。 表 2 公路桥规混凝土收缩应变终极值 s 传力锚 固 龄期 d 混凝土收缩应 变终极值 ( 。 t 0 )X 1 0 。 4 0 RH 7 0 理论厚度 h m m 7 0 R H 6 0 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 i6 0 0 表 3 混凝 土名义收缩 系数 1 0 注 ： ( 1 )表 中 R 代表桥梁所处环境 的年平 均相对 湿度 ， ； 计 算时 ， 表中年平均相对湿度 4 0 R H7 0 ， 取 R H= 5 5 ； 7 O 冗 H9 9 ， 取 R H=8 8 ； ( 2 )表中理论厚度 ： h=2 A u ， A为计算截 面混凝 土的面积， u为该截面与大气接触 的周边长度 ； ( 3 )表中数 值系按强度 等级 C 4 0混凝 土计算 所得 ， 对 C 5 0 及以上混凝 土， 列表 中数值应乘以 2 4 f o k， f o k 为混 凝土轴心抗压强度标准值 ， MP a ； ( 4 )本表适 用于季节性变化的平均温度 一2 O+ 4 o ； ( 5 )本表适用于一般硅酸盐类水 泥或快硬水 泥配置而成 的 混凝士 。 J r G I ) 6 2 2 0 0 4 ( 公路钢筋混凝土及 预应力 混凝 土桥 涵 4 0 尼 V 7 0 7 0 RH 9 9 O 5 2 9 0 3 0 1 注 ： ( 1 ) 表中 R I t 代 表桥梁所处环境的年平均相对湿度 ， 。 计 算时， 表 中年平均相对湿度 4 0 R I t7 0 ， 取 R I t = 5 5 ； 7 0 R H 9 9 ， 取 R H =8 8 ； ( 2) 表中理论厚度 ： h：2 A u ， A为计算截面混凝土的面积 ， u为该截面与大气 接触 的周边长度； ( 3) 表 中数值 系按强 度等级 C 4 0混凝土计算所得 ， 对 C 5 0 及以上混凝土， 列表中数值应乘以 2 4 以 为混 凝土轴心抗压强度标准值 ， MP a ； ( 4 ) 本表适 用于季节性变化的平均温度 一2 0一+4 o ； ( 5 ) 本表适用于一般硅 酸盐类水泥或块硬水泥配置而成的 混凝土。 由此可见 ， 在工程实践 中 ， 如果直 接套用规 范中普通 素 混凝土的收缩特性进行钢管 混凝土结 构的收缩分析将会 使 计算分析存在较大 的误 差 ， 因此需 要准确 确定钢管 核心 混 凝土 自身的收缩模式后才能进行较为精确的计算 。 胡 蒙： 跨江岸货场桥钢管混凝土收缩试验分析 6 3 2 2试验 内容 制作 一个 钢 管 ， 横 截 面 尺 寸 、 材 料 与 实 际桥 梁 拱 肋 相 同， 即直径 q b 8 O O m m、 厚度 1 2 mm， 长度 1 m。预埋 J M Z X一 2 1 5 ( A) 智能弦式数码应变计， 在钢管中心位置沿三个方向各设 一 个。待应变计固定在预定位置后浇筑混凝土。混凝土材 料和配合比与本桥拱肋实 际使用的钢管内核心混凝 土相 同。核 心混凝土的直径为 7 6 ra m。试 件正立 ， 底 面由模板 封口， 上面用塑料膜封口。试 件尺寸和应变计测点布置如 图 2所 示。 振 传 钢 混 L 8 0 0 J 1 2 丁 1 o 0 0 横截面图 立面图 立面图 图2试件尺寸和传感器测点布置示意图 试件制作完成后 ， 放在与实际桥梁相同的环境下养护。 试验前七 天 ， 考虑水化热 影响 比较 大 ， 每天 早 、 中 、 晚各测 一 次钢管混凝土试件核心混凝土 的收缩应变值 ， 之后每天傍 晚5 ： O 0测量一次。根据测试结果绘制出钢管混凝土试件收 缩应变随时间发展的曲线。 3数据结果 根据每天测定的应变值 ， 推算 出的钢管混凝土的收缩 应变 随时间变 化如 图 3所 示 ， 按 A C I 2 0 9( 9 2 ) 、 MC 9 0 、 MC 7 8 三种 规范计算的素混凝土 收缩应 变值如 图 4所 示。 1 0 0 0 篓一 - 0 0 4结 语 、 、 一一 ， 1 _o _ 2 o 邀 时间， d 一竖 向应变仪； 一水平 向应变仪； 一水平y 向应变仪 图3 钢管内混凝土收缩应变值 倒 彗 ，一 厂 一 一 一 - t r O 2 0 0 i o - A C 1 2 0 9 ( 9 2 ) ； 4 0 0 60 0 8 0 o 时间， d 十MC9 0：+MC7 8 图4 按三种规范计算素混凝土收缩应变值 ( 1 ) 钢管 中的混凝 土收缩应 变值 明显小 于按 A C I 2 0 9 ( 9 2 ) 、 MC 9 0 、 MC 7 8三种 规 范计 算 所 得 的 素混 凝 土 收 缩 应 变值 。 ( 2 ) 钢管中的混凝土收缩应变值 3 0 d后趋于平稳， 三 个垂直方向的应变值都在 5 O 8之内。 ( 3 ) 计算实桥钢管混凝土的收缩时 ， 最好采用实测钢 管核心混凝土的收缩特性值来进行计算。 参考文献 欧珍华， 张永水 ， 沈小飞 涪陵乌江二桥收缩徐变研究 J 中外公路 ， 2 0 0 7 ， 2 7 ( 2 ) ： 9 91 0 1 陈明宪 ， 彭建新 ， 颜东煌 ， 余 钱华 钢管混 凝土拱桥 收缩徐 变 问题综述 J 长沙交通学院学报， 2 0 0 4 ， 2 0 ( 2 ) ： 1 9 2 4 姚宏旭 ， 陈政清 ， 李瑜 钢管混凝土 收缩 、 徐变性 能试验研 究 J 中外公路 。 2 0 0 7， 2 7 ( 6) ： 1 3 31 3 6 魏文期 ， 陈政清 ， 茅草街大桥钢管混凝土拱桥收缩徐 变收缩 试验 研究 J 兰州铁道学 院学报 ， 2 0 0 3 ， 2 2 ( 3 ) ： 6 2 6 5 T B 1 0 0 0 2 32 0 0 5， 铁 路桥涵钢 筋混凝 土和预 应力混 凝土结 构设计规范 s G D 6 2 2 0 0 4， 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥 涵设计规 范 s 【 收稿 日 期 2 0 1 0 1 2 1 6 作者简介】 胡蒙( 1 9 8 7一) ， 男， 南昌人， 硕士研究生， 研究 方 向： 桥梁施工监控 。 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 c o rn本 刊编辑部邮箱。 2 正文格式如下 ： 中文题 目( 尽量控制在 l 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 。 1 j 1 J 1 J |=