预应力混凝土连续箱梁的监测和腹板斜裂缝成因分析 - 图文(7)

东南大学硕士学位论文需要指出的是，上述的模拟表示的是在温度随季节变化时箱梁顶板、底板温差的变化趋势，并不表示一年中最不利的温差。２）箱粱日照温差模式我国现行的《公路梁规》（ＪＴＪ０２３—８５），只给出了Ｔ形截面梁的日Ｊ！《｛温著分布形式，这个规定是否适崩于箱形梁是值得探讨的。文献【２２１通过对箱梁温度场的实测分析指出：采用不同的箱梁日照温差的分布形式，对箱梁的受力影响是非常大的，有时甚至会得到相反的内力。《公路桥规》的温度梯度不宜用于钢筋混凝土箱梁的温差应力计算，新《铁路桥规》（ＴＢＪ２．８５）的温度梯度模式可以用于箱梁的温差应力计算。文献８５１经过对大量实测数据的分析后指山，在箱梁项板受日照的情况下，全截面竖直方向的温差可用下式计算：Ｉ２瓦８－５７（３—２２）瓦＝０．０２３Ｓ＋０．２５６Ｔ．式中：ｓ一水平面上的Ｅｔ最大太阳辐射强度；△￡一日气温差；根据《简明供热设计手册》【１１附录可得南京地区的太阳辐射强度Ｓ＝９９９ｗ／ｍ２，日气温差△￡＝ＩＯ＇Ｃ，代入式（３－２２）可得：Ｔｏ＝２５℃。事实上，文献‘２０通过对南京长江二桥北汉主桥箱梁温度场的测试和大量实测数据的分析，参考新《铁路桥梁规范》的相关规定，提出了适合于该地区的无铺装层的箱梁温差分布形式为ｒ＝２０ｅ４７（忽略底板的温差变化）。文献【‘４１指出，对于设有沥青混凝土铺装的公路桥梁，其最不利温差要比无铺装的桥梁高５＂Ｃ２主右。因此，基于已有资料的理论和试验的研究‘”１１２６１，考虑到公路桥粱的特点和沥青混凝土铺装层的影响，本文认为该地区大桥箱梁顶底板的温差分布形式可以假定为瓦＝ｒｏｅ。５’，而最不利日温差分布模式为Ｌ＝２５ｅ。’。３．３截面温差变化对预应力混凝土箱梁的影响箱梁的定期检测持续时间跨越了大桥所处地区的秋季、冬季、春季和夏季。在不同的季节，温度在箱梁中的分布都是不均匀的，而且Ｔｏ是不一样的，这种差别是由季节温度平¨日照温度的综合作用产生的。在不同季节的观测日，由于这种箱梁截面上的温度不均匀分布以及温差Ｔ。的不等，使箱粱变形出现观测到的现象：即相对变形表现为中跨上挠而边跨下挠。如前所述，对于非线性温度分布形式瓦＝ｒｏｅ＿５’，瓦的值是不断变化的。为了描述ｒｏ的变化对箱梁位移的影响，可以将ｒｏ做等幅度的降低，比如５℃，考虑在瓦２５。Ｃ，２０＂Ｃ，１５℃时箱梁的相对变形情况。幽３－９ａ表示的是箱粱结构在不同温筹五＝２５。Ｃｔ２０。Ｃ｝Ｈ１５℃作瓤２９血东南大学硕士学位论文用下箱梁的变形情况，图３－９ｂ表示相对于瓦＝２００ｃ：｝ｎ１５℃相对于Ｔｏ＝２５＂ｔ２的相对变形，即用五＝２５℃时箱梁的变形减去瓦＝２０ｏｃ和１５℃时箱梁变形所得到的差值。ｏ）不同温差作用下的变形ｂ）相对干ＴＯ＝２５℃的变形图３－９截面不同温差Ｔｏ作用下箱粱的位移曲线从图３．９ｂ可以非常明显的看到，在不同的温差正下，测量得到的箱梁相对位移的变化将呈现出的变形状况是：边跨下挠．中跨上挠。这与实际测试所得的箱梁变形情况是一致的。所以，本文认为在定期监测中发现的左右幅箱梁出现的位移变化趋势，是由于在不同季节、由于箱粱截面最大温差的变化导致的、由于温度变形的差异才出现的这种变形情况。图３．１０表示的是箱梁在不相差５℃和五相差ＩＯ＇Ｃ的情况下计算所得的理论位移差值与实测的左幅箱粱位移差值的比较。如果我们假设相邻两次监测之间的截面温差不相差５℃的话，扣除箱梁截面最大温差变化导致的箱梁位移变化的影响后，即在扣除温度变形的影响因素以后，大桥箱梁在定期监测期间的变形可以认为几乎没有变化。扣除不相差约５℃的相对变形后，箱梁的竖向相对位移曲线如图３－１１。因此，本文在考虑的温度影响后认为：至少在监测的时间段内，在现有的荷载作用下，大桥箱梁的变形基本处于稳定的状态。但是，从观测到的结果可以看出，箱粱结构受温度荷载的影响是很大的。而且该桥是连续粱结构，为超静定体系，温度变化会产生温度次内力。所以需要对箱粱的温度应力进行验算，确保结构的安全。东南大学硕士学位论文理论上Ｔ０相差５℃的位穆理论上ＴＯ相差１Ｏ＇Ｃ的位移第一次。二。ｋ≮＝＃萼＞步。孟二ｊ＝＝睦—寺号兰＃茸与”ｓ＃手芋———＝正ｊ——号≮串６Ｄ’点位第一、＝．弋＃岛∥—盘］＝盐寸警书”第二次Ａ’够Ｄ’点位第三次Ｌ《—归砷—乏二工二］＝］２∑Ｌ删＝￡ｊ多ｍ第三次Ｄ。点位图３－ｌＯ左幅箱梁理论相对差值和实测相对差值的比较东南大学硕士学位论文第一次Ⅳ点位ｋ—扛ｋ—』２＝—————玉苴＿——ｋ——三—————ｊ——毡：蛊兰当＊第一次０’点位毛盅土兰。畦篓—岳曲ｋ；坠Ｉｄ，。‰—ｋ圭垒一；：逆—坚士：望』—ｋ土』。第三次Ⅳ点位毛§：§一—坠。兰芷：：：ｋ。一：§。，。—：生。：—§：！一‰；＝垦！一ｌ。第三次Ｄ，点位毛毛。ｋ：皇二主＝＝当——』——』——羔虹—ｋ一廷：叠兰』ｍ图３－１１扣除温度变形后的左幅箱粱竖向相对变形东南大学硕士学位论文４连续箱梁使用阶段的分析本文研究首先建立了大桥箱粱的平面杆系模型，对箱粱的内力进行了分析。在此分析计算的基础上，根据变截面箱梁剪应力公式，对大桥的剪应力进行了进一步的计算和分析。考虑到温度应力对箱梁的影响较大，本章进一步分析了双室箱梁的温差应力，通过计算比较了用不同规范的温差公式计算结果的差异。４．１变截面预应力混凝土梁的剪应力计算对于大多数的预应力混凝±桥梁，增大其中间支承处的粱高和腹扳的厚度，有利于承受该处很大的弯矩和剪力。对于变截面粱，当上下翼缘的夹角不大于２０。时（大桥翼缘的最大夹角为６。左右），一般可以不考虑其对纵向应力分布的影响，但对剪力的影响则不能忽略。在《公路桥规》（ＪＴＪ０２３．８５）的规定中没有考虑变截面对预应力混凝土梁剪力的影响。在平面杆系的计算中，没有考虑箱梁变截面效应引起的附加应力，而该大桥是变截面连续箱粱，中跨跨中和边跨支点处的箱梁高度均为１．３０米，中间支座处箱粱高度为２．５０米，边跨支座到中间支座以及中间支座到箱梁中跨跨中的梁商按照二次抛物线的方程变化。本章首先利用建立的平面杆系模型对箱梁内力进行计算，在这个计算的基础上，根据箱梁变截面效应对箱粱剪力产生影响的计算公式，对大桥箱梁的剪力进行分析。因此，需要对变高度梁的由于箱梁高度变化引起的附加内力进行分析。本节从节段变截面梁受力平衡的角度，通过平面杆系程序的计算结果，结合变截面梁剪应力的计算公式，进行了大桥箱梁的受力分析。４．１．１平面杆系计算模型针对大桥具体情况，建立了平砸杆系模型如图４－１所示。平面杆系模型共分为１９０个单元，１９１个节点，对大桥在正常施工、使用荷载（包括收缩徐变）作用下以及温度荷载作用下的箱梁受力进行了计算，结果表明在正常施工和使用状态下，箱梁的受力满足《公路桥规》的相关规定‘５”。粥３３贝

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