[摘 要]:介绍了灵山圣坛预应力弧形桁架梁在施工阶段的测试内容、方法和测点布设,通过对预应力桁架梁的测试可以达到检验结构质量、确保工程安全的效果,并对相关的后续工程提供指导意见,以供类似工程参考借鉴。
[关键词]:预应力桁架梁,测试,有效预应力,应变,挠度
1 工程概况
施工阶段的结构测试是一项检验结构质量、判断工程安危的必不可少的工作,通过对主体结构施工过程的测试,可对结构的力学性能和状态进行监测,并对结构的受力、变形等信息及时反馈,它既为设计者的建筑设计、结构设计的创新、优化提供可靠的依据,并为施工单位对结构施工方案的调整提供参考,同时又为业主和施工单位提供工程质量控制的第一手资料。
由于弧形桁架跨度大而且受重载,下弦梁YKL007和上弦梁YKL101的截面也比较高,受力比较复杂,是结构非常重要的构件,而且混凝土的浇筑量比较大,施工难度也较大,根据设计要求需要对该梁进行预应力施工测试,测试的主要内容有:1)预应力筋的有效预应力;2)上、下弦杆内非预应力纵向钢筋的应力;3)框架柱外侧混凝土表面应力;4)EI/SCI论文代写代发框架柱端的侧移;5)预应力施工阶段梁的挠度;6)梁内混凝土的温度。
2 测试内容和方法张拉阶段预应力筋有效预应力检测
为检测施工中空间多波段曲预应力筋的有效预应力建立是否满足设计要求,测试的内容包括:1)张拉伸长值测试;2)张拉控制应力和被动端应力测试;拟采用直尺测试张拉伸长值,采用力传感器测试张拉端和被动端的拉力。通过测试结果可以推断摩擦引起的预应力损失,张拉控制应力减去预应力损失即为有效预应力。如图2所示为采用力传感器测试张拉端拉力的示例。
2.2 非预应力钢筋的应变和应力测试
通过纵向非预应力筋和混凝土应变的测试,可以分析得到非预应力筋和混凝土的受力状况,可与计算分析结果和设计控制指标比较。拟采用振弦式混凝土应变计量测。与传统的应变片和手持式应变计测量应变相比,振弦式应变计采用电感调频原理设计制造,具有高灵敏度、高精度、高稳定性和温度影响小的优点。如图3所示为智能式应变计安装示例。
2.3 框架柱混凝土表面应力
经分析知道,张拉阶段框架柱内会产生一定的次弯矩,通过框架柱混凝土表面应力的测试可以知道框架柱混凝土表面拉应力是否过大而引起开裂。采用表面式的振弦式混凝土应变计量测。如图4所示为表面式应变计安装示例。
2.4 张拉阶段柱侧移变形测试
柱侧移和梁端的轴向变形是相关的,柱侧移水平综合反映了梁对柱的牵动以及柱对梁的约束,可以综合反映预应力效应建立的状况。采用经纬仪测试张拉施工阶段的柱侧移变形。2.5 张拉阶段反拱和挠度变形测试
反拱和挠度综合反映了梁、板预应力建立的效果以及外荷载的施加状况。采用高精度水准仪测试施工阶段的竖向挠度值。
2.6 梁内混凝土温度测试
由于上、下弦梁的混凝土浇筑量较大,应当控制好梁内的混凝土水化热,另一方面,整个施工周期比较长,温度的变化会使大跨度梁有较大的热胀冷缩,当这些轴向变形受到约束时,会在梁内产生温度应力,因此需要测试梁内混凝土的温度。由于选用的钢筋应力计具有温度监测功能,故不再选用温度传感器。
3 测点布置和数量
1)张拉阶段预应力筋有效预应力检测。选择YKL007和YKL101梁中各3孔(1~3每排1孔)预应力筋进行测试,共测试6孔。
2)梁内非预应力纵向钢筋测点。选择YKL007和YKL101梁两端和跨中布置测面,共计6个测面,每个测面有6个测点,共计36个测点。
3)框架柱混凝土表面应力。选择上弦和下弦支座框架柱的上部内侧和下部外侧可能出现拉应力的位置布置测面,每个测面布置2个测点,共4个测面,共计8个测点。
4)张拉阶段柱侧移变形测试。测试框架梁下柱端相对柱根的两个方向的水平位移,共4个柱端,8个测点。
5)施工阶段竖向反拱测点。在YKL007和YKL101梁端、跨中和1/4处布置反拱测点,共6个反拱测点。
4 主要控制指标
摩擦系数κ和摩擦系数μ依照CECS 180建筑工程预应力施工规程取值分别为0.001 5~0.003 0和0.25~0.30,其中κ设计时取0.001 5,μ设计时取0.25。
预压区平均压应力依照GB 50010混凝土结构设计规范的规定,应不大于0.8f′ck;预拉区平均压应力应不大于2.0f′tk。
EI/SCI论文代写代发受拉区钢筋应力依照GB 50010混凝土结构设计规范的规定不大于150 MPa。
5 测点防护与防范
对于埋入式测点,浇捣混凝土时应当注意不要将振捣棒直接接触传感器,注意勿将导线振断;在施工过程中,注意不要损坏引出的导线;当发现埋入式测点有损坏时,经分析后确定是否需要增加外置测点作为补充;所采用的外置式测点发现损坏时,应及时更换;在测试工程中,如果发生超限或异常现象,应暂时停止预应力张拉施工直至找到原因,并按照经讨论确定的方案施工。
经过以上的测试方案布置和实施,在实际埋设过程中根据实际情况对方案进行了调整,但基本上遵照原方案执行,经过长达近两个月的漫长测试过程,取得了较好的效果。测试结果显示,摩擦系数κ和摩擦系数μ测试的数值较规范取值大,摩擦损失比按规范计算的数值大。本次预应力张拉过程中其他各项数据正常,均满足规范和设计者的要求,通过本测试方案的实施,对预应力梁的施工起到了很好的指导作用,从而保证了预应力梁的施工质量。
参考文献:
[1] 孙新峰.支架现浇预应力混凝土连续梁施工[J].山西建筑,2007,33(12):281-282.