高铁预应力混凝土箱梁温度应力监控施工技术

摘 要 ：在中国经济快速发展的今天,高铁技术也应运而生.高铁不仅加快了到达两地的时间,很大程度上是提高了两地的经济发展态势.在铺设高铁的桥梁上,一般都选择了预应力混凝土箱梁作为承载基础,但是在预应力箱梁的施工中,温度应力是不容忽视的一项技术指标,它关系到箱梁的承载能力和线路的平整度.如何对高铁预应力混凝土箱梁温度应力监控就是本文将要讨论的话题.

关 键 词 ：预应力混凝土；温度应力；水化热

中图分类号：U233 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）03-（页码）-页数

在这些年以来,我国的混凝土发展速度较快,但是在使用中也出现了很多的问题,就如耐久度方面就出现了严重的问题,这些弊端也在高铁的建设当中显现出来了.最主要的就是预应力箱梁出现裂缝.这些裂缝的产生存在有很多的原因,其中因为温度应力而导致的变形就是其中之一.

1.预应力混凝土箱梁温度应力的作用

混凝土在出现耐久性不足的最大的体现就是结构产生裂缝,结构一旦产生裂缝,混凝土内部的钢筋就将暴露在空气中,常时间接触空气和水分很容易导致钢筋的锈蚀,严重的影响承载能力.这样的现象主要是温度应力所产生的.在混凝土的浇筑过程中,存在温度上的差异,极有可能导致混凝土在短时间内出现变形,在此之后出现一系列的安全问题.现如今在高铁建设中使用的预应力混凝土箱梁结构,都是一些大跨径的梁体,而且梁体呈现体积大、截面尺寸偏大的因素,这就对混凝土的浇筑过程中带来了很大的困难.其中温度应力具体表现在以下几个方面：

1.1外界因素对混凝土的影响

预应力混凝土箱梁大部分的结构体是暴露在空气中,经常受到外部环境的干扰,存在高温的曝晒和雨水的冲刷,时间一长就很有可能引起随时间变化的非线性温度分布,这些应力的分布会呈现不均匀的状态,严重的影响箱梁的形状,产生附加应力以及因温度而产生的位移.在设计的时候,我们通常会将温度应力考虑进去,因为温度应力的大小往往与活载的大小不相上下,所以这点不能小视,这也是为什么外界的温度变化是对箱梁产生裂缝的主要因素.

1.2混凝土浇筑过程中产生的温度变化

在混凝土拌合的过程中会产生大量的水化热,这里的温度变化相当之大.在浇筑初期,如果对混凝土的振捣不及时会导致混凝土的分布不均匀,有的地方比较粘稠,有的地方很稀薄,不同和易性的混凝土也都有不同的状态.如果在浇筑时速度没有控制好,很容易在温度的变化下,混凝土表面产生气泡和流浆的现象.此外还存在一个重要的现象就是,混凝土的内部因水化热的原因温度要高于外部温度,所以在后期养护时很容易出现梁面的变形.这里所说的因温度变化出现的应力也是对梁体损坏的重要原因.

1.3张拉时对结构产生的影响

在混凝土浇筑完成后,当混凝土达到了设计强度后,可以进行张拉,在张拉时在预留孔洞中就会产生温度的升高,加之在后期灌浆的过程中,也会有温度上的变化.这些温度变化都会产生相应的温度应力,但是张拉时所受到的温度应力相对来说偏小.

2.温度应力监控的施工技术

温度应力在施工中会产生很多的问题,这些问题就要提出相应的解决办法.对于预应力混凝土箱梁中要进行实时的监控,只有完善的监控体系才能确保温度应力对结构物的影响降至最低.下面我们也从三个方面来讨论预应力混凝土箱梁中的监控技术.

2.1保证模板的正常使用

混凝土的水化热过高这个问题一直都是学者讨论的话题,在外部施工中,这个变化会影响模板的正常使用.在混凝土温度不定的情况下,极易导致收缩和膨胀的现象发生,会导致模板的变形.在这里,我们就叫对水泥、沙石的配比作实时监控,在搅拌水泥时就要计算好混凝土的发热量,将因温度变化产生的变形降至最低,浇筑过程中,还要控制混凝土内外的温度平衡.当外界温度过低时,降低配合比中的水分含量.在外部温度过高时,要经常进行浇水养护.在浇筑完成后,要在新浇的混凝土表面铺上一层保护层,尽可能的减少混凝土在未达到强度之前与空气接触的机会,以达到保护混凝土不变形的目的.另外,在拆卸模板的时候也要对温度有相应的要求,控制好拆模温度.水泥材料的特性是水泥越细,产生的热量就越高,发热的速度越快,通过对这个经验的了解,就可以很好的控制水化热的影响,对我们的持续监控有着很大的帮助.

2.2张拉时对温度的监控

在混凝土达到了设计强度的80%+3.5Mpa时,混凝土就可以进行张拉工作.这时的水化热温度时处于最高的时期,也是结构最容易因温度应力产生变形、出现裂缝的时期,这时采取预应力张拉可以有效的保证箱梁的整体性,不会因为温度应变受到破坏.在张拉中要保证箱梁两端同时进行,严格监控两端的应力变化,绝对不允许因张拉强度不同所产生的变形,这样也会出现温度应力对结构的危害.在箱梁受到张拉后,是对混凝土产生了额外的压力,这样一来降低混凝土受拉强度低的缺点和发挥了混凝土受压强度高的特点.

2.3预应力混凝土监控

监控技术中还有一项不可或缺的工作,在浇筑没开始之前在,结构内部埋设应力应变片,在应变分析仪中,能准确的读出预埋应变片的编号、应变大小和温度.高铁中采用的是预制箱梁可以在固定的时间内测出混凝土内部的温度,温度超出了正常值的范围就要采取相关的处理.当高铁中使用悬臂浇筑的方式,就必须在每块混凝土浇筑前测定预先埋设应变片产出的应变和温度,作为对比,在每块完成浇筑后,再次对上述的两个数值进行测定,根据计算机,对温度产生的应力进行比对.这种对主梁的温度进行监控的方法,可以有效的控制温度应力,埋设应变片是对监控起到了很好的效果.

3.结束语

高铁项目建设如火如荼,保证箱梁的坚实也是保证高铁安全的重要手段.箱梁在施工中会因温度的变化产生一定的温度应力,对于这些应力有着相关的施工方法进行纠正,同时也不能缺少相关的监控技术,这也是保证温度应力对结构的影响最为直接的方法.监控的技术在高铁中应用十分广泛,同时有些技术也要不断的改进,才能更好的保障高铁建设的安全.