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冻土区桥梁桩基温度监测与预警

【摘要】:表4-3公路桥梁结构的有效温度标准值昼夜温差监测根据已有数据显示青藏高原冻土区昼夜温差较大,而冻土区冻土的物理力学性质受温度变化影响较为显著。所以要进行对冻土区的昼夜温差变化的监测。具体使用温度测试仪进行其指标的监测。日夜温差实时监测进行温差过大的天数统计,对会造成冻融循环次数增加的天数进行评定预警。

(1)桥上温度监测

温度变化是大跨度桥梁的重要作用源之一,常引起大的变形和桥梁线形的改变,是监测的重要内容[10]-[12]。长期监测中目前常采用光纤光栅温度传感器,其具有可分布式测量、耐久性好等优点,但价格昂贵,且由于封装和安装原因直接测试结构温度精度不高。武汉桥科院基于数字化温度传感器开发了一线总线温度测试系统。该温度测试系统由于采用数字信号采集传输,数据不会失真,提高了系统的稳定性和抗干扰性,同时大大减少了系统的电缆数,更保证了温度测量的同步性,且感温元件的制作精度高,传感器也无须另外标定。通过多座实桥测试的实践检验,该温度测试方法具有精度高、性能稳定、测试方便快捷等优点。

通过环境温度和桥梁各部分温度分布的测量,可以将监测结果与设计时的假定取值进行比较,对桥梁在实际温度作用下的安全性做出评价。具体需要进行监测的指标有温度,在监测过程中对桥身、路桥过渡段等多进行全面监测,使用的仪器有温度测试仪、热电阻热电偶等。局部代表性区域具体监测点分布见图4-1。

图4-1 监测点位置分布图

温度作用宜按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)规定取用。公路桥涵温度作用时的材料线膨胀系数及作用标准值可按表4-2规定取值。

表4-2 线膨胀系数

计算桥梁结构因均匀温度作用引起外加变形或约束变形时,应从受到约束的结构温度开始,考虑最高和最低有效温度的作用效应。如缺乏实际调查资料,公路混凝土结构和钢筋混凝土的最高和最低有效温度标准值,见表4-3。

表4-3 公路桥梁结构的有效温度标准值

(2)昼夜温差监测

根据已有数据显示青藏高原冻土区昼夜温差较大,而冻土区冻土的物理力学性质受温度变化影响较为显著。昼夜温差大会导致桥梁桩基各部件发生反复冻融循环,影响构件强度,或者冻胀融沉的发生会使桥梁桩基产生不均匀沉降,从而导致桥梁产生不均匀变形。所以要进行对冻土区的昼夜温差变化的监测。具体使用温度测试仪进行其指标的监测。日夜温差实时监测进行温差过大的天数统计,对会造成冻融循环次数增加的天数进行评定预警。