外文翻譯--預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中計(jì)算長(zhǎng)期撓度和實(shí)測(cè)長(zhǎng)期撓度之間的差異

1、.附錄A 外文翻譯預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中計(jì)算長(zhǎng)期撓度和實(shí)測(cè)長(zhǎng)期撓度之間的差異摘要：監(jiān)測(cè)五個(gè)預(yù)制，預(yù)應(yīng)力梁橋制造和使用過(guò)程中，隨著時(shí)間的推移的路拱變化、曲面變化與相應(yīng)溫度應(yīng)變的測(cè)量的比較。初冬時(shí)節(jié)每片梁在戶外澆筑。因此，冰冷的面扮演了散熱器的角色，每個(gè)被檢測(cè)的梁在固化過(guò)程中都存在著一個(gè)明顯的溫度梯度。短期和長(zhǎng)期預(yù)拱度被廣泛認(rèn)為是由溫度梯度引起。固化溫度對(duì)梁拱的影響的計(jì)算程序應(yīng)運(yùn)而生。此外，使用乘數(shù)法、修正乘數(shù)法和詳細(xì)時(shí)間步長(zhǎng)法的預(yù)測(cè)值與測(cè)量值的比較。實(shí)驗(yàn)表明使用詳細(xì)的時(shí)間步長(zhǎng)法計(jì)算的大跨度梁的測(cè)量?jī)A角值平均在預(yù)測(cè)值10左右，而簡(jiǎn)單的方法的值最低22到最高27不等。DOI：10.1061/(ASCE)

2、CF.1943-5509.0000121CE數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)題：橋梁 混凝土橋梁 預(yù)制混凝土 高強(qiáng)度混凝土設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞：橋梁 混凝土 預(yù)制 高強(qiáng)度混凝土 設(shè)計(jì)介紹不準(zhǔn)確預(yù)測(cè)橋的主梁拱度，會(huì)引起道路行駛服務(wù)條件欠佳。由于混凝土的收縮，徐變，松弛，彈性壓縮而引起預(yù)應(yīng)力的變化，使預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的長(zhǎng)期撓度預(yù)測(cè)變的復(fù)雜。預(yù)測(cè)預(yù)應(yīng)力混凝土梁拱方法有三大類：1乘數(shù)法；2根據(jù)材料實(shí)際的性質(zhì)改進(jìn)修正乘數(shù)法；3時(shí)間步長(zhǎng)法。最常用的乘數(shù)法是在1977年Martin發(fā)現(xiàn)的。估算拱形隨著時(shí)間的推移的變化，由瞬間彈性變形引起的長(zhǎng)期撓度乘數(shù)偏差。瞬時(shí)彈性變形的上方組成部分和下方組成部分是分開(kāi)的，因?yàn)橄蛏项A(yù)應(yīng)力組件受徐變和預(yù)應(yīng)力損

3、失的影響，而下面部分盡受徐變單獨(dú)影響。這種方法已被證明，對(duì)于典型的施工順序，在澆筑橋面板時(shí)，可以充分預(yù)測(cè)梁拱，但不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)橋面板對(duì)梁拱的影響。雖然修改方法提供了一個(gè)通用的曲面估計(jì)過(guò)程，但它不考慮具體的材料特性，如徐變和收縮?；炷?如高性能混凝土)已被證明和常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)比較有少徐變和收縮值，在使用修改方法可能會(huì)導(dǎo)致拱度值與預(yù)測(cè)值不同。為了提供更好的路拱度而估計(jì)不同強(qiáng)度的混凝土梁結(jié)構(gòu)，Tadros等。1985年發(fā)現(xiàn)改進(jìn)的修正乘數(shù)方法。這種方法具體到不同的混凝土混合物，使用具體的特定的徐變系數(shù)。研究者指出該方法，僅限于完全預(yù)制品，當(dāng)梁與現(xiàn)澆橋面復(fù)合時(shí)，修改方法不能提供合理的結(jié)果。時(shí)間步長(zhǎng)法是比

4、較精密的計(jì)算方法，它允許設(shè)計(jì)者與前面提到的比較后，獲得更準(zhǔn)確地估計(jì)梁拱方法。時(shí)間步長(zhǎng)法在三種方法之中被認(rèn)為是最準(zhǔn)確的，并可以混合測(cè)量的材料屬性，以及考慮到梁的在模板澆筑時(shí)的齡期。雖然幾種時(shí)間步長(zhǎng)法已經(jīng)提出(如1987年，Nilson，1997年，Collins and Mitchell；2006年，Hinkle)，但每個(gè)時(shí)間相關(guān)結(jié)果都必須依賴于精確的計(jì)算。一些研究人員監(jiān)測(cè)和比較，隨著時(shí)間的推移預(yù)應(yīng)力混凝土梁的彎曲度的變化。Ahlborn(1999年)監(jiān)測(cè)兩個(gè)大跨度，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土組合梁的撓度。兩個(gè)梁分別采用不同的混凝土配合比設(shè)計(jì)與抗壓強(qiáng)度在28天撓度超過(guò)75.8MPa（1100磅）。200

5、天之后，梁板為230mm(9in)厚度，28天抗壓強(qiáng)度31.0MPa(4500磅)的現(xiàn)澆板復(fù)合。第60天，研究人員發(fā)現(xiàn)，預(yù)制/預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)會(huì)(PCI)的乘數(shù)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)石灰石粗骨料制成的梁拱，但高估了約50mm的構(gòu)造梁的路拱的彎曲度(2in)。圖1 橋梁儀表布局平面圖Stallings等人。(2003年)檢測(cè)五高性能混凝土梁，從一個(gè)大的橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)張拉和外傾角的變化。此外，從澆筑時(shí)間到200天，研究人員監(jiān)測(cè)曲線在一個(gè)附加的31橋梁的拱。研究人員對(duì)使用PCI乘數(shù)法和增量步長(zhǎng)法對(duì)測(cè)量結(jié)果與計(jì)算值進(jìn)行比較。當(dāng)采用實(shí)際的材料參數(shù)，使用PCI乘數(shù)法計(jì)算的預(yù)拱度測(cè)量值顯著高于測(cè)量值，然而增量方法使傾角值接

6、近測(cè)量值。Hinkle(2006年)監(jiān)測(cè)27改裝球形，高性能混凝土制成的T-梁的撓度。路拱度測(cè)量與使用時(shí)間步增量法計(jì)算進(jìn)行比較。雖然使用輸入 徐變和收縮的測(cè)量各種方法，但研究人員決定輸入來(lái)自Shams and Kahn模型研究出的最精確的傾角值。其他路拱的測(cè)量相關(guān)研究的例子，F(xiàn)urr和Sinno(1967年被發(fā)現(xiàn)，Gross和Burns 2000年，Kelly等。 1987年，Branson，1977)。在一般情況下，研究人員發(fā)現(xiàn)，無(wú)論什么預(yù)測(cè)方法，在自由情況下，計(jì)算撓度和在模板澆筑構(gòu)件撓度的計(jì)算，對(duì)于準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)長(zhǎng)期梁撓度是必不可少的。本文提出了在第3年時(shí)的撓度測(cè)量對(duì)于正使用的一個(gè)建

7、在華盛頓州的典型的三跨預(yù)應(yīng)力混凝土橋。梁橋參數(shù)允許有兩個(gè)不同的跨度和水平預(yù)應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。使用HPC的長(zhǎng)期測(cè)量的傾角測(cè)量對(duì)設(shè)計(jì)師是彌足珍貴的。不受約束下的預(yù)測(cè)拱度值和模板澆筑時(shí)的預(yù)測(cè)拱度值的變化與測(cè)值之間的差異。固化和連續(xù)性測(cè)量值的影響被提出。SR18/SR516津塘SR18/SR516津塘，設(shè)計(jì)成一個(gè)預(yù)制，預(yù)應(yīng)力三跨橋梁。橋梁的設(shè)計(jì)支撐 簡(jiǎn)支梁，橋面自重，三 跨連續(xù)，活荷載和恒載疊加的梁。 第一和第三的跨度有23.3m(76.7in），中間跨度為40.6(133in)。橋面寬度為11.6m，并設(shè)計(jì)了兩個(gè)40斜交的車道。圖1所示SR18/SR516津塘的正面圖。五個(gè)華盛頓W74MG梁(圖2)用于

8、支持 每一跨度的鋼筋混凝土橋面?；炷翉?qiáng)度和預(yù)應(yīng)力束的數(shù)量設(shè)計(jì)建立在HS25汽車允許使用的(華盛頓交通部)的設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上的重載。51mm(2in)的直徑保持15mm(0.6in)間距用于發(fā)展所需的預(yù)應(yīng)力。用14豎琴鋼絞線和26直鋼絞線給大跨度預(yù)應(yīng)力梁施加預(yù)應(yīng)力?？缍容^短的簡(jiǎn)支梁施加預(yù)應(yīng)力只有14其中6根是豎琴型。圖2 梁截面與儀器位置在56天，簡(jiǎn)支梁的跨中，所需混凝土抗壓強(qiáng)度為68.9MPa(10.0KSI），和預(yù)應(yīng)力鋼絞線的同時(shí)釋放為是51.0MPa(7.4KSI)更重要的。因?yàn)榱嚎?和3在長(zhǎng)度較短，混凝土強(qiáng)度只需要34.5MPa(5.0KSI)在沒(méi)有約束的情況下。通過(guò)增加混凝土梁強(qiáng)度到

9、華盛頓交通部的標(biāo)準(zhǔn)值為38MPa(5.5KS)在自由狀態(tài)下和在56天以上標(biāo)準(zhǔn)值約48MPa(7.0KSI)，設(shè)計(jì)師們能夠?qū)崿F(xiàn)2.44m(8in)較大的梁間距。因此，梁絞線總數(shù)從7根減少至5根。澆筑后，直到同樣氣瓶匹配固化系統(tǒng)修復(fù)后主梁才絕緣覆蓋層進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，并已取得指定的釋放強(qiáng)度。到達(dá)指定的釋放強(qiáng)度所需的時(shí)間約24小時(shí)。因此，裝配工在為期2天的制作周期進(jìn)行操作。去除應(yīng)力后，梁被存儲(chǔ)在梁 場(chǎng)，直到他們被運(yùn)到橋位。大梁豎立緊隨連夜裝運(yùn)。在5個(gè)月后的大梁架設(shè)，承包商對(duì)橋梁工作只能斷斷續(xù)續(xù)。在這段時(shí)間內(nèi)，中間的隔膜被蒙上約10天的期限。當(dāng)橋梁的年齡約6個(gè)月時(shí)大梁由190mm(7.5in)厚的材料板復(fù)

10、合。監(jiān)測(cè)方案每個(gè)檢測(cè)梁的預(yù)拱度，使用兩個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)行監(jiān)測(cè)拉伸系統(tǒng)，為了在很短的時(shí)間間隔集中測(cè)量。該系統(tǒng)使用重錘拉伸器、重量和無(wú)軌電車系統(tǒng)提供的一個(gè)參考框架進(jìn)行讀數(shù)。線性差動(dòng)變壓器用來(lái)記錄外傾角的變化。這個(gè)線性差動(dòng)變壓器連接到多路轉(zhuǎn)接器，并且用數(shù)據(jù)記錄器來(lái)記錄位移。雖然這種方法在短時(shí)間內(nèi)工作比較理想，但它難以維持在施工期間的工作，并且必須經(jīng)常更改。Barr等人發(fā)現(xiàn)更多有關(guān)延伸線系統(tǒng)并用于監(jiān)控每天的外傾角變化的信息(2005年)。第二個(gè)拱監(jiān)控系統(tǒng)使用水準(zhǔn)儀。使用這個(gè)系統(tǒng)，在梁跨1的梁A和梁C的預(yù)拱度以及梁跨2的梁A-C自澆筑后3年內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)(圖1)。此外，梁跨1的主梁B和梁跨2的主梁D和E在開(kāi)始安裝

11、時(shí)，進(jìn)行監(jiān)測(cè)梁和模板澆筑完成，施工時(shí)經(jīng)常測(cè)量被允許。板澆筑后的幾個(gè)星期，測(cè)量頻率降低到每年一次。在所有情況下測(cè)量采取清晨測(cè)量減少熱凸度的影響。此外撓度測(cè)量，嵌入式儀器是用來(lái)監(jiān)測(cè)應(yīng)變和溫度的變化和撓度的相關(guān)性。用于監(jiān)測(cè)這座橋的應(yīng)變和溫度的變化的主要傳感器的振動(dòng)線應(yīng)變計(jì)(VSWG)和熱敏電阻不可分割。每個(gè)儀器放置可以識(shí)別梁跨1或2，主梁A、B、或C、E或M跨度的位置。在梁澆筑前放置30個(gè)儀表計(jì)。這些被嵌入在三個(gè)大跨度梁2A、2B、2C和兩個(gè)小跨度的簡(jiǎn)支梁1A和1B，混凝土溫度監(jiān)測(cè)和在每個(gè)梁縱向的兩個(gè)位置：位置M位于中跨附近，位置E位于從梁端到最近的橋墩的1.52m(5in)處(圖1)。梁跨2每個(gè)位

12、置被儀表化，如下圖2。兩個(gè)VSWG(底部左側(cè)和底部右側(cè))嵌入在每個(gè)梁的底部的預(yù)應(yīng)力鋼重心處。在梁的高度置三個(gè)儀表計(jì)(最低位置、中間位置、最上位置0放置在梁高的在四分之一點(diǎn)位置和一個(gè)儀表計(jì)(頂梁)放在大梁邊緣的頂部。梁跨1的唯一的區(qū)別是底部?jī)x表(BL和BR)被放置在不同高度，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力束的重心不同。在3年期間嵌入式儀表測(cè)量應(yīng)變和溫度撓度變化和撓度測(cè)量。在固化過(guò)程中，儀表每15分鐘進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)，但在去應(yīng)力，讀數(shù)的時(shí)間間隔減少到1分鐘。去除應(yīng)力后，每小時(shí)的時(shí)間隔計(jì)讀，直到6個(gè)月。隨后在6小時(shí)的間隔，進(jìn)行一次計(jì)讀。觀察混凝土柱在梁的跨中，第一個(gè)3年，監(jiān)測(cè)主梁2B應(yīng)變歷史(圖3)。在0天恰逢預(yù)應(yīng)力鋼絞線

13、的釋放時(shí)拉應(yīng)力變化會(huì)發(fā)生突變。隨后的變化是歸于混凝土徐變和收縮，混凝土，鋼絞線松弛，和橋面澆筑引起的(200天)。梁底部的儀表計(jì)，經(jīng)歷了一個(gè)相對(duì)較高的應(yīng)變相對(duì)于應(yīng)力較化。在應(yīng)變中較小的增加過(guò)程發(fā)生在運(yùn)輸過(guò)程中，隨時(shí)間推移數(shù)據(jù)被記錄(55-70)。r這一增長(zhǎng)被認(rèn)為已消除了，在梁場(chǎng)中用于支持梁的墊木。一旦梁被支撐，他們?cè)谥翁幪峁┑哪Σ磷枇Ψ催^(guò)來(lái)又積極促進(jìn)，減少拱度的消失時(shí)間。梁的自由曲面和底部的柱的增加，在運(yùn)輸中梁的底部的應(yīng)變變化變得合理量如圖一，另一個(gè)動(dòng)態(tài)顯示類似梁的趨勢(shì)。圖3 橋梁2B的張拉歷史=應(yīng)變梁底部的摩擦系數(shù)的變化，L=跨度；W =每英尺梁重量；W=跨截面積的梁；E=梁的彈性模量；Y

14、=混凝土重心距離底部中心；和r=回轉(zhuǎn)半徑。觀測(cè)曲面Fig.4橋跨2所有五個(gè)主梁拱的歷史被顯示在圖4。測(cè)量值是使用水準(zhǔn)儀得到的。外傾角的讀數(shù)被糾正，以考慮針對(duì)不同的梁端條件，在場(chǎng)內(nèi)和外地之間的使用歐拉-伯努利理論。53天前，讀數(shù)被帶到在預(yù)制梁場(chǎng)。因?yàn)闀r(shí)間允許的水平讀數(shù)，讀數(shù)白天熱效應(yīng)是最大的。因此，在預(yù)制梁場(chǎng)，拱形的徐變，收縮讀數(shù)，梁的位置和一天的時(shí)間，都會(huì)被影響特別是梁2C接觸的陽(yáng)光最多，因此溫度對(duì)拱形的影響多余梁2A和2B。第一個(gè)讀數(shù)在梁豎立的63天時(shí)，豎立53天到62天之后，的最后一個(gè)讀數(shù)（圖4）。所有的梁的撓度，會(huì)在53日的陽(yáng)光明媚的下午3:30，水平讀數(shù)受熱凸度影響。在62日上午5:3

15、0，熱凸度較小。在傾角53和62天之間的差值，被認(rèn)為是熱凸度影響的結(jié)果，這個(gè)更大的幅度對(duì)板的影響。拱度會(huì)由于每天的溫度變化而變化。當(dāng)梁被豎立后，這些變化的幅度與實(shí)測(cè)值是一致的。Barr等人，2005年。圖4。SR18/SR516津塘簡(jiǎn)支梁中跨的傾角圖5 SR18/SR516津塘簡(jiǎn)支梁梁跨的傾角此外傾角測(cè)量?jī)x表在梁測(cè)量梁拱度，當(dāng)梁被豎起時(shí)，大梁2D和2E 開(kāi)始架后，撓度讀數(shù)大約每?jī)尚瞧诒挥涗浺淮巍Ａ杭茉O(shè)后，傾角讀數(shù)大約每 2個(gè)星期，曲線圖輕微驟降。(圖 4)在101天和104天的讀數(shù)與模板澆筑的聯(lián)系，在傾角讀數(shù)的額外下降的原因，在128和164天之間，是不太清楚，但橋墩隔板底腳澆筑大約

16、在130天左右。梁盡頭伸出的鋼筋和鋼絞線的擴(kuò)展；鏈夾頭安裝錨錠上，所以橋墩隔膜澆筑部分連接在張力和壓縮。連接它們約束徐變和收縮的混凝土梁的兩端所觀察到的，是一個(gè)合理的解釋。在拱驟降近200天，相當(dāng)于板澆筑每2大跨度梁撓度偏轉(zhuǎn)了約29mm(1.1in)由于橋面澆筑鑄造橋面。隨著時(shí)間的推移，梁的預(yù)拱度略有增加而混凝土路面板澆筑大概是引起連續(xù)結(jié)構(gòu)的收縮差的原因。儀表梁跨1的曲面的歷史(如圖 5)。同時(shí)采取了梁跨2的每個(gè)讀數(shù)。此外，在梁跨2，運(yùn)輸、安裝、模板澆筑并和梁板澆筑為同一天內(nèi)發(fā)生。梁1B的拱度測(cè)量 開(kāi)始于第73天。梁跨2的拱形的總體變動(dòng)情況 與梁跨1相似，但幅度較小。在模板上澆筑造成

17、每個(gè)梁偏轉(zhuǎn)4mm(1/8in)。在梁跨1被澆筑后板的拱跨度幾乎沒(méi)有變動(dòng)。除了隨著時(shí)間的推移，各自的梁拱的傾角的變化也有顯著性差異。梁跨2的主梁2B的路拱經(jīng)歷了從最初主梁2A和最后的主梁2C。對(duì)于梁跨1主梁1C經(jīng)歷了最低的路拱，而梁1A有較大的傾角值。他們?cè)诹侯A(yù)拱度相對(duì)差異被認(rèn)為是由在固化過(guò)程中各自的大梁的溫度引起。圖6 固化過(guò)程中的典型溫度歷史固化SR18/SR516一跨梁在整個(gè)固化過(guò)程中混凝土溫度監(jiān)測(cè)梁高的每個(gè)位置。圖6所示，對(duì)于典型的板梁在澆筑過(guò)程中，混凝土的溫度隨著具體時(shí)間和位置變化。在先澆筑加熱固化時(shí)(時(shí)間0)，混凝土梁最冷。讀數(shù)的起伏對(duì)應(yīng)激活和停用自動(dòng)蒸汽養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)。立即澆筑后，水泥水

18、化還沒(méi)有開(kāi)始，所以蒸汽加熱升溫需要具體的固化溫度。此后，水化熱才足以維持目標(biāo)溫度，直到澆筑后大約15小時(shí)，蒸汽養(yǎng)護(hù)再次需要。在此情況下的梁，澆筑后23小時(shí)，蒸汽停用，模板被拆除，并迅速冷卻梁。在環(huán)境溫度為5至10時(shí)去掉應(yīng)力。梁的截面在不同的高度有一個(gè)顯著的溫度梯度(如圖6)。混凝土溫度在底部最低和在頂部最高。這種變化可以歸因于在冬季寒冷的環(huán)境溫度，至于冰冷的地上冷卻梁的底部。此外，外加蒸汽加熱有可能上升到頂端的絕緣覆蓋層形成的。頂部和底部之間的壓力表的最大溫差約25(45)對(duì)于每個(gè)梁。溫度歷史從一個(gè)到另一個(gè)梁也略有變化。承包商制造的梁跨2以主梁2E開(kāi)始和以梁2A結(jié)束。由于梁2C首先被儀表化的制造梁，直到觀察到固化溫度后才去應(yīng)力。按照制造廠的做法，確保固化系統(tǒng)連接的熱電偶已被放置每個(gè)梁重心處。在制造梁2C顯示熱梯度后，它被選為移動(dòng)熱電偶接近底部的梁2B邊緣。在固化過(guò)程中，一個(gè)較大的過(guò)梁高度引起了較大的熱梯度。對(duì)于梁2A，熱電偶放置在重心處，主梁2C和2B的底部中間的溫度梯度變