高速铁路大跨度连续梁施工中温度影响探讨

【摘 要】 近些年来，由于频繁出现极端天气，特别是2013年华东地区特别是浙江地区出现严重持续高温天气，对高铁建设及运营带来极大的挑战，为了减少高温对大跨度连续箱梁的影响及保证运营后线路的安全，本文将结合具体工程，分析大跨度连续梁施工中温度控制，得出了一些指导意义的结论。

【关键词】 高速铁路；大跨度连续梁；温度；监控

1. 工程概况

宁波特大桥全程25472.2延长米，其中宁波特大桥跨宁波绕城高速公路工程连续梁桥梁全长256米，主桥上部结构采用48+80x2+48=256m四跨变高度预应力混凝土连续箱梁，采用C50砼，菱形挂篮悬臂浇筑施工。本文将结合此连续箱梁分析。

2. 大跨度连续梁施工中温度及挠度控制

2.1. 温度应力

置于自然环境中的混凝土结构，长期经受自然界气温的变化和日辐射等循环作用。由于混凝土结构的热传导性能差，其周围环境及日辐射等作用，将使表面温度迅速上升（或降低），但结构的内部温度仍基本处于原来的状态，这样在混凝土结构中便形成了较大的温度梯度，混凝土结构的各部分处于不同温度状态。由此而产生的温度变形，当结构存在内、外约束时，会产生相当大的温差应力。理论研究和实验证明，在大跨度预应力混凝土箱梁桥梁中，特别是超静定结构体系，温度应力的是混凝土箱梁发生裂纹的主要原因；同时，温度作用对桥梁结构的影响，除了非线性的性质产生的较大的结构的内力外，还将产生较大的变形。这种变形不仅会影响运营中桥梁结构的线形，更重要的是在施工过程中会对阶段施工的立模标高产生很大的影响。所以温度影响是连续梁施工、设计考虑的重要方面。

混凝土结构来讲，置于自然环境条件变化所产生的温度荷载，一般可分为以下三种类型：①日照温度荷载；②骤然降温温度荷载；③年温温度荷载；其中主要控制的是日照温差的影响。

日照温差主要是由于太阳辐射引起的，其对结构的影响较大且呈一定的周期性，对它的研究可以总结出相应的规律，为今后的桥梁施工提供依据。

2.2. 施工中桥梁温度监控

施工监控一方面根据实际施工方法对施工的每一个阶段进行理论计算，求得对施工过程中的关键控制值；另一方面对施工过程中的关键控制值进行精确测，针对实际过程中由于种种因素所引起的理论与实测结果偏差，采用合理的方法加以控制、调整。

2.2.1. 温度监测

为了掌握混凝土箱梁截面的温度场分布及其变化规律，经综合考虑后选取每个浇筑块截面布置温度观测点，选用智能温度传感器采集现场截面温度数据；观测时无施工作业，同时记录时间、空气温度、混凝土表面温度和箱内温度。

2.2.2. 挠度监测

在现场控制网的基础上根据实际需要在适当的位置布设监控点，平面控制网按照Ⅰ级导线、高程控制网采用1985国家高程基本按二等水准的技术要求施测。

2.3. 数据处理及分析

2.3.1. 温度分析

箱梁温度场的观测，选在有代表性的天气进行，一天中的温度测量从早上6：00开始至20：00结束，每小时观测一次。通过梁内预埋的温度传感器，可以获得箱梁内部温度的变化以及和外界温度的关系，总结温度效应的规律。

通过对本桥连续的观测，得出梁体温度随时间变化的曲线如下图：

从图中可以看出，顶板受阳光照射的影响，温度不断上升，而底板由于不受阳光直射，且混凝土结构对热的传导较慢，再加上通风等原因导致其温度变化较慢，由此在梁体截面上形成较大的温度梯度。

2.3.2. 挠度分析

梁体温度―挠度关系式确定各阶段施工立模标高的主要因素之一，因此，对梁体挠度和温度二者之间的关系进行研究十分必要，挠度变化检测通过上述控制网控制，与温度检测同步进行，每隔2h不间断检测，掌握高程变化受温度应的关系，以此来确定立模标高。本监测以初始值为0进行相对测量。

根据对箱梁标高相对测量，得出绕度的变化与温度变化的规律基本相同。当梁体顶板、底板温差最大时，挠度达到最大；而温差较小时，挠度变化很小。

3. 结束语

通过对杭甬客专宁波绕城连续梁施工过程中对温度及挠度监控，可以得出如下结论：

（1）、立模标高的放样和挠度观测应尽量安排在早上，此时温度对箱梁的影响较小；

（2）、在大跨度预应力连续箱梁的施工控制中，应进行应力、温度、挠度的控制；

（3）、在实际计算应力变化时，其温度梯度的选定应根据现场实测的结果来计算；