文档介绍：悬臂变截面梁预应力损失试验研究
悬臂变截面梁预应力损失试验研究
摘要:悬臂变截面梁的预应力损失计算目前还缺乏足够的试验验证和理论计算方法,本文结合深圳地铁1号线机场段后瑞高架站的悬臂变截面梁,对悬臂梁根部截面进行应力应变测试,结合实体空间有限元分析结果,验证了该悬臂梁的安全性,并给出了预应力损失的计算方法,可供相关人员参考。
中图分类号:TU394文献标识码: A

1 引言
当前,高速铁路、地铁及城市轻轨,已成为我国铁路运输业发展的重要战略。由于列车速度的提高和运输量的增大,地铁客站已不再是传统意义上的站房,而是现代化城市整体公共交通服务设施之一,必须有效合理地组织客流,在时间、空间上有机衔接,形成地下、地面和高架的综合交通枢纽,兼具交通运输和房屋建筑的双重功能[1]。
在组织方式上是立体的,比如下层是公路、公路上方是铁路、铁路上方是站房的形式。为了适应城市功能的需要,往往将桥梁的两端向外做成大的悬臂,上部站房屋盖支承在悬臂上,列车荷载和上部大跨度的房屋荷载都是直接施加在结构的悬臂部分。这种立体式综合交通枢纽属于桥—建组合式结构, 兼具建筑构件与桥梁构件的特征。对于这类结构的设计,目前没有独立的规范可依,要兼顾房、桥两专业的规范。但两类规范在材料强度的取值,荷载效应的组合方式以及检算条件方面都存在差异[2~4]。
为了保证这种悬臂变截面梁的结构安全性,对其是预应力损失进行研究是相当重要的。由于预应力损失受到混凝土和钢材性能、养护和湿度条件、预加应力的时间和大小以及预应力工艺等的影响,已有的预应力损失计算方法都具有一定适用范围,对悬臂变截面梁的预应力损失计算目前还缺乏足够的试验验证。本文结合深圳地铁1号线机场段后瑞高架站的悬臂变截面梁,对悬臂梁根部截面进行了应力应变测试,结合实体空间有限元分析结果,验证了该悬臂梁的安全性,并给出了预应力损失的计算方法,可供相关人员参考。
2 试验简介
工程概况
深圳地铁1号线机场段后瑞高架站主体结构地上三层,结构类型为框架结构,屋盖为轻钢结构,列车轨道梁坐落于轨道层预应力悬臂梁横梁上,如图1所示,,为后张法部分预应力悬臂梁,预应力钢束锚下控制应力为1395Mpa,该悬臂梁直接承受上部列车荷载及上部钢结构荷载。

图1 列车轨道与悬挑梁的位置关系
传感器布置

图2 混凝土应变计在截面上的位置
采用埋入式混凝土应变计测试混凝土应变,其量程为±1500,灵敏度为1,带有温度修正功能。测试部位选在悬臂梁弯矩最大的根部截面,总计选取四个截面,编号分别为I(a)、I(b)、II(a)和II (b)。混凝土混凝土应变计在沿截面高度方向大致均匀分布,帮扎在普通钢筋上,混凝土应变计在截面上的位置如图2所示,现场埋设情况如图3所示。

图3 混凝土应变计现场埋设情况
3 试验结果及分析
现场检测3次,第1次是混凝土应变计现场绑扎完成后的检测,即初应变检测;第2次是在列车营运前,即无列车荷载时的检测;第3次是是在列车营运时,即有列车通过时的检测。图4为混凝土应变沿截面高度的分布情况。
由现场测试结果可知,无论有无列车通过,该悬臂梁根部截面均为压应变,截面的最大压应变在截面上部,最小压