房勝兵

摘 要：膨脹混凝土大量使用在超長預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)中，為研究其收縮徐變規(guī)律，進(jìn)行膨脹混凝土材料的收縮性能的試驗(yàn)研究，基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)典型單元的收縮徐變進(jìn)行跟蹤監(jiān)測和時(shí)變性分析。獲得膨脹混凝土材料的收縮規(guī)律和結(jié)構(gòu)的收縮徐變規(guī)律；檢驗(yàn)超長預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁板構(gòu)件采用膨脹混凝土抵消早期收縮的效果。根據(jù)膨脹混凝土收縮性能的研究數(shù)據(jù)和實(shí)際施工進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)典型結(jié)構(gòu)單元施工階段進(jìn)行模擬計(jì)算分析，對(duì)計(jì)算結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理分析，結(jié)果顯示對(duì)結(jié)構(gòu)收縮徐變模擬分析的方法是可行的。

關(guān)鍵詞：超長結(jié)構(gòu) 收縮徐變 膨脹混凝土 跟蹤監(jiān)測 時(shí)變性分析

中圖分類號(hào)：TU43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）005-001-04

隨著現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)的飛速發(fā)展和建筑功能的高要求，結(jié)構(gòu)長度往往為了滿足建筑的需要而超出規(guī)范要求。很多超長混凝土結(jié)構(gòu)通過摻加膨脹劑來緩解混凝土早期收縮的影響，同時(shí)采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)來改善結(jié)構(gòu)正常使用條件下的工作性能。合理和較為準(zhǔn)確的超長結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析和設(shè)計(jì)必須考慮收縮徐變時(shí)變性因素的影響。

2 結(jié)構(gòu)跟蹤監(jiān)測

2.1 測點(diǎn)布置

2.2 監(jiān)測難點(diǎn)、流程及方法

2.2.1 監(jiān)測難點(diǎn)

季節(jié)性溫差、驟降溫差、日照溫差等溫度影響對(duì)超長結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變影響往往是不可忽視的，這方面的研究比較多，本文不再贅述詳。這部分應(yīng)力、應(yīng)變與收縮徐變導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變往往同時(shí)存在。要將收縮徐變和溫度影響分別開來有一定難度。本次監(jiān)測嘗試一些排除溫度影響的方法，以獲得較為單純的收縮徐變時(shí)變規(guī)律。

2.2.2 跟蹤監(jiān)測流程及方法

（1）在預(yù)定位置鋼筋綁扎完成時(shí)預(yù)埋振弦式應(yīng)變計(jì)，以應(yīng)變計(jì)在混凝土澆筑后初凝時(shí)的讀數(shù)作為初始數(shù)據(jù)。然后依次記錄混凝土澆筑后第0天（初凝），1天，3天，5，天，7天，10天，14天，21天，28天，45天，60天及以后每個(gè)月各采集一次的應(yīng)變數(shù)據(jù)。并記錄相應(yīng)的混凝土內(nèi)部溫度、環(huán)境溫度和相對(duì)濕度，觀察裂縫的發(fā)展情況。

（2）橫向框架梁（數(shù)字軸線方向，后稱橫向）預(yù)應(yīng)力張拉之前后各讀一次數(shù)據(jù)。（目的是將預(yù)應(yīng)力張拉引起的彈性應(yīng)變影響排除掉）。同樣次梁預(yù)應(yīng)力張拉前讀一次數(shù)據(jù)，張拉后讀一次數(shù)據(jù)。（如框架梁與次梁同一天張拉，可將兩次合并）。其后采集數(shù)據(jù)日期同a步驟。

（3）在8.2米層，14.2米層，18.9米層該區(qū)混凝土澆筑前后及橫向預(yù)應(yīng)力張拉前后也應(yīng)讀取各相應(yīng)應(yīng)力測點(diǎn)數(shù)據(jù)（本層可將預(yù)應(yīng)力張拉引起的彈性應(yīng)變影響排除掉，其下諸層可排除層間預(yù)應(yīng)力張拉所引起彈性變形的影響），其他按a步驟繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)。

（4）考慮到鋼拱安裝后將可能會(huì)對(duì)混凝土框架產(chǎn)生較大的推力。前后各測量一次（目的是為排除鋼拱推力產(chǎn)生的彈性變形影響）。其他按a步驟繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)。

（5）各主要施工工況完成后，條件允許的情況下，每個(gè)月測試一次，并觀測梁板裂縫變化情況，記錄下測試時(shí)的溫度、濕度及時(shí)間。

2.3.2 板的內(nèi)部溫度及收縮徐變監(jiān)測結(jié)果

3 模擬計(jì)算及其與實(shí)測結(jié)果對(duì)比

選取當(dāng)前國內(nèi)常用的Midas Gen7.8軟件對(duì)結(jié)構(gòu)的整個(gè)施工過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，以研究計(jì)算模擬的混凝土結(jié)構(gòu)的收縮徐變與實(shí)際監(jiān)測的差異。

4 結(jié)論

（1）獲得了超長結(jié)構(gòu)普遍適用的摻加了膨脹劑的C40混凝土收縮應(yīng)變時(shí)變曲線，其收縮規(guī)律與未加膨脹劑時(shí)存在較大差異。

（2）本次監(jiān)測檢驗(yàn)了該工程結(jié)構(gòu)中的梁板構(gòu)件摻加膨脹劑抵消前期收縮的效果。發(fā)現(xiàn)梁中的膨脹效果不盡如人意，而板中的效果較好。還發(fā)現(xiàn)梁板雖為同樣的混凝土，但在膨脹劑作用下其收縮徐變發(fā)展規(guī)律并不相同，甚至在前期相反。梁的收縮徐變發(fā)展規(guī)律與混凝土材料的前期收縮規(guī)律基本相反，而板基本與材料的收縮規(guī)律相同。經(jīng)查證主要因?yàn)樵诹褐兴療岵坏陀?0℃，相對(duì)濕度為60%～85%條件下，膨脹劑的作用發(fā)揮受到限制，這在設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)給予足夠的重視。本次長期跟蹤監(jiān)測較好的排除了溫度的影響，獲得了超長結(jié)構(gòu)施工階段梁板構(gòu)件的收縮徐變發(fā)展規(guī)律曲線。

（3）數(shù)值模擬較好的模擬出了板的收縮徐變時(shí)變規(guī)律，可以預(yù)知在對(duì)其次內(nèi)力計(jì)算時(shí)的結(jié)果具有一定的可靠性。在以后摻加了膨脹劑的低水化熱（一般小于30℃）或者未摻加膨脹劑超長混凝土結(jié)構(gòu)的模擬中，該分析方法可以提供較好的參考數(shù)據(jù)。同時(shí)，可以認(rèn)為本次跟蹤監(jiān)測方法具有一定的可行性，對(duì)于以后該類結(jié)構(gòu)收縮徐變的研究具有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 韓重慶.大面積預(yù)應(yīng)力混凝土梁板結(jié)構(gòu)不設(shè)溫度縫研究[D].南京：東南大學(xué)，2001.

[2] 劉興法.混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力分析[M].北京：人民交通出版社，1991.

[3] 吳中偉，張鴻直.膨脹混凝土[M].北京：中國鐵道出版社，1990：1-12.

[4] 周俊龍，楊長輝，潘昕.溫濕度對(duì)混凝土膨脹劑膨脹作用的影響[J].混凝土，2007（11）：73-76.