某地下綜合換乘服務中心超長混凝土結構溫度及應力實測研究

黃沖 侯敏 宋林波 鄢煒 魯兆紅 張元植

文章對某地下綜合換乘服務中心超長混凝土結構溫度、應變監(jiān)測情況進行介紹，對現(xiàn)階段實測數(shù)據(jù)進行分析。通過本文分析，明確了現(xiàn)階段后澆帶未封閉的情況下，單個流水段混凝土框架結構溫度應力、應變的變化特點，為后續(xù)施工及類似工程提供實測數(shù)據(jù)及理論分析數(shù)據(jù)支撐。

超長結構; 施工階段; 溫度應力; 監(jiān)測

TU758. 1?? A

[定稿日期]2021-11-11

[作者簡介]黃沖（1985～），男，碩士，高級工程師，研究方向為工程結構設計。

1 概述

某地下綜合換乘服務中心位于成都市天府大道以東。其地下南側停車場項目為兩層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構，局部三層（電梯），南北向長約565 m，在中部設置一道伸縮縫，劃分為南側（293.4 m）與北側（271.6 m），東西向寬40～70 m，為超長混凝土結構。南側停車場結構底板頂標高為-14.2 m，中板頂標高為-10.1 m，頂板頂標高為-5.7 m，頂板局部有升板，升板高度為1 m。整個施工過程依次按8個流水段由南向北進行施工，中間設有7條后澆帶。本科研項目主要涉及南側停車場。南側停車場地下二層平面如圖1所示。南側停車場的梁、板、擋土墻均采用C30混凝土，樁基礎、承臺采用C35混凝土，框架柱以及內(nèi)部剪力墻采用C45混凝土。該項目施工現(xiàn)狀平面見圖2。

本文以該在建項目為背景，結合對混凝土結構溫度、應力的監(jiān)測，通過從夏季到第二年春季持續(xù)時間約為289 d的部分測點溫度、應力監(jiān)測，對相關規(guī)律特征進行總結。采用MIDAS/Gen軟件針對實測結果進行計算分析，得到有益的結論與建議。

2 溫度應力實測試驗介紹

2.1 測點布置

該項目已施工完成第1～7流水段，各流水段之間設置后澆帶，各流水段長度約為40 m。目前，各流水段之間預留施工縫未封閉。主要針對混凝土應力及溫度進行監(jiān)測。共布置30個監(jiān)測測點，地下一層布18個測點（板12個測點，擋土墻6個測點），地下二層頂板布12個測點，地下一層與地下二層樓板位置的測點上下對應。

2.2 監(jiān)測原理與監(jiān)測設備

該項目主要采用振弦式應變計監(jiān)測結構應力及溫度。振弦式應變計原理為：一定長度的鋼弦張拉在兩個端塊之間，端塊牢固置于被測構件表面，結構的變形使得兩端塊相對移動并導致鋼弦張力變化，這種張力的變化使鋼弦諧振頻率改變來測量構件的變形。應變計的信號激勵與讀數(shù)通過位于靠近鋼弦的電磁線圈完成。振弦式傳感器本身集成有溫度傳感器，能夠測量該位處結構溫度。在應變計上方安裝金屬保護盒，防止應變計遭到破壞，便于長期監(jiān)測。具體安裝步驟見圖3，安裝效果見圖4。

測量時，記錄測量時間及每次測量的時間。利用測得的溫度及頻率，進行分析、篩選。

3 溫度、應力實測結果分析

考慮到第1～7流水段之間的預留施工縫未封閉，后澆帶未施工，導致各流水段形成獨立受力結構。而在第7流水段布置測點最多，故本節(jié)對第7流水段混凝土結構溫度、應力監(jiān)測結果進行分析。整個第7流水段縱向（Y向）長40.5 m，橫向（X向）45.1 m，施工現(xiàn)場在第7流水段地下二層頂板2、3、4、13、14、15號位置埋設了應變計，見圖5。

該流水段于2019年6月17日進行了地下二層頂板的混凝土澆筑施工，并與次日凌晨完成澆筑施工。本流水段溫度、應變傳感器于澆筑前布設。2019年6月20日后，由于受工程停工等因素影響，測量出現(xiàn)了間斷，第7流水段早期的收縮沒有實測數(shù)據(jù)，直到2019年11月6日進行了現(xiàn)場的第3次測量，這個過程中的數(shù)據(jù)缺失，這期間混凝土已經(jīng)澆筑了142 d，之后間斷監(jiān)測，監(jiān)測總周期為289 d。

3.1 澆筑3日后測量結果分析

澆筑3天后（2019年6月20日），對混凝土內(nèi)部溫度及應變進行了監(jiān)測。以測點2為例，監(jiān)測當天溫度變化如圖6所示，測點應變變化如圖7所示。所有測點應變測值與溫度變化值DT的相對關系如圖8所示。由圖6可知，溫度隨著時刻增加而增大，并在下午3：00達到峰值，此后緩慢回落。

由圖7可知，測點2所測應變隨時刻增加在10：30左右達到正向最大值，并在下午3：00達到負向最大值。由圖8可知，隨著溫度的增大，測量結果表現(xiàn)出由受拉應變轉為受壓應變的趨勢。

3.2 監(jiān)測期間測量結果分析

本節(jié)對監(jiān)測期間的測量結果進行分析。現(xiàn)場先后9次對地下二層第7流水段頂板的測點2、3、4、13、14、15進行了數(shù)據(jù)實測，測量期間環(huán)境溫度變化如圖9所示，各測點應變測值隨測量時間變化如圖10所示。由圖9的實測結果可以看出，環(huán)境溫度是先降溫，后升溫的過程。通過圖10對比6個測點溫度、應變與時間之間的變化，實測值都在理想范圍內(nèi)，不存在某個埋設點數(shù)據(jù)偏差較大的情況，表明所用的實測方法、處理數(shù)據(jù)的方法都是合理的。

4 結論

本文以某地下綜合換乘服務中心停車場在建項目為背景，對某地下綜合換乘服務中心超長混凝土結構溫度、應變監(jiān)測情況進行介紹，通過從夏季到第二年春季持續(xù)時間約為289 d的部分測點溫度、應力監(jiān)測，對相關規(guī)律特征進行總

結，為類似研究提供數(shù)據(jù)支撐與參考。參考文獻

[1] 孫田成，黎明，徐雷.超長混凝土結構溫度應力簡要計算算及工程實踐[J].建筑結構，2011， 41（S2）：168-172.

[2] 趙青，孫強.地下室墻板的溫度應力和裂縫控制研究[[J].四川建筑科學研究，2006， 32 （2）：8486.

[3] 焦彬如，吳彥，陳黎明，等.超長混凝土墻體溫度應力計算算及裂縫控制新技術研究[J].土木工程學報，2011， 44 （9）：3540.

[4] 忻鼎康，滕裕珠， 施榮華.上海科技館地下室預應力外墻仿真計算算分析[J].建筑結構，2003，33 （2）：38-41.

[5] 陸寶金，李金果，毛呈龍，等.超長混凝土結構溫度效應分析及設計算措施[J].結構工程師，2017，33（4）：21-26.

[6] 陳大為.超長混凝土框架結構溫度作用簡化設計算方法[J].施工技術，2014，43 （15）：41-43.

[7] 范重，陳巍，李夏，等.超長框架結構溫度作用研究[J].建筑結構學報，2018，39（1）：136-145.

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