摘要：影响连续刚构箱梁桥的因素有很多，其中温度效应所占的因素影响巨大。而工实际程中，温度的变化情况是无法预知，因而很难得知温度效应的影响程度。本文阐述了实际情况中测量温度效应监测数据的方法，同时对应变计温度影响修正方法进行了分析，从而推导出了日照温差所引起的应变计的温度应变和箱梁截面温度约束应变的计算公式。
　　关键词：连续刚构箱梁，温度效应，应变修正
　　中图分类号： u448 文献标识码： a
　　1温度效应监测数据测量
　　温度变化是影响应力监测成果的重要因素之一，尤其是箱梁顶板上缘的应力，监测发现箱梁截面上缘应力随着温度的上升迅速变大，下缘应力变化缓慢。因此，施工监控过程中必须考虑温度变化的影响，以获得结构的真实状态数据，从而进行有效的控制。由于施工阶段的结构分析很难准确预知和模拟温度变化，通常将结构应变和变形的测量时间选定在温度较低且较为稳定的时间段，以此减小温度效应的影响。同时，为了获得混凝土箱梁内部温度分布及变化情况，在典型截面埋设温度传感器，在每个季节各选择晴、多云、阴雨等有代表性的天气，24小时连续观测环境温度和结构内部温度场分布，同时观测箱梁线形和相关截面的应力变化。但是，由于实际施工的连续性和现场某些不确定因素，以上措施仍不能使得应变计的应变测量数据符合真实情况，因此必须对实际测量的应变数据进行温度影响修正。
　　2应变计温度影响修正
　　目前在混凝土结构应力测试中普遍采用钢弦应变计，并通过频率检测仪测量钢弦应变计中绷紧的钢弦在受激励时产生自由振动的频率变化，通过频率和钢弦张力的关系式得出钢弦张力变化，进而得出应变计所在点的应变。绷紧钢弦的自振频率与其张力的关系为
　　（1）
　　则钢弦丝应变：
　　（2）
　　式中——钢弦丝的应变 (με)； ——钢弦丝的初始应变(με)。
　　应变计读数应变为：（3）
　　受季节温差的影响，在均匀缓慢变化的温度场中，梁体和应变计发生同步同等的伸缩变形。假设箱梁截面上温度均匀变化，截面上不存在温度约束变形，则由混凝土与钢弦丝材料热膨胀系数差别而引起的应变计温差应变（以拉为正，压为负）[3]为
　　（4）
　　式中：、——混凝土、钢弦丝的热膨胀系数；
　　温度变化时，应变计受梁体混凝土约束，而钢弦丝有效长度和张力改变，其应变和自振频率都随之发生变化，由（2）式导出由温度变化引起的钢弦丝应变增量为
　　（5）
　　式中：——由温度变化引起的弦丝长度变化量；——由温度变化引起的弦丝频率变化量。
　　一般情况下有，则，
　　由 （，分别为钢弦丝的应变和初始应变(με)）得
　　
　　令日照温差引起的应变计温度应变为
　　 （6）
　　其中，可由及式（3）推得，式中 为钢弦的初始频率。
　　
　　在有日照的情况下，混凝土梁体上表面以下近30cm厚度范围内的温度分布的梯度很大，很不均匀。当梁截面沿高度方向温度非线性变化时，各层纵向纤维相互约束，截面产生自约束应变，变形后截面仍保持平截面。
　　
　　
　　
　　图1 温度梯度模式及截面约束应变计算图示
　　根据公路桥涵设计规范（jtg d60-2004）中预应力混凝土连续梁桥的日照温度梯度沿梁高的分布如图1所示[4]，由截面上自约束应力自平衡性质，推导出在日照作用下箱梁截面产生的温度自约束应变
　　（7）
　　式中： ——梁顶变形值，；
　　к——梁段挠曲变形的曲率， ；
　　——混凝土热膨胀系数；t（y）——日照温度梯度，按两段直线方程代入；
　　——箱梁截面重心轴至梁顶面的距离；η1、η2—— 、к中的积分.
　　
　　
　　
　　λ1——a1范围内温度梯度直线的斜率，即λ1=（t1−t2）/a1；
　　λ2——a2范围内温度梯度直线的斜率，即λ2=t2/a2。
　　分两种情况从应变计应变读数中消除温度应变：
　　①无日照情况下季节温差引起的应变计读数应变
　　（8）
　　②有日照情况下日照温差引起的应变计温度应变和梁截面温度约束应变
　　（9）
　　3修正温度效应后的应变增量法
　　在悬臂施工过程中，荷载发生较大变化的时间较短，混凝土收缩、徐变应变的绝大部分发生在外荷载不变化或

变化很小的时段内，如立模布置钢筋（2~3d）、混凝土养生（7d）期间。计算结构应变时采用应变增量累计法，即在每次工况改变（移动挂篮、混凝土浇筑、预应力束张拉）之前和之后适当的临近时刻（考虑应变滞后影响），分别采集一次应变（如果张拉和移挂篮时间间隔不长，则此期间测量一次即可），得到工况改变前后的测试应变增量，在消除温度影响的基础上，将之前得到的各应变增量累计求和，即得到当前工况的应变，这样就排除了无外荷载变化期间，即混凝土养护期间、立模绑扎钢筋期间和预应力束张拉与移动挂篮期间由混凝土收缩徐变引起的应变量。具体计算表达式如下：
　　第n节段混凝土浇筑后测点的应变
　　
　　 （10）
　　第n节段预应力张拉后测点的应变
　　
　　 （11）
　　4结论
　　桥梁结构环境温度的变化会引起结构温度的变化，进而对结构的受力和变形产生很大影响。因此，为了得到真实工况改变下的应变数据，必须对实测应变数据进行温度影响修正。
　　（1）对温度效应引起的钢弦应变计测试误差、混凝土箱梁日照约束应变等进行修正，在很大程度上能较好地消除温度效应对应力测试的影响。
　　（2）在修正温度效应的基础上采用应变增量累加法，可以较好地排除混凝土收缩徐变应变对结构应力测试的干扰。
　　参考文献
　　[1] m. j. nigel priestley. design of concrete bridge for tem perature gradients[ z]. american: a.c. i, 1978, 175 ( 5).
　　[2] 张通，欧进萍. 大跨度连续刚构桥悬臂施工期间温度场实验及分析[j]. 公路工程，2008，
　　[3] 陈常松，颜东煌，陈政清，等. 混凝土振弦式应变计测试技术研究[j ]. 中国公路学报，2004，17 (1) ：29-33.
　　[4] 中华人民共和国交通部. jtg d60-2004. 公路桥涵设计通用规范[s]. 北京：人民交通出版社，2004.