预应力混凝土连续梁桥施工线形控制专题五：如何考虑日照温差效应

前言：在PC连续梁桥线形监控的过程中，日照温差效应对于连续梁线形的控制会有较大的影响。这种影响在日照温差较大的夏天更为显著。如何过滤掉这种温差影响，是现场线形监控必须解决的一个问题。该专题主要讨论当前对于温差效应的处理方法。
处理方法一：固定时间观测法
根据大量的测量数据，如果每次的测量工作都安排在清晨5:30－7：00这段时间，那么温差效应对挠度基本上不会产生什么影响。因为在该时间段内,悬臂箱梁正好处于夜晚温度降低上挠变形停止和白天温度上升下挠变形开始之前,是悬臂箱梁温度-挠度变形的相对稳定时段。所以在这一阶段进行立模标高的放样，浇筑混凝土之后、张拉预应力之后的测量，可以不用考虑温差的影响。但是，这种处理方法的不足在于，必须固定测量时刻在上述规定范围，对缩短工期、加快施工进度有所影响。如果现场条件允许，可以优先考虑该方法。
处理方法二：温度效应拟合法
将梁体所处的温度场分为上部场、下部场和内部场，对三场中混凝土表面的温度及大气温度进行24h连续观测，可以获得一天中混凝土表面温度以及大气温度的变化情况。根据分析，箱梁因为日照温差引起的挠度变化主要是由上述三块环境温度的温差决定，且以顶板顶面温度为主。理论上讲，挠度与温度之间应该存在某种函数关系，这种关系通过一个线性函数或者是多项式函数进行拟合。具体实施过程中，需要在梁体内预埋温度传感器来采集温度的变化情况。根据拟合出来的挠度-温度函数，那么，在进行测量时，根据记录的梁体温度，就可以得出相应的温度挠度值，然后再对测量结果进行修正。不过，这种方法存在明显的缺点。首先，温度采集的数据量大，温度-挠度模拟困难。由于每个悬臂梁段长度的不一致，因此，在进行拟合时，必须针对每一段不同长度的梁段分别进行拟合，得出在一定长度下的对应特定温度场的温度挠度情况。其次，需要在每个梁段预埋温度传感器，必然增加施工线形监控的成本，估计业主也不会同意你这么做，呵呵，因为是他花钱。除非是做科研，这种方法在施工现场来说是不现实的，也是不易实现的。但不失为一个处理方法。
处理方法三：相对坐标法
选择施工的第i段前端点作为相对坐标系的原点，此坐标是相对移动的，此坐标系中的第i+1段坐标是固定不变的，可据此进行第i+1段立模或确定第i+1段节段标高。在悬臂端第i段施工完成后，选择一天中的合适时间（一般在日出前）准确测量出第i段的标高控制点高程；在进行第i+1段节段立模、确定第i+1段标高或进行随机检测时，先测量出第i节段标高控制点标高。这一方法是基于相邻梁段温度效应影响接近这一结论得出的，也就是说，在确定第i+1梁段的温度效应时，可以参考第i梁段的温度效应进行，因为梁段长度一般不是很长。
处理方法四：相对立模标高法
原理：由于主梁每个节段长度较短，故在不同温度场下主梁前端前后两个节段的标高差可以认为保持不变。在进行第i+1段立模标高放样时，认为在设计温度下（可以认为是在清晨5：30～7：00这一范围内的温度，因为这一范围温度对梁段挠度变化没有影响，这也是与模型中不考虑温度效应对挠度的影响一致的）第i+1段前端标高理论值 （不包含第i+1段挂篮变形预测值 ）与第i段前端在张拉完预应力、挂篮已前移后实测标高 之差等于在实际温度下这两个节段前端节点的标高差。也就是说，对于即将立模的第i+1梁段而言，其节段前后节点（后节点相当于第i梁段的前端节点）的相对标高差在不同的温度场下应该是相同的（虽然其对应节点的绝对标高会不相同），也即在不同温度场下，近似认为前后节点标高发生了同样的变化。那么，在立模时，只需先测出前一节段的实际标高，再叠加设计温度场下前后两个节段的标高差，即可得到考虑温度影响效应的主梁立模标高。而对于浇筑后、张拉后的情况，该方法要求在清晨进行，一般这也是能够做到的。因为浇筑后混凝土存在一个养护期，那么就可以在浇筑后的第二天清晨进行测量；而张拉之后、需要走挂篮、绑钢筋，也可以安排出清晨的时间来进行测量。
以上提到的四种处理温度效应的方法，基本上涵盖了目前施工线形控制中的情况。望为大家借鉴！
如果还有另外的处理方法，欢迎大家跟帖讨论～