連續(xù)梁橋掛籃預(yù)壓試驗(yàn)分析

楊忠偉,富立志,姚亞歐

(1.揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇揚(yáng)州 225009;2.江蘇牧羊集團(tuán)有限公司,江蘇揚(yáng)州 225009)

連續(xù)梁橋掛籃預(yù)壓試驗(yàn)分析

楊忠偉1,富立志2,姚亞歐2

(1.揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇揚(yáng)州 225009;2.江蘇牧羊集團(tuán)有限公司,江蘇揚(yáng)州 225009)

結(jié)合某大橋工程監(jiān)控方案,針對(duì)懸臂連續(xù)梁橋施工特點(diǎn),敘述了掛籃加載試驗(yàn)的目的和方法,并對(duì)掛籃預(yù)壓數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和處理,得出了掛籃彈性變形方程,積累了連續(xù)梁橋掛籃預(yù)壓經(jīng)驗(yàn)。

連續(xù)梁橋; 掛籃; 預(yù)壓; 變形方程

1 工程概況

某大橋主橋?yàn)?56+100+56)m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁,橋梁凈寬 11.0m,平面線形為直線,縱斷面位于半徑 R=3 000m的豎曲線上,曲線頂點(diǎn)位于主跨跨中,最大縱坡 2.5%。箱梁采用直腹板式的單箱單室結(jié)構(gòu),箱梁根部梁高5.8m,高跨比1/17.24;跨中梁高2.5m,高跨比1/40。箱梁頂板寬12.0m,底板寬6.5m,翼緣板懸臂長(zhǎng)為2.75m。箱梁高度從距墩中心 2.0 m處到合龍段處按 1.7次拋物線變化,箱梁在主墩墩頂 0#塊梁段和中跨跨中合龍段分別設(shè)置了兩道厚70 cm和兩道厚40 cm的橫隔板,以增強(qiáng)橋梁的橫向整體性。主橋連續(xù)箱梁采用掛籃懸臂現(xiàn)澆法施工。

2 掛籃預(yù)壓目的

(1)對(duì)掛籃在額定荷載及超載條件下檢查掛籃設(shè)計(jì)、加工及安裝質(zhì)量,消除非彈性變形(消除安裝及加工塑性變形)。

(2)測(cè)定掛籃在各種工況條件下的彈性變形及非彈性變形,為懸澆節(jié)段箱梁立模高程提供依據(jù)。

(3)檢測(cè)掛籃各節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,確保施工安全。

3 掛籃的預(yù)壓方法、步驟

3.1 加載荷載數(shù)額

最重節(jié)段 6#塊的重量:109 t,預(yù)壓時(shí)按照最大荷載的105%確定加載重量為114.5 t,掛籃前吊桿為 6根,考慮實(shí)際預(yù)壓時(shí)只能設(shè)置 4根,則預(yù)壓荷載為 114.5/6×4=76.3 t。

3.2 加載方法、步驟

(1)本次預(yù)壓采用沙袋、配重塊、鋼筋等作為加載荷載。

(2)掛籃加載試驗(yàn)在主橋右幅 10#墩 0#、1#節(jié)段上進(jìn)行。將掛籃主承重架按縱向沿腹墻部位安放在 0#、1#段頂面的,將承重架前支點(diǎn)墊實(shí),承重架尾部錨固在豎向 32精軋螺紋粗鋼筋上,在掛籃底模板上堆載預(yù)壓。

(3)預(yù)壓荷載的沙袋、配重塊、鋼筋等均運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。將沙袋、配重塊整齊堆載于底模上。用分級(jí)加載方式對(duì)掛籃-模板系統(tǒng)進(jìn)行加載和檢測(cè)。

(4)加載分級(jí)為 3分級(jí)。單只掛籃加載荷載分別為 23 t (30%荷載)、61 t(70%荷載)、77 t(6#節(jié)段105%荷載)共3級(jí)進(jìn)行加載和觀測(cè)。

(5)每次吊裝壓載重量均固定不變,并嚴(yán)格按照兩側(cè)托架對(duì)稱交替堆載,以確保受力對(duì)稱。

(6)在托架模板上堆載時(shí)按照節(jié)段邊界進(jìn)行整齊堆載,以確保加載試驗(yàn)接近實(shí)際施工工況。

(7)每級(jí)加載完畢均持荷2 h,待加載穩(wěn)定后進(jìn)行全部測(cè)點(diǎn)高程觀測(cè),并進(jìn)行詳細(xì)記錄。

(8)加壓結(jié)束后,按加載等級(jí)逐級(jí)卸荷,在卸載過(guò)程中每級(jí)同樣進(jìn)行測(cè)點(diǎn)高程觀測(cè),以便統(tǒng)計(jì)分析彈性變形和非彈性變形情況得出相關(guān)數(shù)據(jù)。

(9)將所有記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理,并繪制出各點(diǎn)沉降曲線,得出結(jié)論即加載試驗(yàn)結(jié)束。

3.3 觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置及觀測(cè)

(1)高程控制網(wǎng)采用現(xiàn)有的高程網(wǎng),在 10#墩 0#節(jié)段中心頂部設(shè)置 1個(gè)觀測(cè)站,用于觀測(cè)掛籃及底模變形數(shù)據(jù)。

(2)每只掛籃——模板系統(tǒng)上共設(shè)置 9個(gè)觀測(cè)點(diǎn),其中底模節(jié)段邊緣頂面 2個(gè),翼緣板模板 1#節(jié)段附近 2個(gè),上掛籃吊桿固定橫梁上 3個(gè),后錨點(diǎn)縱梁上 2個(gè)。觀測(cè)點(diǎn)采用建筑鋼管或直徑 20mm的鋼筋垂直立焊于底模,并利用塔尺或鋼尺牢固安裝于鋼管外側(cè),尺面朝 0#塊(觀測(cè)時(shí)不需在托架上立塔尺,既消除人為因素的誤差,也確保觀測(cè)人員安全);還要注意在加載時(shí)沙袋不要碰撞觀測(cè)點(diǎn)建筑鋼管或直徑鋼筋。

圖1 掛籃預(yù)壓加載方式及觀測(cè)點(diǎn)示意

(3)變形觀測(cè)采用DSZ-2水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè),在儀器使用前認(rèn)真校核i角(100m檢測(cè)數(shù)據(jù)偏差值為0)。具體測(cè)點(diǎn)位置見(jiàn)圖 1。

4 加載試驗(yàn)結(jié)果

某大橋掛籃施工加載采用堆載預(yù)壓,通過(guò)計(jì)算掛籃上的總荷載為77 t,分成三級(jí)加載即:24 t、38 t、15 t;加載24h后,分三級(jí)卸載依次為 15 t、38 t、24 t。兩側(cè)對(duì)稱加載共設(shè)置 18個(gè)觀測(cè)點(diǎn),即承重架前端各 2點(diǎn),共 8點(diǎn);前上橫梁在承重架內(nèi)側(cè)設(shè)置了 3個(gè)觀測(cè)點(diǎn),共 6點(diǎn);后錨點(diǎn)各設(shè)置了 1個(gè)觀測(cè)點(diǎn),共 4點(diǎn)。除上橫梁上的 6個(gè)觀測(cè)點(diǎn),因籃體上加載數(shù)量偏大與掛籃實(shí)際受力狀態(tài)不符不作為分析對(duì)象外,不予采用。承重架前端受力點(diǎn)的 4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)考慮加載偏差及測(cè)量誤差以及兩側(cè)掛籃安裝時(shí)的狀態(tài)存在差別,分別取其 4點(diǎn)的平均值作為加卸荷載的變形數(shù)據(jù),結(jié)果見(jiàn)下表 1。

5 加卸載曲線

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果繪出了加載曲線,并求出彈性變形回歸方程為:y=0.2982x-0.5769(見(jiàn)圖2)。

圖 2 掛籃加載變形曲線

6 結(jié) 論

(1)建議本工程施工掛籃預(yù)拱度采用回歸方程:y= 0.2982x-0.5769計(jì)算,非彈性變形已包含其中,無(wú)需另外考慮。

(2)2#塊及以后各懸澆塊件應(yīng)根據(jù)施工實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)扣除非彈性變形進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

[1] 李紅濤.高墩大跨徑橋梁施工中的結(jié)構(gòu)及變形監(jiān)控[J].甘肅科技縱橫,2006,35(3)

[2] 施洲,蒲黔輝,李曉斌.橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形監(jiān)控測(cè)量方法及其精度分析[J].四川建筑科學(xué)研究,2008,34(4)

[3] 史麗濤.大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土多孔連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控研究[D].長(zhǎng)安大學(xué),2008

U445.466

B

2010-01-14

楊忠偉(1985～),男,碩士研究生;富立志(1985～),男,碩士研究生。