MSS30并置箱梁移動(dòng)模架應(yīng)力測(cè)試研究

李曉鐘，馬華軍，范春生

（1.蘭州交通大學(xué)，甘肅 蘭州 730070；2.中鐵十四局廣州分公司，廣東 廣州 510000）

引言

移動(dòng)模架施工屬于高空作業(yè)，其模架本身就是一個(gè)完整的作業(yè)平臺(tái)，從立模、綁扎鋼筋到澆注混凝土、張拉、壓漿等全部在移動(dòng)模架上完成，因此，移動(dòng)模架本身的結(jié)構(gòu)安全不容忽視。為確保移動(dòng)模架在澆注混凝土、過孔走形、合模開模等各工況下的安全，我們必須采取有效的技術(shù)措施，以核實(shí)計(jì)算出的理論受力及結(jié)構(gòu)變形，找出與實(shí)際情況的異同。為保證施工安全及橋梁線形準(zhǔn)確，檢測(cè)移動(dòng)模架系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和安全性非常必要，為此對(duì)移動(dòng)模架系統(tǒng)有必要進(jìn)行梁體混凝土澆注和移動(dòng)模架的前移過程監(jiān)測(cè)。

1 工程概況

本移動(dòng)模架為上行式雙導(dǎo)梁，主要由主梁、下導(dǎo)梁、懸臂梁、掛架系統(tǒng)等部分組成整體，提供兩片箱梁的空中預(yù)制作業(yè)。

2 應(yīng)力監(jiān)測(cè)內(nèi)容

本移動(dòng)模架分為行走、立模、澆筑、張拉、開模等狀態(tài)，監(jiān)測(cè)主梁及橫梁多狀態(tài)下的關(guān)鍵點(diǎn)的應(yīng)力變化，各吊桿多應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力狀況，以及各支腿反力及局部應(yīng)力的監(jiān)測(cè)。測(cè)試截面及測(cè)點(diǎn)布置如下：

2.1 測(cè)試截面及測(cè)點(diǎn)布置

2.1.1 主梁監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置

主梁監(jiān)測(cè)點(diǎn)共34個(gè)，分別布置于主梁受力最大處和支點(diǎn)處。每片主梁具體分布如圖1所示。

圖1 主梁應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)示意圖

2.1.2 橫梁監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置

橫梁監(jiān)測(cè)點(diǎn)共10個(gè)，取受力最大的2#橫梁進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每道橫梁測(cè)點(diǎn)具體布置位置如圖2所示。

圖2 橫梁應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)示意圖

2.1.3 精軋鋼吊帶監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置

精軋鋼應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)共設(shè)8處，分別為2#橫梁兩側(cè)吊桿，布置于8根精軋鋼吊帶上橫梁位置、精軋鋼下吊點(diǎn)加勁板8處。

2.1.4 中支腿監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置

兩個(gè)中支腿監(jiān)測(cè)點(diǎn)共12個(gè)，分別布置于中支腿頂部前后蓋板4處、中支腿下部蓋板2處。

2.2 試驗(yàn)方法

移動(dòng)模架在使用過程中，有多種工作狀態(tài)，本次應(yīng)力監(jiān)測(cè)分為5個(gè)工況。

工況0：立模狀態(tài)（初始讀數(shù)）；

工況1：鋼筋綁扎完畢；

工況2：澆筑前；

工況3：澆筑混凝土到一半方量；

工況4：混凝土澆筑完后；

工況5：預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完后。

3 測(cè)試結(jié)果及分析

3.1 移動(dòng)模架主梁的跨中截面

由表1可知：移動(dòng)模架主梁跨中截面布置的測(cè)點(diǎn)中，測(cè)點(diǎn)1、2、3、5、6、9、10、11、13、14在整個(gè)混凝土主梁施工期間，這些測(cè)點(diǎn)都處于受壓狀態(tài)；測(cè)點(diǎn)4、7、8、12、15、16在整個(gè)混凝土主梁施工期間，這些測(cè)點(diǎn)都處于受拉狀態(tài)。最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在測(cè)點(diǎn)1，為-191.1MPa；最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在測(cè)點(diǎn)8，為122.9MPa；最大拉壓應(yīng)力出現(xiàn)在混凝土澆筑完畢和預(yù)應(yīng)力筋張拉之前的這段混凝土主梁養(yǎng)護(hù)期間。

表1 移動(dòng)模架主梁的跨中截面各工況下應(yīng)力監(jiān)測(cè)值（單位：MPa）

3.2 移動(dòng)模架主梁近支點(diǎn)截面

對(duì)移動(dòng)模架主梁近支點(diǎn)附近的截面采用45°的應(yīng)變花的型式進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量。

表2 移動(dòng)模架主梁近支點(diǎn)截面各工況下應(yīng)力監(jiān)測(cè)值（單位：MPa）

由表2可知：移動(dòng)模架主梁支點(diǎn)附近截面布置的測(cè)點(diǎn)中，各個(gè)應(yīng)變花測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值都隨著混凝土主梁施工的進(jìn)行而逐漸增加。

最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在測(cè)點(diǎn)26、27、28構(gòu)成的應(yīng)變花位置，應(yīng)力值為-42.1MPa；最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在測(cè)點(diǎn)32、33、34構(gòu)成的應(yīng)變花位置，應(yīng)力值為93.3MPa；最大拉壓應(yīng)力出現(xiàn)在混凝土澆筑完畢和預(yù)應(yīng)力筋張拉之前的這段混凝土主梁養(yǎng)護(hù)期間。

3.3 移動(dòng)模架橫梁應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

移動(dòng)模架橫梁系統(tǒng)中，所布置測(cè)點(diǎn)位置的測(cè)點(diǎn)在整個(gè)混凝土主梁施工期間，都處于受拉狀態(tài)。最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在測(cè)點(diǎn)44，為62.1MPa；最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在混凝土澆筑完畢和預(yù)應(yīng)力筋張拉之前的這段混凝土主梁養(yǎng)護(hù)期間。

3.4 移動(dòng)模架精軋鋼吊帶應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

移動(dòng)模架精軋鋼吊桿力的測(cè)點(diǎn)中，所有測(cè)點(diǎn)在整個(gè)混凝土主梁施工期間，都處于受拉狀態(tài)。最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在測(cè)點(diǎn)48，為129.1MPa；最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在混凝土澆筑完畢和預(yù)應(yīng)力筋張拉之前的這段混凝土主梁養(yǎng)護(hù)期間。

3.5 移動(dòng)模架中支腿應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

移動(dòng)模中支腿的測(cè)點(diǎn)中，所有測(cè)點(diǎn)在整個(gè)混凝土主梁施工期間，都處于受壓狀態(tài)。最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在測(cè)點(diǎn)54，為-93.6MPa；最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在混凝土澆筑完畢和預(yù)應(yīng)力筋張拉之前的這段混凝土主梁養(yǎng)護(hù)期間。

4 結(jié)語

隨著混凝土的澆筑，各個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值都在逐漸增加，在混凝土澆筑完畢和混凝土養(yǎng)護(hù)期間，預(yù)應(yīng)力張拉之前各個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力基本平穩(wěn)。在預(yù)應(yīng)力張拉后，混凝土主梁的力基本由預(yù)應(yīng)力筋來承擔(dān)，各個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值減小。

各個(gè)測(cè)點(diǎn)的最后狀態(tài)與初始狀態(tài)相比較，存在應(yīng)力差值，但數(shù)值基本上比較小，這主要是由最后狀態(tài)與初始狀態(tài)不可能完全一致引起的。

移動(dòng)模架在混凝土主梁施工期間是穩(wěn)定和安全的。吊桿（精軋螺紋鋼）容許應(yīng)力值為620MPa；其余構(gòu)件材料（Q345B）容許應(yīng)力值為230MPa。實(shí)測(cè)應(yīng)力值小于容許應(yīng)力值，故滿足強(qiáng)度要求。

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