某大橋三角形掛籃荷載試驗(yàn)分析

郭紅鑠++方瑜

摘 要：為了確保掛籃施工安全，減少掛籃的非彈性變形，獲取彈性變形參數(shù)，得出壓重與掛籃本身的變形關(guān)系，為掛籃的后續(xù)使用提供可靠的技術(shù)參數(shù)和安全保障措施，有必要對(duì)掛籃進(jìn)行加載試驗(yàn)。本文結(jié)合某大橋的實(shí)際情況，針對(duì)施工所需要的三角形掛籃預(yù)壓實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析研究，為后續(xù)施工計(jì)算提供可靠的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：三角形掛籃；懸澆法；連續(xù)梁橋

中圖分類號(hào)： U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）20-66-2

1 工程概況

某大橋主橋?yàn)?0m+115m+70m=255m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，橋梁長(zhǎng)520.0m，橋?qū)?5.0m，分為左右兩幅，兩幅之間間距為2cm，是連接瀏陽(yáng)河南北兩岸的特大橋。全橋雙幅共有4個(gè)主墩，相應(yīng)有4個(gè)T構(gòu)，根據(jù)總體工期要求，計(jì)劃投入菱形和三角形掛籃各2對(duì)（4只）同步對(duì)稱施工，本文只對(duì)三角形掛籃荷載試驗(yàn)進(jìn)行分析。

2 掛籃構(gòu)造設(shè)計(jì)及特點(diǎn)

根據(jù)實(shí)際情況，按照懸澆最不利5#節(jié)段，梁段體積73.97m3，約196t設(shè)計(jì)。掛籃總體裝配圖如圖1所示。

3 掛籃試壓方法

由于大橋施工工期緊、任務(wù)量大等原因，經(jīng)多方分析研究，決定在不改變掛籃受力狀況的前提下，對(duì)掛籃采用主桁簡(jiǎn)易試壓法對(duì)掛籃進(jìn)行模擬試壓。主桁架簡(jiǎn)易試壓法步驟如下所示：①擇一塊平地，將兩單片主梁系水平對(duì)稱放置，中間支點(diǎn)相互支撐，形成相當(dāng)于箱梁腹板混凝土的主梁受力支點(diǎn)。②將兩根主梁后錨用4根？覫32精軋螺紋鋼對(duì)稱相連接，形成相當(dāng)于整體掛籃前端吊帶傳遞力給主桁架的受力體系。③通過千斤頂加壓，給主梁前端的精軋螺紋鋼筋加載，并測(cè)量各級(jí)荷載作用下對(duì)應(yīng)的主梁前端的變形？駐l；在試壓過程中，千斤頂按最大使用荷載的10%、20%、50%、80%、100%、120%進(jìn)行分級(jí)加載，每級(jí)加載完成并穩(wěn)壓半個(gè)小時(shí)（最后一級(jí)為1小時(shí)）后檢查各桿件的情況有無(wú)裂縫，測(cè)試各級(jí)荷載所對(duì)應(yīng)的變形，然后進(jìn)行分級(jí)卸載。反復(fù)2次。

4 掛籃試壓計(jì)算

先按整體計(jì)算掛籃在1.2倍安全系數(shù)下結(jié)構(gòu)受力，后將力分配到三片單主桁架上，得出掛籃預(yù)壓的千斤頂張拉力。掛籃試壓計(jì)算采用Midas/Civil2012空間有限元計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算整體有限元模型以及支點(diǎn)反力如圖2所示：

從上圖可以看出：三角形掛籃邊主桁架后錨點(diǎn)反力為-465.8kN，中主桁架后錨點(diǎn)反力-558.6kN，三單片桁架后錨點(diǎn)受力按1：1.199：1分配；邊主桁架前支點(diǎn)反力為950.4kN，中主桁架前支點(diǎn)反力為1137.3kN，三單片桁架前支點(diǎn)受力按1：1.197：1分配。對(duì)掛籃吊桿軸力進(jìn)行分析如圖3所示：

從上圖可以看出：三角形掛籃吊帶所受最大拉力為168.3kN，所有吊帶總拉力為1437.3kN。將吊帶所受總拉力按1：1.199：1分配給三片主桁架，并以中桁架分配力作為控制力，使單片桁架受力最不利。因此，三角形掛籃采用主桁簡(jiǎn)易試壓法前端點(diǎn)油壓表張拉控制力：

F=1437.3*1.199/（1+1.199+1）=538.71kN。

三角形掛籃主桁架等值變形圖、應(yīng)變圖如圖4所示：

從圖中可以看出三角形掛籃采用主桁架簡(jiǎn)易試壓模型前端最大變形為19.13mm。

5 測(cè)點(diǎn)布置

在進(jìn)行主桁架對(duì)拉試驗(yàn)前，在每片主桁架的前端用百分表各布置一個(gè)位移測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)主桁架前端的下?lián)献冃巍?/p>

在每根桁架桿件的中截面底部用應(yīng)變計(jì)各布置1個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)主桁架各桿件的應(yīng)變。測(cè)點(diǎn)布置如圖5所示：

6 試驗(yàn)結(jié)果及分析

通過逐級(jí)加載，得到各級(jí)荷載下各測(cè)點(diǎn)的位移、應(yīng)變，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：

7 結(jié)論及建議

7.1 結(jié)論

通過對(duì)××大橋菱形掛籃主桁架對(duì)拉的荷載試驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)分析得到以下結(jié)論：

①所測(cè)主桁架變形校驗(yàn)系數(shù)和應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)均不大于1；②所測(cè)主桁架相對(duì)殘余變位和相對(duì)殘余應(yīng)變均未超過20%；③所測(cè)主桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性滿足要求。

7.2 建議

①施工需嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行，采用泵送混凝土，箱梁振搗采用插入式振搗器振搗；②施工過程中必須嚴(yán)格控制施工荷載的重量，防止出現(xiàn)施工荷載超重的現(xiàn)象；③在1號(hào)塊的施工過程中實(shí)測(cè)主桁架前端的位移情況，用于指導(dǎo)2～14號(hào)塊的施工。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 徐君蘭，項(xiàng)海帆.大跨度橋梁施工控制[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2] 雷俊卿.橋梁懸臂施工與設(shè)計(jì)[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3] 邵容光.關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（連續(xù)剛構(gòu)）橋中的若干問題[D].東南大學(xué)，2001.

[4] 劉剛亮.虎門大橋輔航道270m連續(xù)剛構(gòu)懸臂施工控制[J].橋梁建設(shè)，2001（5）.

[5] 紀(jì)超.懸臂澆筑連續(xù)梁菱形掛籃張拉預(yù)壓施工技術(shù)[J].工程技術(shù)，2014.18.22.

[6] 朱旭紅.三角掛籃預(yù)壓荷載試驗(yàn)施工方法[J].山西建筑，2010.06.064.

[7] 劉福順.中孟友誼六橋掛籃荷載試驗(yàn)及施工變形控制[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2011.12.