鐵路簡支現(xiàn)澆箱梁雙層貝雷梁預(yù)壓試驗(yàn)研究

余 小 勇

(中鐵二十四局集團(tuán)浙江工程有限公司，浙江 杭州 310000)

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鐵路簡支現(xiàn)澆箱梁雙層貝雷梁預(yù)壓試驗(yàn)研究

余 小 勇

(中鐵二十四局集團(tuán)浙江工程有限公司，浙江 杭州 310000)

結(jié)合工程實(shí)例，介紹了鐵路簡支現(xiàn)澆箱梁雙層貝雷梁預(yù)壓方案，計(jì)算分析了預(yù)壓荷載作用下支架的應(yīng)力和變形參數(shù)，結(jié)果表明，在預(yù)壓加載的過程中，支架的撓度和應(yīng)力實(shí)測(cè)值與預(yù)壓荷載的增減呈線性變化，支架系統(tǒng)個(gè)別構(gòu)件彈性受力較差，應(yīng)予以加強(qiáng)。

鐵路，雙層貝雷梁，支架，應(yīng)力

0 引言

隨著我國城市軌道交通事業(yè)的發(fā)展，對(duì)于軌道交通橋梁的現(xiàn)澆施工技術(shù)的要求也日益提高，貝雷梁這一早期作為戰(zhàn)備拼裝橋梁的定型產(chǎn)品也被越來越多的應(yīng)用于現(xiàn)澆支架中。貝雷梁支架相較于滿堂支架對(duì)地形條件要求較低；下部鋼支撐布置較簡單且支架為銷接，架設(shè)安裝方便；下部支撐地基處理面積較小，對(duì)不良地質(zhì)條件適應(yīng)能力強(qiáng)。貝雷梁支架與移動(dòng)模架法相比，具有施工投入低和適用性廣的優(yōu)勢(shì)，在軌道交通建造當(dāng)?shù)乜梢跃偷厝〔模s短施工準(zhǔn)備時(shí)間。

本文以某市域鐵路35 m跨簡支梁雙層貝雷梁施工支架預(yù)壓試驗(yàn)為研究對(duì)象，為此類雙層貝雷梁施工支架設(shè)計(jì)計(jì)算和預(yù)壓試驗(yàn)提供借鑒和參考，具有重要的工程實(shí)踐意義[1-3]。

1 工程概況

雙層貝雷架兩側(cè)承臺(tái)設(shè)單排4根φ508 mm×10 mm鋼管作為支墩。支撐體系自梁底模板以下依次為：1.5 cm厚竹膠板、縱向8×8方木、楔形調(diào)整塊、雙層321貝雷架、雙拼Ⅰ40工字鋼橫梁、卸荷砂箱、φ508 mm鋼管柱、承臺(tái)。支架計(jì)算跨度為29.9 m、鋼管橫向間距為2.7 m。321貝雷架每組采用3排雙層形式橫橋向共布置7組。橫梁為雙拼Ⅰ40工字鋼，長11 m。

2 預(yù)壓方案

2.1 加載方案

加載最大荷載為該箱梁梁段施工荷載的1.10倍計(jì)656.95 t。預(yù)壓荷載分布與支架施工荷載分布基本一致，加載重量偏差控制在同級(jí)荷載的±5%以內(nèi)[4-7]。為了確保預(yù)壓安全及根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)加載情況，本次預(yù)壓分五級(jí)(15%,30%,60%,90%,110%)進(jìn)行加載，各級(jí)加載間隔時(shí)間12 h。

2.2 測(cè)點(diǎn)布置

1)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置。為了監(jiān)測(cè)各級(jí)預(yù)壓荷載作用下支架的應(yīng)力狀況，在支架各部件的控制截面上布置應(yīng)變測(cè)點(diǎn)：a.在貝雷梁的L/2截面的上、下弦；b.在貝雷梁的兩側(cè)支點(diǎn)截面處的下弦桿、支點(diǎn)加強(qiáng)豎桿及支點(diǎn)斜腹桿；c.在兩側(cè)立柱橫梁的跨中(兩立柱間的中間位置)截面下緣；d.兩側(cè)立柱。

2)位移測(cè)點(diǎn)布置。為了監(jiān)測(cè)各級(jí)預(yù)壓荷載作用下支架的撓度和地基沉降狀況，在支架沿縱向每隔1/4跨徑布置一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，本支架共設(shè)置5個(gè)斷面。

3 預(yù)壓觀測(cè)結(jié)果和理論分析

采用有限元結(jié)構(gòu)分析軟件MIDAS/Civil建立空間模型進(jìn)行有限元分析，通過計(jì)算得出各預(yù)壓工況下的相應(yīng)桿件截面的應(yīng)力和撓度，作為監(jiān)測(cè)的理論對(duì)比依據(jù)。

3.1 變形分析

1)在預(yù)壓加載過程中，支架的變形實(shí)測(cè)值與預(yù)壓荷載的增減整體上呈線性變化，說明加載過程中的實(shí)測(cè)變形數(shù)據(jù)能夠真實(shí)的反映結(jié)構(gòu)的受力狀況。

2)加載完成后跨中的最大累計(jì)沉降量為206.46 mm，卸載后的最大殘余沉降量為52.00 mm；加載完成后支點(diǎn)的最大沉降量為84.50 mm，卸載后的最大殘余沉降量為35.00 mm。

3.2 應(yīng)力分析

最大加載工況下各主要構(gòu)件應(yīng)力理論分析值與實(shí)際觀測(cè)值如表1所示。

表1 主要構(gòu)件最大加載工況下應(yīng)力理論值和觀測(cè)值 MPa

結(jié)果分析：1)在預(yù)壓加載過程中，支架的應(yīng)力實(shí)測(cè)值與預(yù)壓荷載的增減整體上呈線性變化，說明加載過程中的實(shí)測(cè)應(yīng)力數(shù)據(jù)能夠真實(shí)的反映結(jié)構(gòu)的受力狀況。2)加載過程中支點(diǎn)加強(qiáng)豎桿實(shí)測(cè)應(yīng)力值較理論計(jì)算值小，說明支點(diǎn)加強(qiáng)豎桿與貝雷梁間受力不均勻。3)加載過程中兩側(cè)支點(diǎn)處雙拼工字鋼橫梁應(yīng)力實(shí)測(cè)值較理論計(jì)算值大很多，且卸載后殘余應(yīng)力值較大，說明雙拼工字鋼橫梁的彈性受力狀況較差，很有可能發(fā)生了輕微的塑性變形，以至殘余應(yīng)力值較大。4)加載過程中支點(diǎn)處鋼管柱應(yīng)力實(shí)測(cè)值較理論計(jì)算值大，主要是由于計(jì)算時(shí)未考慮壓彎P—Δ效應(yīng)的影響。

4 結(jié)語

1)在預(yù)壓加載過程中，支架的變形實(shí)測(cè)值與預(yù)壓荷載的增減整體上呈線性變化。2)在預(yù)壓加載過程中，支架的應(yīng)力實(shí)測(cè)值與預(yù)壓荷載的增減整體上呈線性變化。3)加載過程中跨中弦桿的實(shí)測(cè)應(yīng)力值與理論計(jì)算值基本吻合，卸載后殘余值較小。4)加載過程中兩側(cè)支點(diǎn)處雙拼工字鋼橫梁應(yīng)力實(shí)測(cè)值較理論計(jì)算值大許多，且卸載后殘余應(yīng)力值較大，說明雙拼工字鋼橫梁的彈性受力狀況較差，應(yīng)予以加強(qiáng)。

[1] 陳祿如.中央電視臺(tái)新臺(tái)址主樓鋼結(jié)構(gòu)用鋼特點(diǎn)[J].鋼結(jié)構(gòu)，2007(1)：1-4.

[2] 徐 偉.武漢天興洲公鐵兩用長江大橋主橋鋼梁設(shè)計(jì)[J].橋梁建設(shè)，2008(1)：4-7,22.

[3] 方 磊.基于MIDAS Civil的某特大橋C類箱梁整孔現(xiàn)澆施工支架設(shè)計(jì)計(jì)算[J].黑龍江科技信息，2015(12)：235-237.

[4] 張 琨,戴立先,王 磊,等.CCTV主樓施工過程關(guān)鍵構(gòu)件應(yīng)力監(jiān)測(cè)技術(shù)[J].建筑科學(xué)，2009(11)：86-91.

[5] 張慎偉.大型鋼結(jié)構(gòu)施工過程計(jì)算理論與監(jiān)測(cè)技術(shù)[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2007.

[6] 毛洪建.現(xiàn)澆連續(xù)箱梁雙層貝雷梁支架設(shè)計(jì)及施工技術(shù)[J].交通世界，2012(11)：190-191.

[7] GB 50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

On pre-pressure test of double-layer bailey beam of simply supported cast-in-situ box on railways

Yu Xiaoyong

(ZhejiangEngineeringGroupCo.,Ltd,ChinaRailway24thBureauGroup,Hangzhou310000,China)

Combining with the engineering cases, the paper introduces the pre-pressure scheme for the double-layer bailey beam of simply supported cast-in-situ box on railways, calculates and analyzes the stress and deformation parameter under the pre-pressure loading, proves that the support’s deflection and reduction and increase of the stress measurement and pre-pressure loading show the linear changes, and the support system with weaker stress of individual components can be improved.

railway, double-layer bailey beam, support, stress

1009-6825(2016)13-0181-02

2016-02-23

余小勇(1982- )，男，工程師

U445.554

A