連續梁橋掛籃預壓試驗分析

楊忠偉,富立志,姚亞歐

(1.揚州大學建筑科學與工程學院,江蘇揚州 225009;2.江蘇牧羊集團有限公司,江蘇揚州 225009)

連續梁橋掛籃預壓試驗分析

楊忠偉1,富立志2,姚亞歐2

(1.揚州大學建筑科學與工程學院,江蘇揚州 225009;2.江蘇牧羊集團有限公司,江蘇揚州 225009)

結合某大橋工程監控方案,針對懸臂連續梁橋施工特點,敘述了掛籃加載試驗的目的和方法,并對掛籃預壓數據進行了分析和處理,得出了掛籃彈性變形方程,積累了連續梁橋掛籃預壓經驗。

連續梁橋; 掛籃; 預壓; 變形方程

1 工程概況

某大橋主橋為(56+100+56)m三跨預應力混凝土變截面連續箱梁,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構,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置了兩道厚70 cm和兩道厚40 cm的橫隔板,以增強橋梁的橫向整體性。主橋連續箱梁采用掛籃懸臂現澆法施工。

2 掛籃預壓目的

(1)對掛籃在額定荷載及超載條件下檢查掛籃設計、加工及安裝質量,消除非彈性變形(消除安裝及加工塑性變形)。

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

(3)檢測掛籃各節點結構強度和剛度,確保施工安全。

3 掛籃的預壓方法、步驟

3.1 加載荷載數額

最重節段 6#塊的重量:109 t,預壓時按照最大荷載的105%確定加載重量為114.5 t,掛籃前吊桿為 6根,考慮實際預壓時只能設置 4根,則預壓荷載為 114.5/6×4=76.3 t。

3.2 加載方法、步驟

(1)本次預壓采用沙袋、配重塊、鋼筋等作為加載荷載。

(2)掛籃加載試驗在主橋右幅 10#墩 0#、1#節段上進行。將掛籃主承重架按縱向沿腹墻部位安放在 0#、1#段頂面的,將承重架前支點墊實,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壓。

(3)預壓荷載的沙袋、配重塊、鋼筋等均運至現場。將沙袋、配重塊整齊堆載于底模上。用分級加載方式對掛籃-模板系統進行加載和檢測。

(4)加載分級為 3分級。單只掛籃加載荷載分別為 23 t (30%荷載)、61 t(70%荷載)、77 t(6#節段105%荷載)共3級進行加載和觀測。

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

(6)在托架模板上堆載時按照節段邊界進行整齊堆載,以確保加載試驗接近實際施工工況。

(7)每級加載完畢均持荷2 h,待加載穩定后進行全部測點高程觀測,并進行詳細記錄。

(8)加壓結束后,按加載等級逐級卸荷,在卸載過程中每級同樣進行測點高程觀測,以便統計分析彈性變形和非彈性變形情況得出相關數據。

(9)將所有記錄數據進行歸納整理,并繪制出各點沉降曲線,得出結論即加載試驗結束。

3.3 觀測點的設置及觀測

(1)高程控制網采用現有的高程網,在 10#墩 0#節段中心頂部設置 1個觀測站,用于觀測掛籃及底模變形數據。

(2)每只掛籃——模板系統上共設置 9個觀測點,其中底模節段邊緣頂面 2個,翼緣板模板 1#節段附近 2個,上掛籃吊桿固定橫梁上 3個,后錨點縱梁上 2個。觀測點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,尺面朝 0#塊(觀測時不需在托架上立塔尺,既消除人為因素的誤差,也確保觀測人員安全);還要注意在加載時沙袋不要碰撞觀測點建筑鋼管或直徑鋼筋。

圖1 掛籃預壓加載方式及觀測點示意

(3)變形觀測采用DSZ-2水準儀進行觀測,在儀器使用前認真校核i角(100m檢測數據偏差值為0)。具體測點位置見圖 1。

4 加載試驗結果

某大橋掛籃施工加載采用堆載預壓,通過計算掛籃上的總荷載為77 t,分成三級加載即:24 t、38 t、15 t;加載24h后,分三級卸載依次為 15 t、38 t、24 t。兩側對稱加載共設置 18個觀測點,即承重架前端各 2點,共 8點;前上橫梁在承重架內側設置了 3個觀測點,共 6點;后錨點各設置了 1個觀測點,共 4點。除上橫梁上的 6個觀測點,因籃體上加載數量偏大與掛籃實際受力狀態不符不作為分析對象外,不予采用。承重架前端受力點的 4個觀測點數據考慮加載偏差及測量誤差以及兩側掛籃安裝時的狀態存在差別,分別取其 4點的平均值作為加卸荷載的變形數據,結果見下表 1。

5 加卸載曲線

根據上述試驗結果繪出了加載曲線,并求出彈性變形回歸方程為:y=0.2982x-0.5769(見圖2)。

圖 2 掛籃加載變形曲線

6 結 論

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

(2)2#塊及以后各懸澆塊件應根據施工實測數據扣除非彈性變形進行適當調整。

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

[2] 施洲,蒲黔輝,李曉斌.橋梁結構應力與變形監控測量方法及其精度分析[J].四川建筑科學研究,2008,34(4)

[3] 史麗濤.大跨徑預應力混凝土多孔連續剛構橋施工監控研究[D].長安大學,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。