客專移動模架預壓施工

諶萌兵

1 工程概況

北京—石家莊鐵路客運專線,采用的是無砟軌道,設計時速為350 km。其中位于河北省保定市清苑縣的冉莊龍泉河特大橋16-40 m現澆梁采用下承自行式移動模架施工。移動模架采用鄭州大方橋梁機械有限公司生產的DXZ40/1300下行自行式移動模架。該模架由主框架總撐(由并列的2組縱梁及9組底模支撐梁組成)、外模系統、內模系統、墩旁托架、前輔助支腿、中輔助支腿、后輔助支腿、液壓系統、電氣系統及輔助設施等部分組成。

簡支箱梁系單箱單室,箱梁頂寬12 m、底寬5.15 m、梁高3.75 m(中心處),每孔混凝土方量429.2 m3。所有簡支箱梁均按直線制作。曲線上簡支梁采用中矢法布置,通過調整梁縫的方法擬合平面曲線。

2 模架預壓

2.1 預壓目的

對移動模架加載預壓是整個安裝過程中最關鍵最重要工作之一,是梁混凝土澆筑之前,對機體的強度、剛度(節點變形、彈性變形、非彈性變形、主梁撓跨比、側彎)、穩定性(主梁移位、傾斜、動態狀況)、構件連接、模板結構及質量一次全面檢驗,為安全施工和箱梁的線形控制提供參考數據。

通過預壓消除結構非彈性變形,同時取得移動模架彈性變形的實際數值,得出荷載—撓度曲線,并檢驗設計計算結果,調整預拱度,以求得混凝土梁施工的準確參數。

2.2 預壓步驟

因移動模架采用梁式承力結構,結構簡單,受力明確,在移動模架拼裝完成后,結構不再變動,故只在首跨施工時進行預壓試驗。預壓加載按混凝土澆筑順序進行,即按先底板、后腹板、最后翼緣板、頂板順序進行加載。

移動模架拼裝完成后,首先根據廠家提供的計算書中的理論撓度值進行預拱度調整。由于橫梁與主梁固定,故調整每組橫梁上的4個可調支撐系來調節底模標高。模板預拱度調整完成后,做好預壓測量觀測點標記與記錄后即可進行預壓試驗。預壓重量取梁體重量的110%。為保證預壓荷載的合理分布,模擬混凝土澆筑順序進行加載,共五級加載：第一級加載底板鋼筋混凝土重量、第二級加載腹板鋼筋混凝土重量、第三級加載翼緣板鋼筋混凝土重量、第四級加載頂板鋼筋混凝土重量、第五級增加施工荷載的10%。每一級加載后均測量模架上的觀測點標高兩遍。

第一步：預壓前對移動模架觀測點進行布置,同時對其進行觀測,見圖1。觀測點在縱向上設置三排,橫梁上一排,主梁上左右各一排,每排10個點。

第二步：第一級加載采用砂袋模擬底板混凝土重量,其加載示意圖見圖2。

第三步：第二級加載采用砂袋模擬腹板混凝土基本澆筑完成,翼緣板與頂板尚未澆筑狀態下受力狀態,其加載示意圖見圖3。

第四步：第三級加載采用鋼筋模擬箱梁翼緣板混凝土澆筑完成時的狀況,其加載示意圖見圖4。

第五步：第四級加載采用水進行預壓,模擬箱梁頂板混凝土澆筑完成時的狀況,其加載示意圖見圖5。

第六步：第五級加載也采用水進行預壓,模擬預壓施工過程中最不利的受力狀態：超載預壓。超預壓荷載取梁體重量的10%,其加載示意圖見圖6。

完成第五級加載后應持荷觀測24 h。按加載后12 h,24 h各觀測一次。

2.3 卸載

卸載觀測是“加載預壓”的重要一環,通過各級荷載的卸載觀測可推算出移動模架在各級荷載作用下的彈性變形量與殘余變形量,卸載觀測過程與加載觀測過程相反,其過程如下：

狀態(五)→狀態(四)→狀態(三)→狀態(二)→狀態(一)→初始狀態。

2.4 預拱度設置

對測量資料進行整理、分析,得出非彈性變形值、彈性變形值。扣除非彈性變形后的底模實際下撓值與廠方提供的理論撓度值進行對比,修正理論計算預拱度值,以此作為第一孔箱梁澆筑時的一期恒載作用下移動模架變形值。實際施工下撓指導值取左右鋼箱梁及橫梁下撓值的平均值,并以該值繪制出平滑曲線圖即為施工下撓指導值曲線。施工下撓指導曲線相應值的相反數即為各點底模的預拱度值。以等載預壓的實測撓度值、張拉及混凝土收縮徐變引起的理論上拱值計算而設定的第一片梁的預(反)拱值,可能在實際施工中達不到理想的效果。因此,第1孔箱梁在施工中分別在澆筑混凝土前后進行觀測、記錄模架變形,以便在第2孔微調模架預拱度,來消除模擬狀態和實際狀態不同而帶來的預拱度偏差,達到理想狀態。

3 結語

移動模架具有施工質量好,施工操作簡便,不受河流等影響的優點。施工周期可達14 d一孔。移動模架預壓是移動模架施工中相當重要的一環,直接影響到預拱度的設置,關系到橋梁的質量和線形,在施工中不可輕視。

[1]范 軍,李偉軍.自行式移動模架法現澆40.6 m簡支箱梁施工技術[J].國防交通工程與技術,2006(4)：43-50.

[2]郝曉康.移動模架施工客專箱梁的拼裝和預壓施工技術[J].山西建筑,2007,33(20)：153-154.