湄公河大橋掛籃加載預壓試驗與監控

鄭慶銓

（深圳市匯達投資咨詢有限公司，廣東 深圳 518000）

1 工程概況

湄公河大橋全橋長1066m （含橋 臺），橋跨布置為6×30m＋（95m＋3×170m＋95m）＋6×30m，主橋上構為變截面預應力混凝土連續剛構組合體系，本橋主橋施工采用掛籃懸臂施工。

2 掛籃體系與預壓方案

本橋采用專門設計的三角型掛籃，主要由主桁系統、底模平臺、吊掛系統、錨固系統等組成。

掛籃預壓試驗在掛籃安裝到位后，即1#塊施工前，對掛籃支架主梁、底板及吊帶進行變形測量。壓載以1#塊箱梁重量的110% 用鋼絞線逐級加載，預壓重量為233t。

2.1 位移測試布點布置

位移測點每側共布設18個點，其中翼緣模板4個點，三腳架主梁6個點，底吊帶3個點，底板3個點，后錨2個點，具體布設點位（見圖1）。

圖1 位移測點布置圖

2.2 應力測試布點布置（見圖2）

圖2 應力測點布置圖

2.3 加載方法與步驟

加載順序：邊跨側與主跨側同時加載至40%～60%，然后只在主跨側加載至110%；按每級20%進行加載至滿載；待穩定后卸載，卸載次序與加載順序相反；每個級段測量人員觀測變形數據，做好記錄，并請測量監理工程師同步觀測。

預計滿載后2h開始卸載，加載時間不宜過長。滿載后靜置期間每隔30min觀測1次，連續3次變形值變化在1mm以內認為已穩定，即可卸載。加載時注意觀測是否有異常現象，發現問題及時研究解決。加載過程中及時測量掛籃系統的彈性及非彈性變形。卸載后要及時進行數據匯總和分析，檢測結果填報在規定表格中。

3 掛籃計算

3.1 計算假定

掛籃計算主要根據主橋施工圖、掛籃設計圖、掛籃結構特點、相關技術規范等文件，計算中采用以下假定和說明：主桁體系按空間結構進行計算，主梁為按梁單元計算，節點鉸接；由于掛籃的主桁系統和底模系統僅通過精軋螺紋鋼（吊掛系統）相連，在計算時可按各自的子結構計算；底模平臺按縱梁和下橫梁組成的平面格梁體系進行空間計算，單元劃分為空間梁單元，所受荷載為均布荷載。

根據上述假定，采用MIDAS有限元分析軟件進行計算分析。

3.2 參數取值

3.2.1 材料容重

C50砼考慮體內鋼筋的影響（提高5%），取容重為26.25kN/m3；鋼構件考慮節點板的影響（提高5%），取容重為 82.425kN/m3。

3.2.2 材料彈性模量

Ф32mm精軋螺紋鋼筋2.0×105MPa，Q235鋼 材2.1×105MPa，16Mn 鋼材 2.1×105MPa。

3.3 計算內容

本文僅計算在掛籃預壓試驗各級荷載作用下掛籃主桁架、前上橫梁、前下橫梁等主要構件的應力情況，以及掛籃整體變形情況，便于與實測數據進行比較（見圖3）。

圖3 滿載110%時主桁架應力云圖

下橫梁在荷載組合下的最大豎向變形示意圖（見圖4）。

圖4 滿載110%時掛籃位移圖

4 掛籃預壓結果

為了測定掛籃彈性變形以及消除掛籃非彈性變形，保證箱梁永久結構線形符合設計要求。特對10#墩掛籃進行加載預壓，預壓重量以懸澆1#塊砼重量為依據，即預壓重量為：212t×1.1=233t。

4.1 預壓情況簡介

壓載物：成捆鋼絞線、沙袋。

起重設備：塔吊。

觀測儀器：精密水準儀。

應力測試：振弦傳感器、應變測試儀。

4.2 變形結果

表1 實測位移表

圖5 理論-實測位移比較圖

4.3 應力結果

表2 實測-理論應力對比表 （MPa）

5 結論

根據以上掛籃預壓監控成果可知，1#塊掛籃變形結果為：上前橫梁最大彈性變形位于中吊點處，位移為23mm；下前橫梁最大彈性變形位于中吊點處，位移為44mm；理論與實測數據相比比較吻合，在荷載加載到110%時，理論-實測最大位移差為：2.8mm。

1#塊掛籃應力情況為：實測最大應力位于上前橫梁跨中位置，最大應力為：-140.0MPa；實測下前橫梁最大應力為-71.1MPa；主桁架最大應力-85.6MPa；理論與實測最大應力差為13MPa。