閱讀 2979 次 連續剛構橋菱形掛籃預壓試驗技術綜述

連續剛構橋菱形掛籃預壓試驗技術綜述

唐春軒

(中鐵十五局集團有限公司，廣東深圳  518100)

1.工程概況   

    云南蒙自～新街高速公路十一合同段乍馬孔連續剛構橋由左、右兩幅橋組成。左幅橋中心樁號為K46+425.15，橋梁總長377.30m，橋梁孔徑布置為98+180+98m連續剛構(路中心線處)。右幅橋中心樁號為K46+448.90，橋梁總長411.80m，橋梁孔徑布置為l孔30mT形梁+(98+180+98m)連續剛構(路中心線處)。連續剛構橋箱梁采用豎直腹板的單箱單室結構，箱梁頂板寬度為l2.5m，箱體寬度為6.5m兩端及中跨跨中梁高3.2m，墩頂根部梁高10.8m，其余主梁梁高變化采用1.8次拋物線(箱梁高度指箱梁中心線處的高度)。箱梁合攏段底板厚度32cm，墩頂底板根部厚度120cm，厚度變化采用1.8次拋物線。箱梁底板橫向設為水平，兩側腹板不等高，使頂板面形成橋面橫坡。箱梁腹板厚度為50cm、60cm，僅在主梁0號塊為90cm。主梁澆注段劃分長度為l3.0m0號塊+6×3.5m+7x4.5m+6x5.Om，其中懸臂澆注段共l9個現澆節段(除O號塊)，合攏段長度2.Om，邊跨現澆段長度7.Om．連續剛構主梁l～19號梁段采用菱形掛籃逐段懸臂澆注施工，最重懸臂梁段為1號梁段，其重量為217.4t。箱梁為50號混凝土,采用縱向、橫向和豎向預應力體系。

2.試驗目的

    通過預壓消除掛籃非彈性變形。

    測定非彈性變形值及不同級荷載作用下的彈性變形值，取得荷載與彈性變形關系曲線，根據此曲線和各梁段自重求得對應梁段掛籃的彈性變形值，確定各梁段立模的預留量。

    檢查掛籃加工及安裝質量，檢驗掛籃整體承載能力，確保施工過程的安全.

3.試驗內容

    檢測后錨鋼筋的變形和應力。

    檢測前吊帶的伸長值。

    檢測掛籃前端點的撓度變形。

4.試驗方法

    采用砂袋堆載預壓，分級加載,分級卸載。

5.堆載總重量

    按照設計要求加載總重量為最重懸臂梁段重量的1.1倍，最重懸臂梁段為18梁段，其重量為86.96m³x2.5t／1133=217.4t，則加載總重量為l.1 X 217.4t=239.14t。

6.試驗步驟

    由于本剛構橋左右幅4個主墩8個掛籃均為同一廠家生產，其形式一樣(均為菱形)、構件規格一樣、材質一樣、所承受的重量一樣，所以本次試驗僅預壓左幅2#主墩兩側的兩個掛籃(2#主墩處交通方便且場地較為開闊)，測定其彈性變形值及非彈性變形值，其它各主墩掛籃的彈性變形值及非彈性變形值參照執行。

    在加載或卸載過程中，每次加載或卸載要求兩邊對稱、均等、同步．稱量設備采用設在塔吊掛鉤上的5t電子秤進行稱量。

    具體試驗步驟如下：

    堆載前，重新擰緊2#主墩墩頂上兩個掛籃主構架的抗剪螺栓螺母，并仔細檢查各個部位是否按設汁安裝到位。

    1)堆載前，將2#主墩兩側掛籃底板上的雜質及雜物清除十凈

    2)堆載前，存2#主墩兩側掛籃上對稱布置觀測點，并分別測量兩個掛籃前上、下橫梁左中右標高和掛籃后下橫梁左中有標高。并檢測后錨鋼筋的變形和應力，量測掛籃前吊帶的長度。

    3)根據混凝土灌注順序，按1#梁段結構布置荷載。第一次每邊加載重量為l4梁段底板混凝土的重量．即21.92m³x2.5tm³=54.8t，并分別測量兩個掛籃前上、下橫梁左中右標高和掛籃后下橫梁左巾右標高，堆載后每4小時觀測一次．當觀測差值小于lmm時進行第二次加載。并檢測后錨鋼筋的變形和應力，量測掛籃前吊帶的長度。

    4)按1#梁段結構布置荷載，第二次海邊加載重量為廣梁段腹板混凝土重量的一半，即24.52m³x2.5t／m³=61.3t，并分別測量兩個掛籃前上、下橫梁左中右標高和掛籃后下橫梁左中右標高。堆載后每4小時觀測一次．當觀測差值小于1mm時進行第三次加載。并檢測后錨鋼筋的變形和應力．量測掛籃前吊帶的長度。

    5)按1#梁段結構布置荷載,第三次每邊加載重量為1#梁段腹板混凝土重量的另一半，即24.52m³x 2.5t／m³=61.3t，并分別測量兩個掛籃前上、下橫梁左中右標高和掛籃后下橫梁左中右標高。堆載后每4小時觀測一次．當觀測差值小于1mm時進行第四次加載。并檢測后錨鋼筋的變形和應力，量測掛籃前吊帶的長度。

    6)按1#梁段結構布置荷載．第四次每邊加載重量為1#梁段頂板混凝土重量，即16m³x2.5t／m³=40t，并分別測量兩個掛籃前上、下橫梁左中右標高和掛籃后下橫梁左中右標高  堆載后每4小時觀測一次，當觀測差值小于lmm時進行第五次加載，并檢測后錨鋼筋的變形和應力，量測掛籃前吊帶的長度。

    7)設計‘安全要求布置荷載，第五次每邊加載重量為l#梁段混凝土總重量的l0％．即（54.8t+2×61.3t+40t）×10％=217.4txl0％=21.74t，（累計加載總重量為217.4t+21.74t=239.14t）。并分別測量兩個掛籃前上、下橫梁左巾右標高和掛籃后下橫梁左中右標高一滿載后持荷時間不小于24小時，并每4小時觀測一次，當觀測差值小于lmm時開始卸載，并檢測后錨鋼筋的變形和應力，量測掛籃前吊帶的長度。加載完畢，非彈性變形已完全消除。

    8)卸載順序與加載順序完全相反，分5次卸載完畢=每次卸載，均需分別測量兩個掛籃前上、下橫梁左中右標高和掛籃后下橫梁左中右標高，每次卸載后，每4小時觀測一次，當觀測差值小于lmm時進行下一次卸載一并量測掛籃前吊帶的長度。

    9)重新檢查菱形掛籃，擰緊各部位螺母。

7.計算彈性變形值和非彈性變形值

    彈性變形值及非彈性變形值計算公式如下：

    總變形值=非彈性變形值+總彈性變形值=加載前標高一加載完成后標高(總彈性變形值等于各級彈性變形值之和)

    總彈性變形值=卸載完成后標高一加載完成后標高

    加載完成后非彈性變形已完全消除，各級彈性變形值在卸載過程中計算，其值等于卸載前后的標高差。

    非彈性變形值=總變形值一總彈性變形值=加載前標高一卸載完成后標高

8.繪制荷載與彈性變形關系曲線

    根據分級卸載的重量和在卸載過程中計算的對應彈性變形值，繪制荷載與彈性變形關系曲線。

9.求得掛籃在各梁段自重作用下的彈性變形值

    根據荷載與彈性變形關系曲線和各梁段自重求得對應梁段掛籃的彈性變形值。

10.注意事項

    為了保證掛籃安全可靠，預壓前必須進行掛籃的強度、剛度及穩定性驗算。

    試驗過程中，應設專人負責測量掛籃前吊帶的變形和后錨鋼筋的變形及其應力情況，保證變形和應力變化在允許范圍之內，一旦出現異常，立即停止加載。

    掛籃端部必須設置安全防護網，以策安全。

    應特別注意的是，當加載到80％總荷載后，要派專人觀察掛籃各個重要部位，確保掛籃加載安全。

    加載或卸載和測量過程必須連續進行。

11.結論

    對連續剛構橋菱形掛籃加載完畢，可以完全消除掛籃的非彈性變形。在分級卸載過程中，可以求得對應荷載掛籃的彈性變形，進而獲取荷載與彈性變形關系曲線，根據荷載與彈性變  形關系曲線和各梁段自重，可以求得掛籃在各梁段自重作用下的彈性變形值，從而可以確定各梁段立模的預留值，按照預留值進行立模，可以保證已澆筑梁段的線形符合要求。同時，通過預壓試驗，可以檢驗掛籃的安全性，確保施工過程的安全。

    因此，對連續剛構橋懸臂施工，不論采用菱形掛籃，還是采用三角形掛籃、梁式掛籃或其它形式的掛籃，都必須進行掛籃預壓試驗。

參考文獻：

[1]雷俊卿．橋梁懸臂施工與設計．人民交通出版杜．l999．

[2]段明德．對掛籃設計及應用的探討．鐵道工程學報．1998．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)