连续梁桥挂篮预压试验分析

2010-01-15杨忠伟富立志姚亚欧

四川建筑 2010年6期

关键词：梁桥观测点挂篮

杨忠伟,富立志,姚亚欧

(1.扬州大学建筑科学与工程学院,江苏扬州 225009;2.江苏牧羊集团有限公司,江苏扬州 225009)

连续梁桥挂篮预压试验分析

杨忠伟1,富立志2,姚亚欧2

(1.扬州大学建筑科学与工程学院,江苏扬州 225009;2.江苏牧羊集团有限公司,江苏扬州 225009)

结合某大桥工程监控方案,针对悬臂连续梁桥施工特点,叙述了挂篮加载试验的目的和方法,并对挂篮预压数据进行了分析和处理,得出了挂篮弹性变形方程,积累了连续梁桥挂篮预压经验。

连续梁桥; 挂篮; 预压; 变形方程

1 工程概况

某大桥主桥为(56+100+56)m三跨预应力混凝土变截面连续箱梁,桥梁净宽 11.0m,平面线形为直线,纵断面位于半径 R=3 000m的竖曲线上,曲线顶点位于主跨跨中,最大纵坡 2.5%。箱梁采用直腹板式的单箱单室结构,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。箱梁顶板宽12.0m,底板宽6.5m,翼缘板悬臂长为2.75m。箱梁高度从距墩中心 2.0 m处到合龙段处按 1.7次抛物线变化,箱梁在主墩墩顶 0#块梁段和中跨跨中合龙段分别设置了两道厚70 cm和两道厚40 cm的横隔板,以增强桥梁的横向整体性。主桥连续箱梁采用挂篮悬臂现浇法施工。

2 挂篮预压目的

(1)对挂篮在额定荷载及超载条件下检查挂篮设计、加工及安装质量,消除非弹性变形(消除安装及加工塑性变形)。

(2)测定挂篮在各种工况条件下的弹性变形及非弹性变形,为悬浇节段箱梁立模高程提供依据。

(3)检测挂篮各节点结构强度和刚度,确保施工安全。

3 挂篮的预压方法、步骤

3.1 加载荷载数额

最重节段 6#块的重量:109 t,预压时按照最大荷载的105%确定加载重量为114.5 t,挂篮前吊杆为 6根,考虑实际预压时只能设置 4根,则预压荷载为 114.5/6×4=76.3 t。

3.2 加载方法、步骤

(1)本次预压采用沙袋、配重块、钢筋等作为加载荷载。

(2)挂篮加载试验在主桥右幅 10#墩 0#、1#节段上进行。将挂篮主承重架按纵向沿腹墙部位安放在 0#、1#段顶面的,将承重架前支点垫实,承重架尾部锚固在竖向 32精轧螺纹粗钢筋上,在挂篮底模板上堆载预压。

(3)预压荷载的沙袋、配重块、钢筋等均运至现场。将沙袋、配重块整齐堆载于底模上。用分级加载方式对挂篮-模板系统进行加载和检测。

(4)加载分级为 3分级。单只挂篮加载荷载分别为 23 t (30%荷载)、61 t(70%荷载)、77 t(6#节段105%荷载)共3级进行加载和观测。

(5)每次吊装压载重量均固定不变,并严格按照两侧托架对称交替堆载,以确保受力对称。

(6)在托架模板上堆载时按照节段边界进行整齐堆载,以确保加载试验接近实际施工工况。

(7)每级加载完毕均持荷2 h,待加载稳定后进行全部测点高程观测,并进行详细记录。

(8)加压结束后,按加载等级逐级卸荷,在卸载过程中每级同样进行测点高程观测,以便统计分析弹性变形和非弹性变形情况得出相关数据。

(9)将所有记录数据进行归纳整理,并绘制出各点沉降曲线,得出结论即加载试验结束。

3.3 观测点的设置及观测

(1)高程控制网采用现有的高程网,在 10#墩 0#节段中心顶部设置 1个观测站,用于观测挂篮及底模变形数据。

(2)每只挂篮——模板系统上共设置 9个观测点,其中底模节段边缘顶面 2个,翼缘板模板 1#节段附近 2个,上挂篮吊杆固定横梁上 3个,后锚点纵梁上 2个。观测点采用建筑钢管或直径 20mm的钢筋垂直立焊于底模,并利用塔尺或钢尺牢固安装于钢管外侧,尺面朝 0#块(观测时不需在托架上立塔尺,既消除人为因素的误差,也确保观测人员安全);还要注意在加载时沙袋不要碰撞观测点建筑钢管或直径钢筋。

图1 挂篮预压加载方式及观测点示意

(3)变形观测采用DSZ-2水准仪进行观测,在仪器使用前认真校核i角(100m检测数据偏差值为0)。具体测点位置见图 1。

4 加载试验结果

某大桥挂篮施工加载采用堆载预压,通过计算挂篮上的总荷载为77 t,分成三级加载即:24 t、38 t、15 t;加载24h后,分三级卸载依次为 15 t、38 t、24 t。两侧对称加载共设置 18个观测点,即承重架前端各 2点,共 8点;前上横梁在承重架内侧设置了 3个观测点,共 6点;后锚点各设置了 1个观测点,共 4点。除上横梁上的 6个观测点,因篮体上加载数量偏大与挂篮实际受力状态不符不作为分析对象外,不予采用。承重架前端受力点的 4个观测点数据考虑加载偏差及测量误差以及两侧挂篮安装时的状态存在差别,分别取其 4点的平均值作为加卸荷载的变形数据,结果见下表 1。