MSS30并置箱梁移动模架应力测试研究

李晓钟，马华军，范春生

（1.兰州交通大学，甘肃 兰州 730070；2.中铁十四局广州分公司，广东 广州 510000）

引言

移动模架施工属于高空作业，其模架本身就是一个完整的作业平台，从立模、绑扎钢筋到浇注混凝土、张拉、压浆等全部在移动模架上完成，因此，移动模架本身的结构安全不容忽视。为确保移动模架在浇注混凝土、过孔走形、合模开模等各工况下的安全，我们必须采取有效的技术措施，以核实计算出的理论受力及结构变形，找出与实际情况的异同。为保证施工安全及桥梁线形准确，检测移动模架系统的强度、刚度、稳定性和安全性非常必要，为此对移动模架系统有必要进行梁体混凝土浇注和移动模架的前移过程监测。

1 工程概况

本移动模架为上行式双导梁，主要由主梁、下导梁、悬臂梁、挂架系统等部分组成整体，提供两片箱梁的空中预制作业。

2 应力监测内容

本移动模架分为行走、立模、浇筑、张拉、开模等状态，监测主梁及横梁多状态下的关键点的应力变化，各吊杆多应力状态下应力状况，以及各支腿反力及局部应力的监测。测试截面及测点布置如下：

2.1 测试截面及测点布置

2.1.1 主梁监测点的布置

主梁监测点共34个，分别布置于主梁受力最大处和支点处。每片主梁具体分布如图1所示。

图1 主梁应力监测点示意图

2.1.2 横梁监测点的布置

横梁监测点共10个，取受力最大的2#横梁进行监测，每道横梁测点具体布置位置如图2所示。

图2 横梁应力监测点示意图

2.1.3 精轧钢吊带监测点的布置

精轧钢应力监测点共设8处，分别为2#横梁两侧吊杆，布置于8根精轧钢吊带上横梁位置、精轧钢下吊点加劲板8处。

2.1.4 中支腿监测点的布置

两个中支腿监测点共12个，分别布置于中支腿顶部前后盖板4处、中支腿下部盖板2处。

2.2 试验方法

移动模架在使用过程中，有多种工作状态，本次应力监测分为5个工况。

工况0：立模状态（初始读数）；

工况1：钢筋绑扎完毕；

工况2：浇筑前；

工况3：浇筑混凝土到一半方量；

工况4：混凝土浇筑完后；

工况5：预应力钢筋张拉完后。

3 测试结果及分析

3.1 移动模架主梁的跨中截面

由表1可知：移动模架主梁跨中截面布置的测点中，测点1、2、3、5、6、9、10、11、13、14在整个混凝土主梁施工期间，这些测点都处于受压状态；测点4、7、8、12、15、16在整个混凝土主梁施工期间，这些测点都处于受拉状态。最大压应力出现在测点1，为-191.1MPa；最大拉应力出现在测点8，为122.9MPa；最大拉压应力出现在混凝土浇筑完毕和预应力筋张拉之前的这段混凝土主梁养护期间。

表1 移动模架主梁的跨中截面各工况下应力监测值（单位：MPa）

3.2 移动模架主梁近支点截面

对移动模架主梁近支点附近的截面采用45°的应变花的型式进行应变测量。

表2 移动模架主梁近支点截面各工况下应力监测值（单位：MPa）

由表2可知：移动模架主梁支点附近截面布置的测点中，各个应变花测点的应力值都随着混凝土主梁施工的进行而逐渐增加。

最大压应力出现在测点26、27、28构成的应变花位置，应力值为-42.1MPa；最大拉应力出现在测点32、33、34构成的应变花位置，应力值为93.3MPa；最大拉压应力出现在混凝土浇筑完毕和预应力筋张拉之前的这段混凝土主梁养护期间。

3.3 移动模架横梁应力监测结果分析

移动模架横梁系统中，所布置测点位置的测点在整个混凝土主梁施工期间，都处于受拉状态。最大拉应力出现在测点44，为62.1MPa；最大拉应力出现在混凝土浇筑完毕和预应力筋张拉之前的这段混凝土主梁养护期间。

3.4 移动模架精轧钢吊带应力监测结果分析

移动模架精轧钢吊杆力的测点中，所有测点在整个混凝土主梁施工期间，都处于受拉状态。最大拉应力出现在测点48，为129.1MPa；最大拉应力出现在混凝土浇筑完毕和预应力筋张拉之前的这段混凝土主梁养护期间。

3.5 移动模架中支腿应力监测结果分析

移动模中支腿的测点中，所有测点在整个混凝土主梁施工期间，都处于受压状态。最大压应力出现在测点54，为-93.6MPa；最大压应力出现在混凝土浇筑完毕和预应力筋张拉之前的这段混凝土主梁养护期间。

4 结语

随着混凝土的浇筑，各个测点的应力值都在逐渐增加，在混凝土浇筑完毕和混凝土养护期间，预应力张拉之前各个测点的应力基本平稳。在预应力张拉后，混凝土主梁的力基本由预应力筋来承担，各个测点的应力值减小。

各个测点的最后状态与初始状态相比较，存在应力差值，但数值基本上比较小，这主要是由最后状态与初始状态不可能完全一致引起的。

移动模架在混凝土主梁施工期间是稳定和安全的。吊杆（精轧螺纹钢）容许应力值为620MPa；其余构件材料（Q345B）容许应力值为230MPa。实测应力值小于容许应力值，故满足强度要求。

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