包樹黃河大橋菱形掛籃預壓技術

摘要本文以包樹黃河大橋工程實例，介紹了對錨固于掛籃和承臺之間的鋼絞線進行張拉達到掛籃預壓目的的方法。實踐證明:該方法技術合理、經(jīng)濟節(jié)約、工期短，值得推廣。

關鍵詞懸臂澆注;鋼絞線;菱形掛籃;預壓

中圖分類號U445文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2009)121-0024-01

0引言

掛籃是連續(xù)梁橋主梁懸臂澆注的重要設備，掛籃預壓是掛籃施工的重要工藝之一。通過預壓的手段檢驗掛籃整個系統(tǒng)在各種工況下的結構受力以及機具設備的運行情況，確保系統(tǒng)在施工過程中絕對安全和正常運行;通過預壓掌握掛籃的彈性變形及非彈性變形的程度和大小，更加準確地掌握掛籃的剛度等力學性能指標，借以指導掛籃的立模標高，為施工監(jiān)控提供可靠的參照數(shù)據(jù)，確保主梁施工線型、標高滿足設計和規(guī)范要求。

1工程概況

包樹黃河大橋是包頭至樹林召高速公路項目中重要的控制性工程，起點地處包頭市沙爾沁鎮(zhèn)的官地村，終點位于鄂爾多斯市達旗的德勝泰鄉(xiāng)。主橋采用85+6×150+85m變截面預應力混凝土連續(xù)箱梁跨越黃河主河槽;下部采用薄壁空心墩+承臺+群樁基礎。主橋總長1070m，單幅橋?qū)?3.75m，箱梁底寬7.15m;根部梁高8.5m，跨中梁高3.8m; 0#塊長12m，懸臂澆注塊段劃分為8×3+5×4+5×5m，箱梁采用三向預應力。掛籃設計為菱形掛籃，由主桁、懸吊系統(tǒng)、底籃系統(tǒng)、后錨系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等組成，自重46t。

2預壓加載方案

2.1預壓加載力計算

混凝土自重:最大塊件14#塊，混凝土方量72.57m3，即72.57 m3×2.5t/ m3=182t?？紤]1.05倍的漲模系數(shù)，混凝土自重取182×1.05=191t。振搗及施工荷載:振搗及施工荷載取4Kpa，13.75×5×0.4=27.5t。預壓加載力:以上合計218.5t，掛籃加載系數(shù)取K=1.2，模擬預壓加載力P=218.5×1.2=262.2t。

2.2預壓方案比選

掛籃預壓主要有水箱預壓、沙袋預壓和預應力預壓等三種預壓方案。通過對三種預壓方案的比較，根據(jù)包樹黃河大橋的現(xiàn)場條件，決定采用對錨固于掛籃和承臺之間的鋼絞線進行張拉達到掛籃預壓的方案進行預壓施工。

2.3預壓方案

承臺施工時，在承臺上埋設鋼絞線錨固裝置，每掛籃對應四組，埋設位置在順橋向掛籃吊帶軸線的平面上。掛籃拼裝結束后在底籃前橫梁吊點旁邊安裝反拉裝置，反拉裝置上安裝60T千斤頂。采用Φj15.24鋼絞線，其標準強度為1860Mpa，每組鋼絞線為3根。固定端采用P錨錨固于預埋在承臺上的錨固裝置上，張拉端穿過反拉裝置和千斤頂，進行張拉?？紤]荷載在前吊帶上的分配，內(nèi)側吊帶為34.08t，外側吊帶為18.24t;由于存在260的張拉角度，內(nèi)側吊帶處千斤頂張拉力為37.92t，外側吊帶處千斤頂張拉力為20.28t。承臺預埋件和鋼絞線錨固端轉(zhuǎn)換裝置設計成銷接，保證鋼絞線直線受力。

反拉裝置設計成鍥形張拉面板，確保鋼絞線與錨墊板垂直。由于張拉角度的存在，加載時會產(chǎn)生順橋向的水平分力。為避免掛籃底籃承受水平荷載，在反拉裝置和已澆0#塊之間設置輔助裝置，輔助裝置由雙H446×199、[20等型鋼焊接而成。反拉裝置和輔助裝置之間不固結，為活動鉸形式。

3預壓試驗過程及分析

3.1加載點布置

根據(jù)方案，每掛籃設置4個加載點，預壓點的分布參照底板受力情況進行布置。外加載點張拉力為202.8KN，內(nèi)加載點張拉力為379.2KN，四個加載點加載張拉力合計為1164KN。

3.2分級加載

按20%，50%，80%，90%，100%，120%預壓荷載進行分級同步、均勻、對稱加載。加載過程按每級工況30min觀測一次，記錄撓度數(shù)據(jù)，在最大荷載加載完成后最少2h后卸載。加載過程中要密切觀測，記錄數(shù)據(jù)等。預壓完成后，按100%、80%、50%、20%、0%進行分級卸載，卸載過程中對掛籃彈性恢復進行觀測。加載過程中，必須注意保證四臺千斤頂同步加載、張拉力平衡。

3.3測點布置

撓度測點布置，預壓過程中，采用精密水準儀對掛籃底籃前橫梁、上前橫梁、后橫梁對應的吊帶或后錨位置進行撓度觀測。

3.4預壓觀測分析

3.4.1外觀檢查

掛籃受力后，沒有出現(xiàn)因剛度不夠產(chǎn)生的變形、焊縫脫焊、連接銷子和連接螺栓松動等異?，F(xiàn)象。

3.4.2觀測結果

從表中可以看出，掛籃結構和變形滿足規(guī)范要求，觀測值與加載值之間有較好的線性關系。以1-1測點為例，觀測值與加載值關系圖如圖1 。

觀測值從1011.530向1011.470變化，作線性回歸分析，可見兩者有較好的線性關系，線性相關系數(shù)r=-0.99764。

在塊段澆注時可利用此關系式根據(jù)具體施工荷載計算主桁變形值和吊帶伸長值，作為修正箱梁模板定位標高的一個依據(jù)。

4結束語

包樹黃河大橋掛籃預壓結果表明掛籃自身結構剛度、變形特性和穩(wěn)定性滿足施工規(guī)范和設計要求，且通過預壓數(shù)據(jù)分析可得到掛籃變形規(guī)律，為施工控制時修正模板定位標高提供依據(jù)。大橋后續(xù)箱梁塊段的正常施工表明:采用對錨固于掛籃和承臺之間的鋼絞線進行張拉達到掛籃預壓目的的方法是可行的。

參考文獻

[1]舒林.平寨大橋菱形掛籃荷載試驗研究[J].貴州工業(yè)大學學報(自然科學版)，2007，3:89-92.

[2]雷俊卿.橋梁懸臂施工與設計[M].北京:人民交通出版社，1999.

作者簡介:

黃金山，男，工程師，畢業(yè)于中國石油大學土木工程專業(yè)，長期從事監(jiān)理行業(yè)。