客專移動模架預(yù)壓施工

諶萌兵

1 工程概況

北京—石家莊鐵路客運(yùn)專線,采用的是無砟軌道,設(shè)計(jì)時(shí)速為350 km。其中位于河北省保定市清苑縣的冉莊龍泉河特大橋16-40 m現(xiàn)澆梁采用下承自行式移動模架施工。移動模架采用鄭州大方橋梁機(jī)械有限公司生產(chǎn)的DXZ40/1300下行自行式移動模架。該模架由主框架總撐(由并列的2組縱梁及9組底模支撐梁組成)、外模系統(tǒng)、內(nèi)模系統(tǒng)、墩旁托架、前輔助支腿、中輔助支腿、后輔助支腿、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及輔助設(shè)施等部分組成。

簡支箱梁系單箱單室,箱梁頂寬12 m、底寬5.15 m、梁高3.75 m(中心處),每孔混凝土方量429.2 m3。所有簡支箱梁均按直線制作。曲線上簡支梁采用中矢法布置,通過調(diào)整梁縫的方法擬合平面曲線。

2 模架預(yù)壓

2.1 預(yù)壓目的

對移動模架加載預(yù)壓是整個(gè)安裝過程中最關(guān)鍵最重要工作之一,是梁混凝土澆筑之前,對機(jī)體的強(qiáng)度、剛度(節(jié)點(diǎn)變形、彈性變形、非彈性變形、主梁撓跨比、側(cè)彎)、穩(wěn)定性(主梁移位、傾斜、動態(tài)狀況)、構(gòu)件連接、模板結(jié)構(gòu)及質(zhì)量一次全面檢驗(yàn),為安全施工和箱梁的線形控制提供參考數(shù)據(jù)。

通過預(yù)壓消除結(jié)構(gòu)非彈性變形,同時(shí)取得移動模架彈性變形的實(shí)際數(shù)值,得出荷載—撓度曲線,并檢驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果,調(diào)整預(yù)拱度,以求得混凝土梁施工的準(zhǔn)確參數(shù)。

2.2 預(yù)壓步驟

因移動模架采用梁式承力結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡單,受力明確,在移動模架拼裝完成后,結(jié)構(gòu)不再變動,故只在首跨施工時(shí)進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)。預(yù)壓加載按混凝土澆筑順序進(jìn)行,即按先底板、后腹板、最后翼緣板、頂板順序進(jìn)行加載。

移動模架拼裝完成后,首先根據(jù)廠家提供的計(jì)算書中的理論撓度值進(jìn)行預(yù)拱度調(diào)整。由于橫梁與主梁固定,故調(diào)整每組橫梁上的4個(gè)可調(diào)支撐系來調(diào)節(jié)底模標(biāo)高。模板預(yù)拱度調(diào)整完成后,做好預(yù)壓測量觀測點(diǎn)標(biāo)記與記錄后即可進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)。預(yù)壓重量取梁體重量的110%。為保證預(yù)壓荷載的合理分布,模擬混凝土澆筑順序進(jìn)行加載,共五級加載：第一級加載底板鋼筋混凝土重量、第二級加載腹板鋼筋混凝土重量、第三級加載翼緣板鋼筋混凝土重量、第四級加載頂板鋼筋混凝土重量、第五級增加施工荷載的10%。每一級加載后均測量模架上的觀測點(diǎn)標(biāo)高兩遍。

第一步：預(yù)壓前對移動模架觀測點(diǎn)進(jìn)行布置,同時(shí)對其進(jìn)行觀測,見圖1。觀測點(diǎn)在縱向上設(shè)置三排,橫梁上一排,主梁上左右各一排,每排10個(gè)點(diǎn)。

第二步：第一級加載采用砂袋模擬底板混凝土重量,其加載示意圖見圖2。

第三步：第二級加載采用砂袋模擬腹板混凝土基本澆筑完成,翼緣板與頂板尚未澆筑狀態(tài)下受力狀態(tài),其加載示意圖見圖3。

第四步：第三級加載采用鋼筋模擬箱梁翼緣板混凝土澆筑完成時(shí)的狀況,其加載示意圖見圖4。

第五步：第四級加載采用水進(jìn)行預(yù)壓,模擬箱梁頂板混凝土澆筑完成時(shí)的狀況,其加載示意圖見圖5。

第六步：第五級加載也采用水進(jìn)行預(yù)壓,模擬預(yù)壓施工過程中最不利的受力狀態(tài)：超載預(yù)壓。超預(yù)壓荷載取梁體重量的10%,其加載示意圖見圖6。

完成第五級加載后應(yīng)持荷觀測24 h。按加載后12 h,24 h各觀測一次。

2.3 卸載

卸載觀測是“加載預(yù)壓”的重要一環(huán),通過各級荷載的卸載觀測可推算出移動模架在各級荷載作用下的彈性變形量與殘余變形量,卸載觀測過程與加載觀測過程相反,其過程如下：

狀態(tài)(五)→狀態(tài)(四)→狀態(tài)(三)→狀態(tài)(二)→狀態(tài)(一)→初始狀態(tài)。

2.4 預(yù)拱度設(shè)置

對測量資料進(jìn)行整理、分析,得出非彈性變形值、彈性變形值?？鄢菑椥宰冃魏蟮牡啄?shí)際下?lián)现蹬c廠方提供的理論撓度值進(jìn)行對比,修正理論計(jì)算預(yù)拱度值,以此作為第一孔箱梁澆筑時(shí)的一期恒載作用下移動模架變形值。實(shí)際施工下?lián)现笇?dǎo)值取左右鋼箱梁及橫梁下?lián)现档钠骄?并以該值繪制出平滑曲線圖即為施工下?lián)现笇?dǎo)值曲線。施工下?lián)现笇?dǎo)曲線相應(yīng)值的相反數(shù)即為各點(diǎn)底模的預(yù)拱度值。以等載預(yù)壓的實(shí)測撓度值、張拉及混凝土收縮徐變引起的理論上拱值計(jì)算而設(shè)定的第一片梁的預(yù)(反)拱值,可能在實(shí)際施工中達(dá)不到理想的效果。因此,第1孔箱梁在施工中分別在澆筑混凝土前后進(jìn)行觀測、記錄模架變形,以便在第2孔微調(diào)模架預(yù)拱度,來消除模擬狀態(tài)和實(shí)際狀態(tài)不同而帶來的預(yù)拱度偏差,達(dá)到理想狀態(tài)。

3 結(jié)語

移動模架具有施工質(zhì)量好,施工操作簡便,不受河流等影響的優(yōu)點(diǎn)。施工周期可達(dá)14 d一孔。移動模架預(yù)壓是移動模架施工中相當(dāng)重要的一環(huán),直接影響到預(yù)拱度的設(shè)置,關(guān)系到橋梁的質(zhì)量和線形,在施工中不可輕視。

[1]范 軍,李偉軍.自行式移動模架法現(xiàn)澆40.6 m簡支箱梁施工技術(shù)[J].國防交通工程與技術(shù),2006(4)：43-50.

[2]郝曉康.移動模架施工客專箱梁的拼裝和預(yù)壓施工技術(shù)[J].山西建筑,2007,33(20)：153-154.