湄公河大橋掛籃加載預(yù)壓試驗與監(jiān)控

鄭慶銓

（深圳市匯達投資咨詢有限公司，廣東 深圳 518000）

1 工程概況

湄公河大橋全橋長1066m （含橋 臺），橋跨布置為6×30m＋（95m＋3×170m＋95m）＋6×30m，主橋上構(gòu)為變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)組合體系，本橋主橋施工采用掛籃懸臂施工。

2 掛籃體系與預(yù)壓方案

本橋采用專門設(shè)計的三角型掛籃，主要由主桁系統(tǒng)、底模平臺、吊掛系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)等組成。

掛籃預(yù)壓試驗在掛籃安裝到位后，即1#塊施工前，對掛籃支架主梁、底板及吊帶進行變形測量。壓載以1#塊箱梁重量的110% 用鋼絞線逐級加載，預(yù)壓重量為233t。

2.1 位移測試布點布置

位移測點每側(cè)共布設(shè)18個點，其中翼緣模板4個點，三腳架主梁6個點，底吊帶3個點，底板3個點，后錨2個點，具體布設(shè)點位（見圖1）。

圖1 位移測點布置圖

2.2 應(yīng)力測試布點布置（見圖2）

圖2 應(yīng)力測點布置圖

2.3 加載方法與步驟

加載順序：邊跨側(cè)與主跨側(cè)同時加載至40%～60%，然后只在主跨側(cè)加載至110%；按每級20%進行加載至滿載；待穩(wěn)定后卸載，卸載次序與加載順序相反；每個級段測量人員觀測變形數(shù)據(jù)，做好記錄，并請測量監(jiān)理工程師同步觀測。

預(yù)計滿載后2h開始卸載，加載時間不宜過長。滿載后靜置期間每隔30min觀測1次，連續(xù)3次變形值變化在1mm以內(nèi)認為已穩(wěn)定，即可卸載。加載時注意觀測是否有異?，F(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題及時研究解決。加載過程中及時測量掛籃系統(tǒng)的彈性及非彈性變形。卸載后要及時進行數(shù)據(jù)匯總和分析，檢測結(jié)果填報在規(guī)定表格中。

3 掛籃計算

3.1 計算假定

掛籃計算主要根據(jù)主橋施工圖、掛籃設(shè)計圖、掛籃結(jié)構(gòu)特點、相關(guān)技術(shù)規(guī)范等文件，計算中采用以下假定和說明：主桁體系按空間結(jié)構(gòu)進行計算，主梁為按梁單元計算，節(jié)點鉸接；由于掛籃的主桁系統(tǒng)和底模系統(tǒng)僅通過精軋螺紋鋼（吊掛系統(tǒng)）相連，在計算時可按各自的子結(jié)構(gòu)計算；底模平臺按縱梁和下橫梁組成的平面格梁體系進行空間計算，單元劃分為空間梁單元，所受荷載為均布荷載。

根據(jù)上述假定，采用MIDAS有限元分析軟件進行計算分析。

3.2 參數(shù)取值

3.2.1 材料容重

C50砼考慮體內(nèi)鋼筋的影響（提高5%），取容重為26.25kN/m3；鋼構(gòu)件考慮節(jié)點板的影響（提高5%），取容重為 82.425kN/m3。

3.2.2 材料彈性模量

Ф32mm精軋螺紋鋼筋2.0×105MPa，Q235鋼 材2.1×105MPa，16Mn 鋼材 2.1×105MPa。

3.3 計算內(nèi)容

本文僅計算在掛籃預(yù)壓試驗各級荷載作用下掛籃主桁架、前上橫梁、前下橫梁等主要構(gòu)件的應(yīng)力情況，以及掛籃整體變形情況，便于與實測數(shù)據(jù)進行比較（見圖3）。

圖3 滿載110%時主桁架應(yīng)力云圖

下橫梁在荷載組合下的最大豎向變形示意圖（見圖4）。

圖4 滿載110%時掛籃位移圖

4 掛籃預(yù)壓結(jié)果

為了測定掛籃彈性變形以及消除掛籃非彈性變形，保證箱梁永久結(jié)構(gòu)線形符合設(shè)計要求。特對10#墩掛籃進行加載預(yù)壓，預(yù)壓重量以懸澆1#塊砼重量為依據(jù)，即預(yù)壓重量為：212t×1.1=233t。

4.1 預(yù)壓情況簡介

壓載物：成捆鋼絞線、沙袋。

起重設(shè)備：塔吊。

觀測儀器：精密水準(zhǔn)儀。

應(yīng)力測試：振弦傳感器、應(yīng)變測試儀。

4.2 變形結(jié)果

表1 實測位移表

圖5 理論-實測位移比較圖

4.3 應(yīng)力結(jié)果

表2 實測-理論應(yīng)力對比表 （MPa）

5 結(jié)論

根據(jù)以上掛籃預(yù)壓監(jiān)控成果可知，1#塊掛籃變形結(jié)果為：上前橫梁最大彈性變形位于中吊點處，位移為23mm；下前橫梁最大彈性變形位于中吊點處，位移為44mm；理論與實測數(shù)據(jù)相比比較吻合，在荷載加載到110%時，理論-實測最大位移差為：2.8mm。

1#塊掛籃應(yīng)力情況為：實測最大應(yīng)力位于上前橫梁跨中位置，最大應(yīng)力為：-140.0MPa；實測下前橫梁最大應(yīng)力為-71.1MPa；主桁架最大應(yīng)力-85.6MPa；理論與實測最大應(yīng)力差為13MPa。