某大橋三角形掛籃荷載試驗分析

郭紅鑠++方瑜

摘 要：為了確保掛籃施工安全，減少掛籃的非彈性變形，獲取彈性變形參數(shù)，得出壓重與掛籃本身的變形關(guān)系，為掛籃的后續(xù)使用提供可靠的技術(shù)參數(shù)和安全保障措施，有必要對掛籃進(jìn)行加載試驗。本文結(jié)合某大橋的實際情況，針對施工所需要的三角形掛籃預(yù)壓實驗進(jìn)行分析研究，為后續(xù)施工計算提供可靠的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：三角形掛籃；懸澆法；連續(xù)梁橋

中圖分類號： U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）20-66-2

1 工程概況

某大橋主橋為70m+115m+70m=255m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，橋梁長520.0m，橋?qū)?5.0m，分為左右兩幅，兩幅之間間距為2cm，是連接瀏陽河南北兩岸的特大橋。全橋雙幅共有4個主墩，相應(yīng)有4個T構(gòu)，根據(jù)總體工期要求，計劃投入菱形和三角形掛籃各2對（4只）同步對稱施工，本文只對三角形掛籃荷載試驗進(jìn)行分析。

2 掛籃構(gòu)造設(shè)計及特點

根據(jù)實際情況，按照懸澆最不利5#節(jié)段，梁段體積73.97m3，約196t設(shè)計。掛籃總體裝配圖如圖1所示。

3 掛籃試壓方法

由于大橋施工工期緊、任務(wù)量大等原因，經(jīng)多方分析研究，決定在不改變掛籃受力狀況的前提下，對掛籃采用主桁簡易試壓法對掛籃進(jìn)行模擬試壓。主桁架簡易試壓法步驟如下所示：①擇一塊平地，將兩單片主梁系水平對稱放置，中間支點相互支撐，形成相當(dāng)于箱梁腹板混凝土的主梁受力支點。②將兩根主梁后錨用4根？覫32精軋螺紋鋼對稱相連接，形成相當(dāng)于整體掛籃前端吊帶傳遞力給主桁架的受力體系。③通過千斤頂加壓，給主梁前端的精軋螺紋鋼筋加載，并測量各級荷載作用下對應(yīng)的主梁前端的變形？駐l；在試壓過程中，千斤頂按最大使用荷載的10%、20%、50%、80%、100%、120%進(jìn)行分級加載，每級加載完成并穩(wěn)壓半個小時（最后一級為1小時）后檢查各桿件的情況有無裂縫，測試各級荷載所對應(yīng)的變形，然后進(jìn)行分級卸載。反復(fù)2次。

4 掛籃試壓計算

先按整體計算掛籃在1.2倍安全系數(shù)下結(jié)構(gòu)受力，后將力分配到三片單主桁架上，得出掛籃預(yù)壓的千斤頂張拉力。掛籃試壓計算采用Midas/Civil2012空間有限元計算軟件進(jìn)行計算。計算整體有限元模型以及支點反力如圖2所示：

從上圖可以看出：三角形掛籃邊主桁架后錨點反力為-465.8kN，中主桁架后錨點反力-558.6kN，三單片桁架后錨點受力按1：1.199：1分配；邊主桁架前支點反力為950.4kN，中主桁架前支點反力為1137.3kN，三單片桁架前支點受力按1：1.197：1分配。對掛籃吊桿軸力進(jìn)行分析如圖3所示：

從上圖可以看出：三角形掛籃吊帶所受最大拉力為168.3kN，所有吊帶總拉力為1437.3kN。將吊帶所受總拉力按1：1.199：1分配給三片主桁架，并以中桁架分配力作為控制力，使單片桁架受力最不利。因此，三角形掛籃采用主桁簡易試壓法前端點油壓表張拉控制力：

F=1437.3*1.199/（1+1.199+1）=538.71kN。

三角形掛籃主桁架等值變形圖、應(yīng)變圖如圖4所示：

從圖中可以看出三角形掛籃采用主桁架簡易試壓模型前端最大變形為19.13mm。

5 測點布置

在進(jìn)行主桁架對拉試驗前，在每片主桁架的前端用百分表各布置一個位移測點，監(jiān)測主桁架前端的下?lián)献冃巍?/p>

在每根桁架桿件的中截面底部用應(yīng)變計各布置1個應(yīng)變測點，監(jiān)測主桁架各桿件的應(yīng)變。測點布置如圖5所示：

6 試驗結(jié)果及分析

通過逐級加載，得到各級荷載下各測點的位移、應(yīng)變，實驗結(jié)果如表1所示：

7 結(jié)論及建議

7.1 結(jié)論

通過對××大橋菱形掛籃主桁架對拉的荷載試驗過程及數(shù)據(jù)分析得到以下結(jié)論：

①所測主桁架變形校驗系數(shù)和應(yīng)變校驗系數(shù)均不大于1；②所測主桁架相對殘余變位和相對殘余應(yīng)變均未超過20%；③所測主桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性滿足要求。

7.2 建議

①施工需嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行，采用泵送混凝土，箱梁振搗采用插入式振搗器振搗；②施工過程中必須嚴(yán)格控制施工荷載的重量，防止出現(xiàn)施工荷載超重的現(xiàn)象；③在1號塊的施工過程中實測主桁架前端的位移情況，用于指導(dǎo)2～14號塊的施工。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 徐君蘭，項海帆.大跨度橋梁施工控制[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2] 雷俊卿.橋梁懸臂施工與設(shè)計[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3] 邵容光.關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（連續(xù)剛構(gòu)）橋中的若干問題[D].東南大學(xué)，2001.

[4] 劉剛亮.虎門大橋輔航道270m連續(xù)剛構(gòu)懸臂施工控制[J].橋梁建設(shè)，2001（5）.

[5] 紀(jì)超.懸臂澆筑連續(xù)梁菱形掛籃張拉預(yù)壓施工技術(shù)[J].工程技術(shù)，2014.18.22.

[6] 朱旭紅.三角掛籃預(yù)壓荷載試驗施工方法[J].山西建筑，2010.06.064.

[7] 劉福順.中孟友誼六橋掛籃荷載試驗及施工變形控制[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報，2011.12.