百崎湖大橋掛籃預壓試驗方法

2022-10-02 21:15:07 字數 3083 閱讀 4852

摘要:本文結合百崎湖大橋工程例項,介紹了利用千斤頂反力架的載入方法進行懸臂梁施工掛籃的預壓承載力試驗。通過在已澆梁段進行預埋引出反力架,利用千斤頂載入,試驗掛籃承載力,達到預壓目的。

該方法簡單易行、成本低、安全性高、周期短、適用範圍廣,可為其他類似工程借鑑參考。

關鍵詞:掛籃;反力架;預壓試驗

一、工程概況

百崎湖大橋主橋跨徑布置為(50.96+80+50.96)m,採用變截面預應力砼連續梁,主橋共計181.

92m長,主橋中墩下部採用3.0m厚實體承臺、3.5m厚牆式墩墩身、群樁基礎型式;上部連續箱梁為單箱單室斷面,箱梁頂面寬14.

75m,底面寬7.75m,橋面橫坡通過腹板高差形成。三跨連續梁整個體系由兩個支架澆築的墩頂o、1號梁段、在兩個主墩上按「t構」用掛籃分段對稱懸臂澆築的梁段、吊架上澆築的跨中合攏梁段及落地支架上澆築的邊跨現澆梁段組成。

墩頂支架現澆o、1號梁段長10.0m,兩個"t構"的懸臂各分為9對梁段,其梁段數及梁段長度從根部至跨中各為: 4*3.

5m、5*4.0m;整聯連續箱梁共有乙個2m長的主跨跨中合攏梁段和兩個2m長的邊跨合攏段,兩個邊跨現澆梁段各長9.88m,樑高相同。

二、預壓目的

1、對掛籃進行預壓試驗,是為了對掛籃的強度、剛度和穩定性進行評價,驗證掛籃的安全性。

2、根據觀測的資料、分析、推斷出彈性變形和非彈性變形,並消除結構的非彈性變形。

3、根據各級荷載作用下掛籃產生的撓度繪出了掛籃的荷載-撓度曲線,為懸臂施工的線性控制提供可靠的依據。

4、根據最大荷載作用下掛籃控制桿件的內力,計算掛籃的實際承載能力。

5、同時通過設計掛籃時計算撓度與試驗撓度對比,為以後掛籃設計提供引數。

三、預壓方案

1、預壓方法對比和選擇

掛籃預壓試驗通常主要有袋裝砂(或其他堆載物)預壓、水箱預壓、千斤頂預壓三種預壓方式:

(1)袋裝砂預壓(或其他堆載物)

袋裝砂預壓對密封性不作要求,也不需要太大的投入,但裝袋、稱量、拆除的勞動強度大,而且周期長,如遇暴雨天氣,砂吸水可能造成掛籃過荷的安全影響。載入解除安裝不靈活,如果掛籃不能滿足試驗荷載要求,容易發生工程事故。

(2)水箱預壓

水箱預壓載入、解除安裝方法相對簡單,而且準確,容易控制。但是水箱高度很大,對水箱的密封性和水箱側壁的剛度要求很高,同時加工水箱結構的焊接量大,危險性大,施工周期長,經濟效益低。

(3)千斤頂預壓

千斤頂預壓可使用已有的張拉裝置,準確、方便,而且安全、經濟,勞動強度低、周期短、荷載可以隨時控制,而且不受天氣的影響,完全可以模擬真實受力。

通過對上述預壓方法的分析和結合工程實際情況,選擇使用千斤頂預壓方法。

2、掛籃預壓結構設計

掛籃在澆築混凝土期間,所有荷載在底模位置由底模及底模縱樑傳至底模前後托樑,再由吊帶傳遞到橋面主桁架,錨固在已澆混凝土上。根據掛籃在施工中的實際受力,試驗設計利用從既成梁段引出工字鋼反力架,以千斤頂作為載入裝置,作用到底模的縱樑工字鋼,進而傳遞到底模前後托樑上,從而根據實際受力情況予以模擬。

要求在墩頂支架現澆o、1號梁段時設定預壓所需要的反力預埋構件。在腹板位置埋置倒置的三角托架,以托架為支撐,借助千斤頂提供壓力,從而達到預壓的目的。

(1)梁體0#段腹板處錨固倒置三角托架作為臨時承重的結構,根據現場的施工材料,托架橫樑採用40b大型工字鋼,斜桿採用25b對扣槽鋼。

(2)腹板處錨固20mm鋼板與倒置三角架焊接,三角架的斜桿與鋼板的鏈結採用牛腿支架結構。

(3)20mm鋼板製作牛腿固結斜桿,鋼板鑲嵌在梁體混凝土表面,鋼板背後焊接錨固鋼筋。

(4)為增加托架穩定性,斜桿之間由20槽鋼相連。

(5)大型工字鋼作為底模系上的分配梁,按40cm間距排列。具體詳見圖1、圖2所示:

預壓荷載按照懸臂施工最重的1#塊進行計算,經全面檢查結構各焊縫、支點、桿件連線,確保無誤後,4臺千斤頂同時同步分0、10%、20%、50%、75%、90%、100%、110%、120%八級荷載緩慢載入,各級荷載間持載20~30min,測量下沉量及主要受力杆的應力和應變。最後以100%、75%、50%、20%、0五級緩慢解除安裝後再測下沉量。在載入過程中,設專人負責掛籃的檢查,密切注意各結點、各受力構件、各聯接器部位及托架的變形情況,確保安全。

具體載入點及載入量如下所示:

掛籃載入試驗程式表

根據掛籃特點,撓度和變形觀測點的設定為掛籃前橫樑桁片主吊帶點(3點)、前托梁主吊帶及中點(3點),主桁後錨處(3點)及前支點(3點)、分力工字鋼中點(1點)、邊縱樑中間(2點)共15個點。

(1)確保預埋件尺寸及位置的準確,確保反力架焊接的施焊質量,確保反力架桿件的強度及剛度,確保千斤頂上、下受力面精確水平,相對高差不得超過3公釐,確保分力梁即工字鋼排架的剛度,確保各精軋螺紋鋼筋及螺母的受力均勻。

(2)確保四台千斤頂的同時同步分級緩慢加、解除安裝,要對反力架水平工字鋼的千斤頂集中著力點進行區域性加強。

(3)在載入過程中,設專人負責掛籃的檢查,密切注意各結點、各守力構件、各聯接器部位及托架的變形情況,確保安全。

(4)為了保證載入試驗所測資料的可靠性,變形觀測點要設定在掛籃體系受力變形的關鍵位置,並要確保布點的均勻性和對稱性。

(5)通過所測資料進行對比分析,分析橋梁縱坡對掛籃受力的影響情況及確定相關施工控制引數。

(1)掛籃引導程式到八載後,掛籃預壓試驗各項實測變形值和應力值均在理論控制值範圍內,說明該掛籃主梁抗彎能力等均滿足設計要求,加工質量較好,具有足夠的應力和變形儲備。檢驗了掛籃承受最不利工況時的安全性。

(2)從測試數值看,掛籃下橫樑變形大於掛籃上橫樑變形,說明前吊帶變形較大,施工放樣應該以掛籃底模進行合理控制。

(3)前上下橫樑懸臂段最大撓度值在試驗過程中基本呈線性變化,殘餘變形值較小,表明該掛籃的彈性效能和恢復效能良好。

(4)解除安裝後掛籃變形不能完全恢復,不同掛籃變形恢復程度不等,因此,每個掛籃都必須進行預壓,減少掛籃的非彈性變形,保證線性控制質量。

(5)通過對實測掛籃變形值與計算掛籃變形值的比較分析,為掛籃變形誤差預報提供依據。

(6)根據試驗資料得出掛籃撓度與承受荷載回歸線,為計算其它節段得出依據。

四、結束語

採用千斤頂反力架的載入方法進行掛籃預壓試驗,第一大大縮短了工期,通常只需要一天的時間,加快了施工進度,而且不受天氣影響;第二簡單易行,操作方便,勞動強度低,大大減少了試驗成本;第三能進行試驗資料的實時跟蹤,可以即時載入解除安裝,從而保證了試驗過程的安全和試驗資料的質量;第四提高了現場文明施工。

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