潭洲水道特大橋主橋掛籃預(yù)壓試驗(yàn)方案

1、潭洲水道特大橋主橋掛籃預(yù)壓試驗(yàn)方案中鐵十五局集團(tuán)第二工程有限公司第六指揮部常學(xué)森內(nèi)容提要本文介紹了在梁體上設(shè)置反力架,通過(guò)千斤頂對(duì)掛籃實(shí)施預(yù)壓的施工方法,其加載準(zhǔn)確,操作簡(jiǎn)便,節(jié)約投資及時(shí)間,有一定的推廣意義。關(guān)鍵詞掛籃預(yù)壓、試驗(yàn)1工程概況潭洲水道特大橋主跨設(shè)計(jì)為58+90+58m變截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁,采用掛籃懸臂澆筑法施工。箱梁為單箱三室斷面,箱底寬21m,頂寬28.5m,根部梁高5m,跨中及邊跨現(xiàn)澆段梁高2m,其余梁段梁高按1.8次拋物線變化。0#、1#塊采用支架現(xiàn)澆施工,2#13#塊采用掛籃懸臂澆筑,邊跨合龍段及12m邊跨尾段采用支架現(xiàn)澆施工,中跨合龍段采用吊籃施工。2 試驗(yàn)?zāi)康谋緲蛑?/p>

2、跨連續(xù)梁采用掛籃懸臂澆筑梁體的2#13#塊,在施工過(guò)程中,掛籃將承受施工設(shè)備和新澆節(jié)段混凝土的全部重量,為了對(duì)掛籃的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),驗(yàn)證掛籃的安全性,并獲取掛籃在荷載作用下的變形數(shù)據(jù)及規(guī)律,以便準(zhǔn)確設(shè)置預(yù)拋高量,保證梁體線形,需對(duì)掛籃進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)。掛籃預(yù)壓試驗(yàn)在14#墩的掛籃上實(shí)施,此時(shí)掛籃安裝在0#塊及1#塊上。預(yù)壓荷載以重量最大的11#塊混凝土的重量進(jìn)行模擬加載,荷載的布置形式盡量與實(shí)際荷載分布吻合,以保證試驗(yàn)的可靠性和準(zhǔn)確性。3 掛籃結(jié)構(gòu)示意掛籃采用菱形輕型桁架式掛籃,自重為現(xiàn)澆箱梁塊體最大重量(11#塊的0.37倍。掛籃的結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。 圖1 掛籃結(jié)構(gòu)示意圖4 預(yù)壓試

3、驗(yàn)加載方案采用液壓千斤頂在箱梁底板范圍內(nèi)對(duì)掛籃進(jìn)行預(yù)壓加載。即在1#塊腹板端面設(shè)置反力架,通過(guò)千斤頂向反力架施壓,利用其反向作用力向掛籃施加所需的預(yù)壓荷載。該加載方案中對(duì)掛籃施加的作用力屬內(nèi)力,因此,預(yù)壓試驗(yàn)可僅對(duì)單側(cè)掛籃進(jìn)行即可。4.1 預(yù)壓加載力計(jì)算(1 梁塊混凝土自重:11#塊長(zhǎng)度4m,重量2591kN。(2 施工荷載:按1.5kN/m2計(jì)算,有1.5x21x4=125kN。以上合計(jì)2776kN,掛籃加載系數(shù)取K=1.2,模擬加載力P=3259kN。4.2 預(yù)壓加載設(shè)計(jì)掛籃在澆筑混凝土期間,大部分荷載在底板位置由底板模板傳至底籃前后托梁,再由吊帶、分配梁傳遞到橋面主桁及底籃后錨,最終作用

4、于已澆筑梁段混凝土上。掛籃預(yù)壓采用預(yù)應(yīng)力張拉用的液壓千斤頂加載,千斤頂加載在底板范圍內(nèi)進(jìn)行。反力架設(shè)置在1#塊腹板端面上,即在1#塊4個(gè)腹板內(nèi)各預(yù)埋一個(gè)型鋼三角架作為預(yù)壓反力點(diǎn),為了防止預(yù)埋件處腹板混凝土在加載試驗(yàn)過(guò)程中開(kāi)裂,在預(yù)埋件腹板全斷面范圍內(nèi)設(shè)置防裂鋼筋網(wǎng)(三層1610x10cm。根據(jù)預(yù)壓重量及分布情況,此次安排10個(gè)預(yù)壓點(diǎn),預(yù)壓點(diǎn)的分布參照掛籃底板的受力情況布置,掛籃反力架及預(yù)壓加載設(shè)計(jì)見(jiàn)圖2,預(yù)壓點(diǎn)布置位置見(jiàn)圖3。預(yù)埋件處腹板加強(qiáng)鋼筋布置見(jiàn)圖4。 圖2 掛籃反力架及預(yù)壓加載示意圖 圖3 預(yù)壓點(diǎn)位置圖 圖4 加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)布置圖腹板位置千斤頂加載主要模擬腹板混凝土及翼板混凝土的自重荷載,

5、經(jīng)計(jì)算1#、4#、7#、10#預(yù)壓點(diǎn)的預(yù)壓力分別為:460kN、435kN、442kN、484kN內(nèi)頂板位置下千斤頂加載主要模擬底板混凝土及內(nèi)頂板混凝土的自重荷載,經(jīng)計(jì)算2#、3#、5#、6#、8#、9#預(yù)壓點(diǎn)的預(yù)壓力分別為:251kN、232kN、237kN、237kN、232kN、251kN。以上總的預(yù)壓力為3261kN。4.3 荷載分級(jí)按照20%、50%、80%、90%、95%、100%預(yù)壓荷載進(jìn)行分級(jí)均勻?qū)ΨQ加載,卸載按80%、50%、0%進(jìn)行。加載過(guò)程中密切觀測(cè)、記錄撓度數(shù)據(jù)。每級(jí)工況至少維持半個(gè)小時(shí),最大荷載持載要求2個(gè)小時(shí)。5 測(cè)點(diǎn)布置5.1 撓度測(cè)點(diǎn)布置預(yù)壓試驗(yàn)的主要目的是要得

6、到前、后托梁和掛籃主桁架懸臂端的撓度。撓度測(cè)點(diǎn)的布置見(jiàn)圖5,除基點(diǎn)外,其余均左右對(duì)稱布置,以精密水準(zhǔn)儀觀測(cè)之。5.2 外觀檢查測(cè)點(diǎn)在加載過(guò)程中對(duì)掛籃受力關(guān)鍵部位進(jìn)行觀察檢查。主要觀察掛籃受力后有無(wú)剛度不夠產(chǎn)生變形、焊縫有無(wú)脫焊、連接銷有無(wú)松動(dòng)等異常情況發(fā)生。另外,在條件允許的情況下,可以在掛籃的關(guān)鍵受力部位布置應(yīng)變片,以測(cè)量掛籃各主要桿件的實(shí)際受力狀況。 主橋墩中心線圖5 掛籃撓度測(cè)點(diǎn)布置圖6 試驗(yàn)記錄及試驗(yàn)結(jié)果分析在試驗(yàn)過(guò)程中注意做好原始數(shù)據(jù)的記錄。試驗(yàn)結(jié)束后,對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)合外觀檢查情況,驗(yàn)證確定掛籃的安全性及可靠度,得到撓度與荷載噸位的對(duì)應(yīng)關(guān)系。并將試驗(yàn)記錄及結(jié)果分析上報(bào)監(jiān)理,經(jīng)審批后即可進(jìn)行下一步的施工。7 結(jié)束語(yǔ)相對(duì)于使用砂袋或水箱加載,本預(yù)壓方案具有一