连续刚构桥挂篮预压方案

2023-01-29

连续刚构桥悬臂浇筑法一般采用移动式挂篮作为主要施工设备, 为了提前验证挂篮的强度、刚度及稳定性, 我们需要对挂篮进行预压, 预压过程中测量及监测部门进行观测, 保证挂篮在施工过程中有足够的强度和稳定性, 防止挂篮变形、倾覆。笔者经过多方查阅资料, 并根据一些工程实例归纳出一些简便可行的挂篮预压技术方案。现以贵阳绕城高速公路六标大河边特大桥工程为例进行介绍。

1 工程概况

贵阳大河边特大桥上构形式采用主桥为110m+205m+110m预应力混凝土变截面连续刚构。

上部构造形式为主跨205m变截面预应力混凝土连续刚构, 边中跨比为0.537, 根部梁高12.0m, 跨中及端部梁高4.0m, 箱梁高度按1.6次抛物线变化。

主桥上部结构采用对称悬臂浇注法施工, 主梁每个单“T”划分为25个梁段, 边跨合拢段长2m, 中跨合拢段长2m。箱梁施工采用三角挂篮悬臂现浇, 梁段最大重量为4#块重270吨。

2 预压方案

2.1 预压工艺流程

布设观测点并记录挂篮初始标高→分布加载→观测加载后各测点标高→分布张拉→观测张拉后各测点标高→卸去张拉力→观测卸去张拉力后各测点标高→卸载→观测卸载后各测点标高→对预压结果进行数据分析。

2.2 预压荷载

预压采用配重与钢绞线张拉相结合的办法。考虑到取材方便和可以回收利用, 配重采用等重量的钢绞线。

挂篮上的荷载是同过前后吊点来承担, 后吊点吊杆穿过已浇箱梁中的预留孔, 锚于梁体。后吊点的作用力直接传递至梁体, 故其作用力对挂篮主纵横梁的受力及整体变形无影响。因而试压时考虑前吊点作用力与施工过程等效作用即可。

荷载采用箱梁最大重量4#块 (理论重量为265.5吨, 不含齿板的重量) 按270吨, 挂篮预压重量按1.2倍最大标准梁段重量进行试验。4#块底板重量为68.93t;腹板重量为1 3 8.2 9 t, 每侧腹板重量1 3 8.2 9 t/2=69.145t;翼板重量31.86t每侧翼板重量=31.86t/2=15.93t顶板重量26.34t。

施工时通过底篮纵梁分配至前下横梁的荷载 (荷载系数1.2) 分为三个部分:左侧腹板处纵梁支反力1、2、3、4 (合计37.5吨) ;底板处纵梁支反力5、6、7、8、9 (合计25吨) ;右侧腹板处纵梁支反力10、11、12、13 (合计37.5吨) 。通过顶板、翼板纵梁分配至前上横梁的荷载有三部分:左侧翼板纵梁吊杆力合计15吨 (含翼板模及模架) ;顶板纵梁吊杆力合计21吨 (含顶板模及模架) ;右侧翼板纵梁吊杆力合计15吨 (含翼板模及模架) 。

根据以上的荷载反力, 试压时施荷分两种形式, 即腹板处纵梁反力采用钢绞线张拉等代, 其余采用挂重物等代。每侧腹板处纵梁反力用三根钢绞线张拉, 长度按实际下料, 按图示布置, 每侧张拉总力为37.5吨。底篮处其余纵梁反力用与反力相当重量的钢绞线安放, 放置位置尽量靠近前下横梁, 并按堆放位置反算调整所需重量。前上横梁顶板、翼板纵梁吊杆力用钢丝绳悬挂与杆力相当重量的钢绞线。每个挂篮试压共需钢绞线76吨。

2.3 加载过程操作

第一步安放底板处钢绞线重物, 第二步悬挂前上横梁钢绞线重物, 第三步施加腹板处钢绞线张拉力, 每个千斤顶各张拉至26吨, 第四步施加腹板钢绞线张拉力, 每个千斤顶各张拉至37.5吨。加载过程务必保持左右对称平衡, 左右侧腹板各一套张拉设备, 同步张拉。钢绞线配重布置如图1和图2所示。

设对4个张拉点 (a~d点根据挂篮从大桩号往小桩号的方向进行编号) , 4个点同时张拉并且张拉力相等, 预压前准确测量10个观测点 (1~10点参考挂篮顺序进行编号) 标高值, 加载过程按张拉力的三阶段 (0→25%→69%→100%) 分阶段进行加载。25%加载阶段张拉力均为:18.75kN。69%加载阶段张拉力均为:26.0kN。100%加载阶段张拉力均为:37.5kN。四个预压点完成张拉力后, 对10个观测点进行变形观测。

2.4 卸载过程操作

卸载按与加载相反顺序进行。首先松锚撤去钢绞线预应力, 再撤去钢绞线配重。

3 测量观测

预压试验之前, 在上横梁2个, 下横梁3个, 共5个观测点, 两个挂篮共10个点, 采用全站仪对各个观测点进行变形观测, 观测点可以根据实际情况适当调整位置, 以便于测量观测。加载及卸载后, 都应对观测点的标高进行测量并记录数据。目的:实测挂篮变形值, 验证设计参数和承载能力, 以指导施工。测量结果符合 (JTJ 041-2000) 公路桥涵施工技术规范15.3.1条规定:挂篮允许的最大变形值2cm。

5 结语

这一套挂篮预压方案以浇筑块中最重的4#块作为加载标准, 提前验证了在整个施工过程中挂篮的强度和稳定性。加载所采用的钢绞线是施工过程中所使用的预应力钢绞线, 较之往常所使用的预制混凝土块或者麻包袋装沙, 取材更方便而且节省材料、运输方便, 节省了建设资金又缩短了工期。希望以上的挂篮预压方案能对工程管理人员的实际施工有所帮助。

摘要：挂篮预压是为了检验挂篮的性能和安全, 并消除结构的非弹性变形的一项重要措施。文章以贵阳绕城高速公路六标大河边特大桥工程为例, 介绍特大型连续刚构桥挂篮预压的工艺流程、预压荷载、荷载位置、试验监控等内容, 为连续刚构桥的挂篮预压施工提供了参考。

关键词：连续刚构,挂篮预压,加载,观测