论文部分内容阅读
中图分类号： U448.21+5文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
1.1 桥梁概况
箱梁顶宽12.2 m，底宽6.7m，翼缘板悬臂端长2.75m，腹板为直腹板，腹板厚度60～100cm，按折线变化，底板厚度40～120cm，按直线变化，顶板厚度除梁端附近外均为40cm，中间支点根部梁高7.85 m，跨中50m直线段及边跨38.0m直线段梁高4.85m。
挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为1#块，其重量为161.98t，该特大桥箱梁悬臂浇注段采用菱形挂篮施工。
全桥共3跨，按照2个T形刚构进行悬臂施工，每个T形刚构梁段编号为0～7，悬臂段菱形挂篮浇注。
1.2 菱形挂篮简介
挂篮主要由主桁架、行走及锚固系统、吊杆系统、底托系统、模板系统五大部分组成。主桁架是由两片外型呈菱形的桁片在其横向设置前后横梁组成一空间桁架，并在两面竖弦杆中间设置中门架以提高主桁的稳定性和刚度，主桁杆件采用HW450x300的H型钢组成，杆件间通过节点板利用螺栓群连接。为改善露天施工条件，桁架项部设置遮雨棚。行走轨道通过梁体的竖向预应力钢筋锚固，吊杆用以连接挂篮主桁架和底模平台，吊杆采用直径32mm的精轧螺纹钢筋，用千斤顶提升装置来调节底模系统的标高。底托系统由前后托梁、纵梁、平台梁、前护栏、侧护栏、操作平台等几部分组成，底纵梁与底模模板的横肋现场焊接，后托梁通过吊杆锚固于梁体，前托梁通过吊带与前横梁相连，浇筑混凝土时，后托梁锚固于前段已完箱梁底板。外模模板由6mm钢板加型钢带及侧模桁架钢组成；为便于施工，内模采用竹胶板与方木结合，外侧模与内模用对拉螺栓连接，采用内滑梁形式；侧模与底模采用体外对拉的形式进行固定。外侧模提吊梁及内滑梁前端锚固于前横梁，后端悬吊于已浇箱梁表面，拆模时放松锚固端，随平台下沉和前移。
挂篮构造示意图：
图1挂篮构造示意图
2 试验目的
1.通过预压试验，检查挂篮主桁架、前后吊及底模架的加工及安装质量，验证挂篮各主要受力部件结构安全性。
2.消除菱形主桁架非弹性变形，测定弹性变形，为连续梁悬臂施工线形控制提供依据。
3 试验方法
3.1 预压方法及前期准备工作
在施工现场平整一块试验场地，试验工作场地约为10×10米。
主桁架预压方法
根据挂篮受力情况，对挂篮的变形和模板标高有影响的主要为主梁、后锚、上前横梁的变形以及底篮前横梁的变形，且最终均反映到底篮前横梁上（即调模标高），而应力和变形主要为菱形桁架。
测量组分应力测试和变形（位移）测试，各测量小组做好位移和始应变的测量并做好记录。每次加载后主要测量数据如下：
（2）主桁架节点处的竖向位移
（3）主桁架后锚等主要构件结构的弹性变形和结构应力。
预压前先将挂篮主构架在平整好的场地内组装好，并按两个一对做好标记。
首先采用汽车吊将两根外模走行梁按间距4m平铺在场地上，然后将两片挂篮主桁架平躺安装在两走行梁上，两片主桁架相对而放，在A节点下装4根钢垫枕，B节点下装2根钢垫枕并用扁担梁锚固及4Φ32精轧螺纹钢对拉锚固。在前端节点处拼装扁担梁，扁担梁用Φ32精轧螺纹钢筋连接，预压时采用一台YC100型千斤顶壓扁担梁，其作用力通过Φ32精轧螺纹钢筋传递给挂篮的主桁架，达到预压的目的。
详见图2
图2 挂篮主桁架试压方案图
3.2 测点布置
3.2.1 挠度（变形）测点布置
每片主桁的前端节点处设置一个观测点，即测点1-1和1-2
每片主桁的后锚处设置一个观测点，即测点2-1和2-2
变形采用全站仪或水准仪放在地面进行测量，每加载一级或卸载一级测量一次。
3.2.2 应变测点布置
应变测试主要项目如下：
1、挂篮主桁架受力杆件的应力；
2、后锚应力；
每级荷载加完后，分别测出挂篮主桁、后锚的应力。加载完毕，按相反方向分级卸载。
根据应变测试主要项目可将其分为两类，第一类为主桁架测点如下图中F-1，一个挂篮两片菱形桁架共布置10个，第二类可选择后锚，共布置4个测点。
4 预压工况及程序
4.1 主桁架预压工艺流程
根据节段悬浇工况及加压荷载分级，每一加载后均持荷30min后再测量以保证结构充分受力；拟定的施工工艺流程如下：
4.2 荷载分级
荷载基本分四级，即按1#节段砼重量（162T）及挂篮模板和底模钢梁系的总重按比例分担给两片主桁架；分50％、75％、100％、120％四级。一片主桁架对应的千斤顶张拉力分别为21.3t、31.9t、42.5t、51.0t。为模拟主桁架的受力同时在主桁架的竖杆方向加2.5t的压力，主要为了模拟挂篮后吊带施加于门架上的力。主桁架试验加载如下图所示。
计算模型如下：
反力模型（120%荷载对应图）
5 数据整理分析
根据测量成果，数据分析主要利用第一个工况（加载前荷载为零时，“0”）和中间标准工况（荷载100%）和最后一个工况（卸载后荷载为零，“→0”）。其它工况数据作为校核。计算公式为：非弹性变形=“0”状态—“→0”状态差值；弹性变形=“100%”总变形值—非弹性变形值。各点的变形量均为相对于挂篮腹板前端两观测点的变形差值。通过比较每点相对的变形差值，来计算出该点的弹性变形量和非弹性变形量。
应变测试的结果和有限元的结构进行比较核对，从而判断各个构件的承载力和强度是否能够满足设计要求。
6 主要仪器设备
1、YC100型千斤顶四台。
2、10米钢尺2把，3m钢卷尺2把；全站仪或水准仪一台。
3、φ32mm精轧螺纹钢筋 L=2.5m9根；L=3m2根；吊带2根。
4、辅助杆件：10m走形梁2根、3m轨道2根、后锚扁担13根、钢垫枕6根。
7 安全保证主要措施
1.试验之前对油表及千斤顶进行标定，根据试验荷载等级计算出油表读数。
2.对菱形桁架前支点、加载点及后端锚固点必须进行加强，加垫厚钢板，扩大接触面积，防止在试验过程中这几个部位发生局部塑性变形。
3.加载时，油泵必须平稳缓慢供油，基本做到匀速加载，遇到特殊情况立即停止加载。
4.加载时，人员严禁站在精扎螺纹钢筋正前方，确保安全。
5.试验完成之后，同一组桁架摆放在一起，挂篮拼装时将同一组挂篮安装在T构同一端。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
1 工程概况
1.1 桥梁概况
箱梁顶宽12.2 m，底宽6.7m，翼缘板悬臂端长2.75m，腹板为直腹板，腹板厚度60～100cm，按折线变化，底板厚度40～120cm，按直线变化，顶板厚度除梁端附近外均为40cm，中间支点根部梁高7.85 m，跨中50m直线段及边跨38.0m直线段梁高4.85m。
挂篮悬臂浇注箱梁最重块段为1#块，其重量为161.98t，该特大桥箱梁悬臂浇注段采用菱形挂篮施工。
全桥共3跨，按照2个T形刚构进行悬臂施工，每个T形刚构梁段编号为0～7，悬臂段菱形挂篮浇注。
1.2 菱形挂篮简介
挂篮主要由主桁架、行走及锚固系统、吊杆系统、底托系统、模板系统五大部分组成。主桁架是由两片外型呈菱形的桁片在其横向设置前后横梁组成一空间桁架，并在两面竖弦杆中间设置中门架以提高主桁的稳定性和刚度，主桁杆件采用HW450x300的H型钢组成，杆件间通过节点板利用螺栓群连接。为改善露天施工条件，桁架项部设置遮雨棚。行走轨道通过梁体的竖向预应力钢筋锚固，吊杆用以连接挂篮主桁架和底模平台，吊杆采用直径32mm的精轧螺纹钢筋，用千斤顶提升装置来调节底模系统的标高。底托系统由前后托梁、纵梁、平台梁、前护栏、侧护栏、操作平台等几部分组成，底纵梁与底模模板的横肋现场焊接，后托梁通过吊杆锚固于梁体，前托梁通过吊带与前横梁相连，浇筑混凝土时，后托梁锚固于前段已完箱梁底板。外模模板由6mm钢板加型钢带及侧模桁架钢组成；为便于施工，内模采用竹胶板与方木结合，外侧模与内模用对拉螺栓连接，采用内滑梁形式；侧模与底模采用体外对拉的形式进行固定。外侧模提吊梁及内滑梁前端锚固于前横梁，后端悬吊于已浇箱梁表面，拆模时放松锚固端，随平台下沉和前移。
挂篮构造示意图：
图1挂篮构造示意图
2 试验目的
1.通过预压试验，检查挂篮主桁架、前后吊及底模架的加工及安装质量，验证挂篮各主要受力部件结构安全性。
2.消除菱形主桁架非弹性变形，测定弹性变形，为连续梁悬臂施工线形控制提供依据。
3 试验方法
3.1 预压方法及前期准备工作
在施工现场平整一块试验场地，试验工作场地约为10×10米。
主桁架预压方法
根据挂篮受力情况，对挂篮的变形和模板标高有影响的主要为主梁、后锚、上前横梁的变形以及底篮前横梁的变形，且最终均反映到底篮前横梁上（即调模标高），而应力和变形主要为菱形桁架。
测量组分应力测试和变形（位移）测试，各测量小组做好位移和始应变的测量并做好记录。每次加载后主要测量数据如下：
（2）主桁架节点处的竖向位移
（3）主桁架后锚等主要构件结构的弹性变形和结构应力。
预压前先将挂篮主构架在平整好的场地内组装好，并按两个一对做好标记。
首先采用汽车吊将两根外模走行梁按间距4m平铺在场地上，然后将两片挂篮主桁架平躺安装在两走行梁上，两片主桁架相对而放，在A节点下装4根钢垫枕，B节点下装2根钢垫枕并用扁担梁锚固及4Φ32精轧螺纹钢对拉锚固。在前端节点处拼装扁担梁，扁担梁用Φ32精轧螺纹钢筋连接，预压时采用一台YC100型千斤顶壓扁担梁，其作用力通过Φ32精轧螺纹钢筋传递给挂篮的主桁架，达到预压的目的。
详见图2
图2 挂篮主桁架试压方案图
3.2 测点布置
3.2.1 挠度（变形）测点布置
每片主桁的前端节点处设置一个观测点，即测点1-1和1-2
每片主桁的后锚处设置一个观测点，即测点2-1和2-2
变形采用全站仪或水准仪放在地面进行测量，每加载一级或卸载一级测量一次。
3.2.2 应变测点布置
应变测试主要项目如下：
1、挂篮主桁架受力杆件的应力；
2、后锚应力；
每级荷载加完后，分别测出挂篮主桁、后锚的应力。加载完毕，按相反方向分级卸载。
根据应变测试主要项目可将其分为两类，第一类为主桁架测点如下图中F-1，一个挂篮两片菱形桁架共布置10个，第二类可选择后锚，共布置4个测点。
4 预压工况及程序
4.1 主桁架预压工艺流程
根据节段悬浇工况及加压荷载分级，每一加载后均持荷30min后再测量以保证结构充分受力；拟定的施工工艺流程如下：
4.2 荷载分级
荷载基本分四级，即按1#节段砼重量（162T）及挂篮模板和底模钢梁系的总重按比例分担给两片主桁架；分50％、75％、100％、120％四级。一片主桁架对应的千斤顶张拉力分别为21.3t、31.9t、42.5t、51.0t。为模拟主桁架的受力同时在主桁架的竖杆方向加2.5t的压力，主要为了模拟挂篮后吊带施加于门架上的力。主桁架试验加载如下图所示。
计算模型如下：
反力模型（120%荷载对应图）
5 数据整理分析
根据测量成果，数据分析主要利用第一个工况（加载前荷载为零时，“0”）和中间标准工况（荷载100%）和最后一个工况（卸载后荷载为零，“→0”）。其它工况数据作为校核。计算公式为：非弹性变形=“0”状态—“→0”状态差值；弹性变形=“100%”总变形值—非弹性变形值。各点的变形量均为相对于挂篮腹板前端两观测点的变形差值。通过比较每点相对的变形差值，来计算出该点的弹性变形量和非弹性变形量。
应变测试的结果和有限元的结构进行比较核对，从而判断各个构件的承载力和强度是否能够满足设计要求。
6 主要仪器设备
1、YC100型千斤顶四台。
2、10米钢尺2把，3m钢卷尺2把；全站仪或水准仪一台。
3、φ32mm精轧螺纹钢筋 L=2.5m9根；L=3m2根；吊带2根。
4、辅助杆件：10m走形梁2根、3m轨道2根、后锚扁担13根、钢垫枕6根。
7 安全保证主要措施
1.试验之前对油表及千斤顶进行标定，根据试验荷载等级计算出油表读数。
2.对菱形桁架前支点、加载点及后端锚固点必须进行加强，加垫厚钢板，扩大接触面积，防止在试验过程中这几个部位发生局部塑性变形。
3.加载时，油泵必须平稳缓慢供油，基本做到匀速加载，遇到特殊情况立即停止加载。
4.加载时，人员严禁站在精扎螺纹钢筋正前方，确保安全。
5.试验完成之后，同一组桁架摆放在一起，挂篮拼装时将同一组挂篮安装在T构同一端。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。