■　劉錦香（龍巖市新宇公路工程有限公司，龍巖　364000）

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三角掛籃預(yù)壓試驗(yàn)方法

■劉錦香
（龍巖市新宇公路工程有限公司，龍巖364000）

摘要本文結(jié)合某大橋三角掛籃預(yù)壓試驗(yàn)實(shí)例，介紹了通過(guò)在已澆筑的梁段進(jìn)行預(yù)埋后引出反力架，利用千斤頂頂壓反力架的加載試驗(yàn)方法，進(jìn)行懸臂梁施工掛籃預(yù)壓試驗(yàn)，達(dá)到預(yù)壓的目的。從預(yù)壓原理、預(yù)壓過(guò)程及預(yù)壓結(jié)果分析，總結(jié)出一套高效、快速、可行、安全性高的掛籃預(yù)壓試驗(yàn)方法，可為類似工程應(yīng)用參考。

關(guān)鍵詞三角掛籃預(yù)壓試驗(yàn)方法

1　工程概況

某大橋主橋?yàn)槿珙A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，采用三角掛籃逐段懸臂澆筑施工。

上部構(gòu)造為：50.96m+80m+50.96m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，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(guò)腹板高差形成，主橋中墩下部結(jié)構(gòu)采用3.5m厚墻式墩身、3.0m厚實(shí)體承臺(tái)、群樁基礎(chǔ)型式。

三跨連續(xù)梁體系的組成有：兩個(gè)支架現(xiàn)澆的墩頂O#、1#梁段，在兩個(gè)主墩上按T構(gòu)用三角掛籃分塊對(duì)稱懸臂澆筑的梁段，在吊架上澆筑的跨中合攏段，及在落地支架上澆筑的邊跨現(xiàn)澆段。墩頂支架現(xiàn)澆0#、1#塊梁段長(zhǎng)10.0m，單T懸臂節(jié)段數(shù)為9段，其梁段數(shù)及梁段長(zhǎng)度從根部至跨中各為：4×3.5m、5×4.0m，整聯(lián)連續(xù)箱梁共有一個(gè)2m長(zhǎng)的主跨跨中合攏段和兩個(gè)2m長(zhǎng)的邊跨合攏段，兩個(gè)邊跨現(xiàn)澆梁段各長(zhǎng)9.88m，梁高相同，具體詳見圖1所示。

圖1　T型剛構(gòu)立面示意圖（單位：m）

2　掛籃預(yù)壓目的

（1）檢驗(yàn)掛籃系統(tǒng)的主桁架、前后吊帶及底模架的加工和安裝質(zhì)量，檢查焊縫的質(zhì)量情況，測(cè)試掛籃各主要受力部件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，驗(yàn)證實(shí)際受力模式是否與設(shè)計(jì)理論計(jì)算模式相吻合。

（2）消除三角形桁架的非彈性變形，測(cè)定彈性變形，根據(jù)各級(jí)荷載作用下掛籃產(chǎn)生的撓度，繪出掛籃的荷載-撓度曲線，為模板系統(tǒng)及前橫梁設(shè)置正確的預(yù)拋值，確保大橋成橋后主梁線形的流暢美觀。

（3）通過(guò)分級(jí)壓載試驗(yàn)，分析得出最大荷載作用下掛籃控制桿件的內(nèi)力，檢驗(yàn)掛籃的實(shí)際承載能力、橫向穩(wěn)定性及安全可靠性，通過(guò)試驗(yàn)得出的撓度與掛籃設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算撓度對(duì)比，為以后改進(jìn)、優(yōu)化掛籃設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

3　掛籃預(yù)壓方案的選擇

3.1直接加載法（有砂袋加載、水箱加載）

（1）砂袋加載對(duì)密封性不作要求，也不需要太大的投入，但砂袋裝砂、稱重、拆除的勞動(dòng)強(qiáng)度大，周期長(zhǎng)，受天氣影響大，如遇雷雨天氣，易形成砂吸水使掛籃過(guò)荷而發(fā)生工程事故。

（2）水箱加載及卸載方法簡(jiǎn)單且準(zhǔn)確，易于控制，但水箱高度大，對(duì)水箱密封性和水箱側(cè)壁的剛度要求也很高，同時(shí)側(cè)壁的鋼結(jié)構(gòu)焊接量大、危險(xiǎn)性高、施工周期長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)效益低。

3.2反力加載法

在承臺(tái)上植入精軋螺紋鋼，利用錨具連接，通過(guò)鋼絞線將掛籃上的千斤頂和承臺(tái)上的精軋螺紋鋼連接，利用千斤頂加載。該方法施工工藝較復(fù)雜，且施工成本低、施工周期短、材料可以反復(fù)利用，且需要經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算，其難點(diǎn)在于需要解決承臺(tái)上精軋螺紋鋼與千斤頂?shù)倪B接問(wèn)題。

3.3預(yù)埋型鋼加載法

采用先在已澆梁段上預(yù)埋型鋼后引出反力架，在掛籃底模上放置千斤頂頂住反力架進(jìn)行預(yù)壓，千斤頂預(yù)壓可使用已有的張拉設(shè)備，準(zhǔn)確、方便，而且安全、經(jīng)濟(jì)、勞動(dòng)強(qiáng)度低、周期短、荷載可以隨時(shí)控制，不受天氣影響，完全可以模擬真實(shí)受力。

現(xiàn)場(chǎng)需要預(yù)壓2對(duì)掛籃，掛籃的規(guī)格一致，數(shù)量較少，為了加快施工進(jìn)度，降低施工成本，預(yù)壓設(shè)備選用現(xiàn)場(chǎng)已有的設(shè)備，即通過(guò)在已澆筑的1#塊梁段腹板內(nèi)進(jìn)行預(yù)埋型鋼后引出反力架，利用千斤頂頂壓反力架的試驗(yàn)方法，達(dá)到掛籃預(yù)壓的目的。

4　預(yù)壓的原理

懸臂梁施工時(shí)，施工荷載集中在掛籃底模位置，并由底模及底?？v梁傳至底模前后托梁，再由前后托梁的吊帶傳遞到橋面主桁架，錨固在已澆混凝土上。根據(jù)施工掛籃的實(shí)際受力原理，試驗(yàn)設(shè)計(jì)利用從已澆筑的梁段引出I字鋼反力架，利用千斤頂作為加載設(shè)備，作用到底模的縱梁I字鋼，傳遞到底模前后托梁上，根據(jù)實(shí)際受力狀況予以模擬。

圖2　預(yù)壓側(cè)面示意圖

方案要求先在墩頂支架現(xiàn)澆1#塊時(shí)設(shè)置預(yù)壓所需的反力架預(yù)埋件，在腹板位置預(yù)埋倒置的三角托架，以托架為支撐，借助千斤頂提供壓力，從而達(dá)到預(yù)壓的目的，具體如下：

（1）梁體1#段腹板處錨固倒置三角托架作為臨時(shí)承重結(jié)構(gòu)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工條件，托架橫梁采用40B大型工字鋼，斜桿采用25B對(duì)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接采用牛腿支架結(jié)構(gòu)。

（3）20mm鋼板制作牛腿固結(jié)斜桿，鋼板鑲嵌在梁體混凝土表面，鋼板背后焊接錨固鋼筋。

（4）為增加托架的穩(wěn)定性，斜桿之間由20槽鋼相連。

（5）大型I字鋼作為底模系上的分配梁，按40cm間距排列。具體詳見圖2、圖3。

圖3　預(yù)壓示意圖

5　預(yù)壓

預(yù)壓是掛籃施工安全管理的重要內(nèi)容之一，預(yù)壓前要緊固后錨系統(tǒng)受力拉桿，使各拉桿能受力均勻。預(yù)壓荷載按照箱梁最重塊段1#梁段砼自重超載120％進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)全面檢查結(jié)構(gòu)各焊縫、支點(diǎn)、桿件連接，確保無(wú)誤后，四臺(tái)千斤頂同時(shí)同步分0、10％、20％、50％、75％、90％、100％、110％、120％八級(jí)荷載緩慢加載，各級(jí)荷載持荷30～40min后，測(cè)量下沉量及主要受力桿的應(yīng)力和應(yīng)變，最后以100％、75％、50％、20％、0五級(jí)緩慢卸載后再測(cè)下沉量。在加載過(guò)程中，設(shè)專人負(fù)責(zé)掛籃的檢查，密切注意各結(jié)點(diǎn)、各受力構(gòu)件、各聯(lián)接器部位及托架的變形情況，確保安全。具體加載順序和加載量如表1所示。

測(cè)點(diǎn)布置：撓度和變形觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置為掛籃前橫梁桁片主吊帶及中點(diǎn)（3點(diǎn)）、前托梁主吊帶及中點(diǎn)（3點(diǎn)），主桁后錨處（3點(diǎn)）及前支點(diǎn)（3點(diǎn)）、分力工字鋼中點(diǎn)（1點(diǎn)）、邊縱梁中間（2點(diǎn)）共15個(gè)點(diǎn)。

圖4　掛籃預(yù)壓

表1　掛籃加載試驗(yàn)程序表

6　注意事項(xiàng)

（1）在加載過(guò)程中安排專人加強(qiáng)對(duì)掛籃情況的觀測(cè)，密切注意各結(jié)點(diǎn)、各受力構(gòu)件、各聯(lián)接器部位及托架的變形情況，如有異常應(yīng)及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員立即停止加載，在采取足夠的加固措施后方可繼續(xù)加載，以免出現(xiàn)重大安全事故。

（2）在加載及卸裁過(guò)程中，要求兩個(gè)掛籃同步進(jìn)行，確保四臺(tái)千斤頂同時(shí)同步、分級(jí)緩慢的加載與卸載，要對(duì)反力架水平工字鋼的千斤頂集中著力點(diǎn)進(jìn)行局部加強(qiáng)。

（3）確保預(yù)埋件尺寸及位置的準(zhǔn)確，確保反力架焊接的質(zhì)量，確保反力架桿件的剛度與強(qiáng)度，確保千斤頂上、下受力面的精確水平，相對(duì)高差不得超過(guò)3mm，確保分配梁即工字鋼排架的剛度，確保各精軋螺紋鋼及螺母的受力均勻。

（4）為了保證加載試驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性，變形觀測(cè)點(diǎn)要設(shè)置在掛籃體系受力變形的關(guān)鍵位置，并要確保布點(diǎn)的均勻性和對(duì)稱性。

（5）通過(guò)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，分析橋梁縱坡對(duì)掛籃受力的影響及確定相關(guān)的施工控制參數(shù)。

7　預(yù)壓結(jié)果

（1）掛籃加載程序到八級(jí)后，掛籃預(yù)壓試驗(yàn)各項(xiàng)實(shí)測(cè)變形值和應(yīng)力值均在理論控制范圍內(nèi)，說(shuō)明該掛籃主梁抗彎能力等均滿足設(shè)計(jì)要求，加工質(zhì)量較好，具有足夠的應(yīng)力和變形儲(chǔ)備，檢驗(yàn)了掛籃在承受最不利工況時(shí)的安全性。

（2）前上、下橫梁懸臂段最大撓度值在試驗(yàn)過(guò)程中基本呈線性變化，殘余變形值較小，表明該掛籃的彈性性能和恢復(fù)性能較好。

（3）卸載后掛籃變形不能完全恢復(fù)，不同掛籃變形恢復(fù)程度不同，因此，每個(gè)掛籃都必須進(jìn)行預(yù)壓，以減少掛籃的非彈性變形，保證線性控制的質(zhì)量。

（4）從測(cè)試數(shù)值看，掛籃下橫梁變形大于掛籃上橫梁變形，說(shuō)明前吊帶變形較大，施工放樣應(yīng)該以掛籃底模進(jìn)行合理控制。

（5）通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)掛籃變形值與計(jì)算掛籃變形值的比較分析，為掛籃變形誤差預(yù)報(bào)提供依據(jù)。

（6）根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出了掛籃撓度與承受荷載回歸線，為計(jì)算其它節(jié)段得出依據(jù)。

8　結(jié)束語(yǔ)

采用千斤頂頂壓反力架的加載方法進(jìn)行掛籃預(yù)壓試驗(yàn)，其一大大縮短了工期，通常只需要一天的時(shí)間，加快了施工進(jìn)度，而且不受天氣影響；其二簡(jiǎn)單易行，操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低，大大減少了試驗(yàn)成本；其三能進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)跟蹤，可以即時(shí)加載卸載，從而保證了試驗(yàn)過(guò)程的安全和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確；其四提高了現(xiàn)場(chǎng)文明施工。

參考文獻(xiàn)

［1］JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.

［2］杜曉偉.掛籃施工技術(shù)在橋梁施工中的運(yùn)用［J］.科技與生活，2012，（11）：132-133.