三角掛籃施工中箱梁撓度的控制方法

2021-03-04 09:44:39 字數 3177 閱讀 2217

1 工程概況

老鷹巖特大橋,上部結構為85+160×2+85m連續梁,梁面寬度10.5m,樑高為10~3.5m,全梁共分為98個節段,其中0#段長16m;梁體採用掛籃懸臂灌注法施工,為本標段的控制性工程。

該梁懸臂施工採用公司既有掛籃,1#為菱形掛籃,2、3#採用三角掛籃。箱梁施工過程中,由於箱梁自重、張拉預應力及掛籃自重將對整個懸臂系統產生不可避免的撓度,為保證箱梁標高與設計標高接近,保證合攏精度,的在施工過程中要注意其變化,做好預留高度的控制方案。

2 方案思路

2.1整體規劃思路

首先對掛籃進行預壓,得出掛籃本身變形控制引數。箱梁懸臂澆築過程中,採用水準測量,周期性地對預埋在箱梁的每一節段的監測點進行監測。撓度測量的相對基準點可設立在0#塊上,絕對基準點設在老鷹巖山上,並且定期對其複測、校準。

監測時間宜定在早上7:00-9:00之間,同時記錄箱梁和空氣溫度。

對於預埋的監測點可選擇變化不大鋼筋,埋設在每一節段的腹板頂部,橫橋向均布置一根,露出混凝土面1cm左右。確定好觀測週期,可分為移動掛籃、混凝土澆築和預應力張拉三個階段。為了避免出現誤差,提高外業觀測資料處理的自檢水平,水準路線方式可採用閉合水準路線方式。

每一梁段的撓度都不一樣,要周期性地對之前所有梁段進行監測,作為以後合攏段的標高控制性資料。

2.2人力及儀器的準備

專案部分小組進行控制:(1)監測測量小組;(2)溫度應力控制小組(3)計算分析小組。

儀器:索加精密水準儀,因瓦水準尺。

3撓度控制流程圖

4撓度詳細控制工藝流程

4.1準備工作

為保證撓度的控制準確性,要提前學習撓度控制的基本思路及方法。高程的計算簡式如下:

:施工立模標高

:圖紙設計標高

:後續過程中箱梁自重產生的撓度

:張拉預應力產生的撓度

:掛籃自重產生的撓度

:混凝土收縮徐變產生的撓度

:橋面調平層及鋪裝層自重產生的撓度

設計單位給予的設計撓度為理論值,而實際的撓度手現場的各個因素的影響而不同。大跨度的橋梁施工中,實際撓度與設計撓度的偏差較低為明顯,比如因掛籃的不同而產生的撓度不同,所以在施工中要對以上所考慮的撓度產生進行控制。

4.1.1掛籃預壓方案及得出的結論

為檢驗掛籃加工、安裝質量及結構可靠性,必須對進場後掛籃進行超載預壓,以掌握掛籃的彈性變形及非彈性變形值,為各懸臂施工梁段提供高程和線性控制的依據。

方案:因為主桁架是掛籃主要承重構件,所以只對掛籃主桁架進行預壓就可以測出變形值。載入情況基本與實際受力相似,按照掛籃設計圖紙,將主構架各桿件按要求連線,擰緊螺栓。

水平放置於已硬化好的砼面上,兩片墩架相對,後端用精軋螺紋鋼連線錨固。前端節點處用2根精軋螺紋鋼連線並安裝千斤頂,利用一台ydl200型千斤頂張拉精軋螺紋鋼,其作用力通過ф32精軋螺紋鋼傳遞給掛籃主桁架(見下圖)達到預壓目的。

圖1 三角掛籃監測點布置圖

荷載計算:1號段兩端頭截面如下:

圖2 1#段端頭斷面圖

g=混凝土重量+超載+動力附加荷載+掛籃自重+人群和機具荷載;

三角掛籃:g=83.4×26kn/m3×(1+0.05)+650kn+2.5kn/m2×10.5×3.5=3019kn。

根據掛籃拼裝圖所示,單片主桁架前端承受的荷載為:

f×(5.12-0.14)=g/2×(0.48+1.61)

f=634kn

預壓步驟:預壓將先將場地整平,將掛籃主桁平放在場地上,用水平儀抄平,嚴格控制主桁架的水平。試驗之前布設變形觀測點a、b ,預壓期間變形觀測採用鋼尺對各個測點進行量測。

掛籃根據梁段重量,施工荷載及施工順序分三次載入,加載重量分別模擬底板澆築後、腹板澆築後、頂板澆築後的掛籃受力變形,總共加壓為63.4噸(底板砼22m3,腹板砼48m3,頂板砼13.4m3)。

解除安裝按載入等級逐級進行,每加一級荷載或解除安裝一級荷載均要進行測量,主要測量主桁架前端節點處伸長值,每次載入後要檢查各個桿件變形情況及節點螺栓連線情況。

預壓過程與變形量測

1)初始荷載10噸,持荷5min,量測測點a、b變形量並記錄

2)第二次載入18.2噸,累計荷載28.2噸,持荷5min,量測測點a、b變形量並記錄

3)第三次載入27.5噸,累計荷載55.7噸,持荷5min,量測測點a、b變形量並記錄

4)第四次載入7.7噸,累計荷載63.4噸,持荷10min,量測測點a、b變形量並記錄

5)第一次解除安裝7.7噸,累計荷載55.7 噸,持荷5min,量測測點a、b變形量並記錄

6)第二次解除安裝27.5噸,累計荷載28.2噸,持荷5min,量測測點a、b變形量並記錄

7)第三次解除安裝18.2噸,累計荷載10噸,持荷5min,量測測點a、b變形量並記錄

8)全部解除安裝靜置10min,量測測點a、b變形量並記錄

根據桁架各桿件之間關係計算出a點位移在b點後的影響值,由公式

計算出精軋螺紋鋼伸長量,從而計算出b點淨位移值及掛籃主構架的彈性和非彈性變形,b點累計位移要考慮a點位移的影響,從而為以後的由於掛籃變形造成的撓度就可以進行控制。

4.1.2絕對基準點及梁部相對基準點的埋設

絕對基準點為老鷹巖山上1#墩附近的基準點,而相對基準點選擇在0#塊上。由於隨著各個梁段施工的累加,0#塊上的基準數值也會發生微小的變化從而影響測量資料,所以要以老鷹巖山上的基準點為準,定期地對0#上的基準做穩定性監測。

監測鋼棒的埋設,要在每一樑段的腹板頂層橫橋向上下游各埋設,鋼棒露出混凝土1cm左右,埋設的兩個點可以相互比較而校準其撓度變化值,也可以觀測其是否發生扭轉。見下圖

圖3 監測點埋設布置圖

4.2觀測時間及週期

撓度的觀測時間一固定在早上7:00-9:00左右,以減少溫差對觀測結果的影響。

監測的週期可分為移動掛籃、混凝土澆築和預應力張拉三個階段。

4.3水準觀測方式

水準路線方式可採用閉合水準路線方式,以0#塊上的相對基準點為終點進行閉合水準觀測,從而使資料更加準確。見下圖

圖4閉合水準路線示意圖

4.4資料分析

施工中,我們可以查閱的公式:

對得到的水準資料對其進行綜合的分析和存檔,一般實測的撓度要比設計的小,所以我們要通過計算的公式和數理統計的的辦法可以對每一樑段的施工標高進行修正,由於懸臂施工的高程與跨度重量等等有著一定的規律,要摸清其大致的撓度趨勢,提供準確的標高資料,從而可以對整個特大橋進行合理地,科學地精密控制,以便順利的合攏。

參考文獻:

[1] 馬嶸.混凝土結構設計原理.北京:中國水利水電出版社,2008.

[2] 閔行,諸文俊.材料力學.西安交通大學出版社,2009.

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