２０１２年６月第２期 葛洲坝集团科技 总第１０２期 简介菱形挂篮预压试验方法 胡小周 摘 要本文介绍新建武汉至孝感城际铁路府河特大桥连续梁挂篮预压试验方法及挂篮预压控制措施。 关键词菱形挂篮；连续梁；预压试验 １ 工程概况 新建武汉至孝感城际铁路府河特大桥全桥长 １１８７４．４２５ｍ，共计３４９个桥墩，于ＤＫ７＋４１２．６３０～ 弹性变形，并能全面反映挂篮整体变形情况。根据 府河特大桥跨主河道（７５＋１２５＋７５）ｍ连续梁跨度 大、截面高的特点，选用堆载混凝土预制块的方式 进行预压试验。为了准确模拟梁体横截面荷载特 征，预压时选取施工最重块（即１号块，体积７５． ８ｍ’，ＤＫ７＋６８９．０３０处跨府河主河道。在跨越府河主河 道处设（７５＋１２５＋７５）ｍ连续梁，连续梁分为２个零 重２００．８７ｔ），按照梁体底板＋顶板、腹板＋翼缘 号块、３２个悬灌节段、２个边跨直线段、３个合拢 段，全长２７６．１ｍ。连续梁梁高按圆曲线变化，曲线 半径为４８５．９０７ｍ，端支座处、边跨直线段及跨中高 为４．８３ｍ，中支点高为８．５３ｍ。全桥箱梁顶宽为 １ １．６ｍ，箱梁横截面为单箱单室直腹板。根据设计 要求并结合实际情况府河特大桥跨府河主河道 （７５＋１２５＋７５）ｍ连续梁采用菱形挂篮悬灌施工。 板两个部位的实际混凝土荷载情况进行布载。 ３．２混凝土预制块 堆载用混凝土预制块采用Ｃ１５混凝土预制， 尺寸为１ｍ×１ｍ×１．５ｍ（高×宽×长），每一块设置两 个吊耳以便起吊加载。采用混凝土预制块加载的 好处：一是加载方便、施工速度快；二是预制块重量 均为，载荷特征明确；三是可以重复利用，尤其是连 续梁较多的施工项目，经济效益尤为突出。 ３．３荷载计算 ２ 挂篮预压试验目的 检验挂篮主桁架等构件的强度、刚度。 获得相应荷载下挂篮弹性和非弹性变形值，为 箱梁施工线形控制提供依据。 （１）府河特大桥跨主河道（７５＋１２５＋７５）ｍ连 续梁１号块总体积７５．８ｍ ，为悬臂段最大块。计 算时减去防护墙体积，腹板及翼缘板总体积为２５． ４￣２：５０．８ｍ ，底板及顶板总体积为２４．４ｍ ，则预 压混凝土总体积为７５．２ｍ 。 （２）荷载计算：预压荷载按梁段混凝土重量＋ １．２倍的施工荷载（ｑｌ＝２．５ＫＮ／ｍ ）进行计算。 Ｑ顶＋底＝ｖ顶＋底×２．６５＋０．２５×（６．５０—２× （Ｏ．９＋１．０３３）／２）×３ ｘｌ：２； ３ 挂篮预压试验 ３．１预压方法 目前施工中比较常用的挂篮预压方式有两种： 一是在地面上将菱形桁架拼装完毕锁定后锚点，采 用千斤顶张拉前吊点；二是将挂篮在已浇筑梁体零 号块上拼装完毕后，采用堆载的方式进行预压。第 一Ｑ腹＋翼＝ｖ腹＋翼×２．６５×１．２＋０．２５×（０．９＋ １．０３３）／２ｘ３￣１．２。 种预压方式只能测定挂篮主桁架的弹性变形值， 上面两式中２．６５￣ｍ３为设计提供的连续梁钢 筋混凝土自重；６．５０ｍ为底板宽度；０．９ｍ、１．０３３ｍ 不能反映挂篮整体变形，适用于跨度小，梁截面小 的连续梁；第二种预压方式能消除挂篮拼装后的非 为变截面腹板宽度；３ｍ为连续梁１号块长度。 ５５ Ｎ０．２ Ｊｕｎｅ ２０１２ ＧＥＺＨＯＵＢＡ ＧＲＯＵＰ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．１０２ （３）加载时，为准确模拟挂篮实际受力情况， 按梁体横截面荷载特征进行布载，见图１、图２。 —————兰６———Ｏ— ———一 竺堆载正面图 图Ｉ 梁体横截面特征荷载分解图 ３．４加载方式及步骤 ３．４．１加载方式 堆载侧面图 图２ 预压混凝土块布载图 ５０％、８０％、１００％、１２０％分四级进行，每一级加载 前需待挂篮变形稳定后方可进行，挂篮加载重量见 挂篮预压加载时按计算预压荷载总重的 表１ 表１。 挂篮加载重量表 腹板（单侧） 底板及顶板 ３４．６ ３４．３９ ３４．４ ３４－３９ ２０．７６ ５５．３４ ５５．０２ １３．８４ １３．７５ ６９．２ ６８．７７ ｌ３．８４ ｌ３．７５ ８３ ８２．５２ ２０．６３ ３．４．２加载步骤 ４）加载在１００％一１２０％的过程中，加强观测， 可将测量的时间间隔缩短。 ３．５观测点布置及变形观测 １）先加载挂篮后端靠近已浇筑零号块部位， 再依次向前端位置加载。 ２）每级加载完成后，每隔２ｈ观测记录一次， 当两次变形值小于３ｍｍ时，即可进行下一级加载。 ３）加载至总重量的１２０％时停止加载并持续 挂篮预压观测点布置于前上横梁和前托梁上， 沿轴线、边线处各布置一点。后锚观测点是为了测 量挂篮后锚杆变形，观测点布置见图３。 ３．６预压数据分析 一 １２ｈ，作好详细记录，变形稳定后，方可进行卸载。 ｌ Ⅱ ＩⅡ 百 Ｉ 】 简 ｝蜂 冒 ｌ Ｉ ｂ Ｉ １ １．． 图３挂篮预压试验观测点布置示意图 ５６ ２０１２年６月第２期 葛洲坝集团科技 ３．７挂篮预压试验控制措施 总第１０２期 （１）预压结束后需对预压观测数据进行分析， 获得挂篮的弹性变形值，为以后梁段施工时挂篮的 弹性变形提供参考。实际操作中就是挂篮预压加 载至１００％的底篮标高ｈｌｏｏ减去预压卸载后的底篮 标高ｈ。之差，即为挂篮弹性变形值。 （２）其他梁段施工中挂篮弹性变形：假设通过 挂篮预压试验获得的弹性变形为 。，包括吊带变 （１）对于连续梁悬臂浇灌施工而言，挂篮就是 一种设备。悬灌施工前在已浇筑零号块上拼装挂 篮，挂篮各构件连接及加固不可能完全紧固，因此 就存在非弹性变形。在挂篮预压试验时为有效控 制整个试验过程，采用了ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ软件先对加 载至１２０％预压荷载时挂篮各构件弹性变形、整体 下挠及应力进行了分析。通过软件分析，得出 １２０％预压荷载下挂篮底篮的整体下挠值，，并以 此下挠值作为预压试验过程的预警值。 （２）府河特大桥跨主河道连续梁挂篮加载至 形、前上横梁和后托梁下挠等（也即施工最大块时 挂篮底平台向下的挠度值）。那么，在后续梁段施 工中挂篮的弹性变形可简化计算为： ｆＧｘ＝ｆＧｘＧｘ／ＧＫ； 式中 。 为施工Ｘ号块时的弹性变形； Ｇ 为Ｘ号块重量； １２０％预压荷载时采用软件分析的结果是底篮下挠 ３６．７ｍｍ，图４为挂篮结构模型及主要构件应力变 形统计。 Ｇ 为Ｘ最大块重量。 Ｍ∞ № 杆件 应力 ：ＭＰａ） 拉应力 压应力 ．１Ｏ６．３ 竖向位移量 （ｍｒｎ） —１４．０６９ ■●ａＨ锄 主桁 ｍｍ ８０．２ Ｉ：■：：：： —一哪ｔ 主桁前横梁 主桁后横梁 加强纵梁 普通纵梁 后托梁 前托梁 ８７．２ ２０．１ １２４．２ １４２．７ ５１．４ １０９．２ —８７．６ ．２９．６ ．１２４＿３ —１４３．６ ．５１．４ ．１０９．２ ．２５．５８ ．１．２５９ ．３０．１０９ ．３６．６３２ ．３．１６９ ．３６．７２５ ■ Ｉ №Ｉｍ ．ｋ ■Ｄ ●Ｏ 日————一 前悬吊 后锚固 ２３１．６ ４５６．７ ｛ ｜ ．３１．３４２ ．２．２１ ● 盘，Ｈ ２ Ｅ■口 ∞ｍ“ 图４ 挂篮结构模型及主要构件应力变形统计 （３）在挂篮预压试验过程中具体控制措施如 下：①根据施工经验加载至２０％预压荷载时，认为 已消除了挂篮的非弹性变形，记录底篮标高ｈ加；② ４ 结语 府河特大桥跨主河道（７５＋１２５＋７５）ｍ连续梁 然后以５０％、８０％、１００％、１２０％的预压荷载分四 采用堆载混凝土预制块的方式进行预压，总工期为 １０天，与普通砂袋、钢筋加载方式相比时间相对较 短。预压试验结果表明，加载后挂篮实际变形与软 件分析挂篮变形情况基本一致，证明软件分析作为 挂篮预压试验控制措施的可参考性。目前该连续 梁施工已完成８０％，线形柔顺、美观，通过实践证 明该连续梁挂篮预压试验方法是合理的所获得的 试验数据是准确可靠的。 【作者简介】 胡小周 男 葛洲坝集团第二工程有限公司 助理工程师 四Ｊ 成都６１００９１ 级进行加载；③每一级加载完毕并且挂篮变形稳定 后记录底篮标高ｈ 。、ｈ∞、ｈ 。。、ｈ ∞，并分别以ｈ 。、 ｈ 。、ｈ ∞、ｈ１２ｏ与ｈ∞相减，从而得出挂篮整体下挠值厂 。、，。。、／ 。。、 ；④以每一级试验测定的挂篮下挠 值厂 。、厂 ，。。。、／，：。与软件分析的下挠值，进行比 较，若试验测定值小于软件分析值即可按照加载步 骤进行下级加载，若试验测定值大于软件分析值则 需立即停止挂篮预压试验，待查清原因并处理后方 可继续进行预压试验。 ５７
