自锚式挂篮加载施工技术应用.doc

自锚式挂篮加载施工技术应用摘要：自锚式挂篮施工中，在其安装完毕后，需要进行加载试验，在施工过程中根据不同的施工条件加载方式有多种，加载时按分级进行，以肖除挂篮的非弹性变形和取得挂篮加载变形的线性关系。关键词：连续梁桥；挂篮悬浇；挠度；挂篮加载一、工程概况申嘉湖高速公路双林高架桥主桥为55m+90m+55m的钢筋预应力混凝土连续梁桥。采用双幅单箱单室结构设计，梁高为5.3m2.3m，单幅桥面宽17m，底板宽8.5m，采用三向预应力、c50砼设计，悬浇施工从2#(2/#)梁段到13#(13/#)梁段，最大梁段重为150t，主墩墩高为9m10.5m，主墩位置部分在水中，部分在岸上。施工悬浇挂篮为外租的三角形型钢挂篮。挂篮主桁采用吊车拼装，底篮采用倒链提升就位；外侧模与翼模为整体桁架式模板，内顶模也为桁架式模板，在施工中将从现浇的1#(1/#)梁段前移就位。二、加载目的加载目的是为了消除挂篮的非弹性变形及取得相关的弹性变形系数，以提供挂篮悬浇施工时为克服挂篮下挠而设定的预拱度参数，保证悬浇梁体的线型及施工质量。挂篮的加载实质也是测定荷载与挠度变形之间的线性关系，也是挂篮的一个受力性质的测定。三、加载原理采用在挂篮底篮正下方处堆载或设地锚，牵引ø32精轧螺纹钢筋，模拟2#块荷载，在底篮上安装千斤顶对ø32精轧螺纹钢筋分级施加张拉力，形成对挂篮施加反力，又称反力加载法。另一种方法为直接在底篮上进行分级堆载加载，又称堆载法加载。该两种方法均要在每一级加载时通过测量仪器测出挂篮主桁片及上横梁的关键点的挠度变形值，以确定荷载与变形的线性关系，再通过该线性关系，在每一个梁段施工时，设定为消除挂篮下挠影响的预拱度。四、加载方法在双林高架桥的主桥挂篮悬浇施工中初步拟定了三种施工方法，第一种是地锚加载法：在浇筑承台时，在承台上预埋2根ø32精轧螺纹钢筋作地锚，在加载时再将反压加载千折顶通过ø32精轧螺纹钢筋、联接器与地锚联接施工加反力；第二种是配重反力加载法：回填承台围堰基坑，在底篮的正下方架设承重架，在承重架上堆放重物，比如钢筋、钢板桩等比重较大的物体，以减小堆载体积；第三种是堆载加载法：直接在拼装好的底篮的底模上堆放砂袋加载。加载方法模型见下图。五、加载参数悬浇最重梁段2#块：150t、长度300cm、高度494.9455.8m挂篮结构形式：三角形挂篮挂篮承重构件：前横梁为双45号工字钢组成，底篮前、后横梁为32号双槽钢组成。挂篮及模板总重：55.5t(每只挂篮)；工作系数为0.37，适中。顶推方式：轨道滑行，卷扬机(手拉倒链)牵引。吊杆：ø32精轧螺纹钢筋，底篮前、后下横梁各5根。加载荷载：以底篮前横梁施工荷载的1.25倍为准。六、加载模型2#块梁段施工时挂篮底篮的受力模型如下图，选择底篮的前横梁施工荷载的1.25倍作为加载荷载的大小。2#梁段重为150t，底篮前横梁的施工荷载为60t，取1.25倍的加载系数，加载荷载为75t。七、加载位置及吨位地锚加载法是在底篮拼装提升完毕后在距前吊杆150cm(施工具体情况而定)处的底篮上，在该处横桥向安装一对25号工字钢作为压梁，再在压梁对应着腹板的位置安装60t千斤顶，左右腹板各一个，通过ø32精轧螺纹钢筋与地锚联接，千斤顶张拉吨位p=75/2*5/3.5=53.5t。配重加载法是在底篮正下方承重架上设配重，在底篮的前横梁上对应的腹板位置，左右腹板各安装一个60t千斤顶，通过ø32精轧螺纹钢筋与配重架联接，千斤顶张拉吨位p=75/2=37.5t。堆载加载法是按照2#梁段的施工荷载作用位置进行砂袋堆载，堆载吨位p=1.25*150=187.5 t。八、加载吨位与挠度系数测定1分级加载。为取得比较精确的荷载与挠度线性关系，原则上加载总吨位的分级越小越准确，但因挂篮的总变形量一般在20mm左右(该数据由理论计算得)，分级过小，所观测到的数据变化不明显，会造成观测间的相对误差较大，在实际施工中一般取10t/级左右为宜。在本工程的建设中分5级进行，按拟定的不同加载方法，每种加载方法的分级吨位分别为7.5t、10.7 t、37.5t。2观测点布置。挠度变形观测点分别布置于底篮的前横梁、挂篮上横梁和支承点的滑船主桁片上、挂篮后锚点牛腿处。共布置14个点，两个前横梁各5个点，滑船、锚点牛腿上各2个点，详见测点布置图如下：测点布置图3观测。在挂篮加载时每级持荷30分钟，以克服加载过程中的不稳定性，保证足够的观测时间，并将对应的高程观测数据作详细记录，以方便计算挂篮的挠度变形值，记录表如下：观测表构件名称测点加载前高程a加载后高程卸载前高程g卸载后高程第一级b第二级c第三级d第四级e第五级f第一级h第二级i第三级j第四级k第五级l底篮前横梁12345主桁上横梁12345滑船67后锚牛腿89线性关系计算表构件名称测点非弹性变形a=a-l卸载后回弹量弹性变形e=l-g第一级b=h-g第二级c=i-h第三级d=j-i第四级e=k-j第五级f=l-k底篮前横梁12345主桁上横梁12345滑船67后锚牛腿89为保证荷载与挠度线性关系计算的准确性，采用分级卸载的观测数据进行数理统计分析，这样可以避免非弹性变形的影响，加载时的各级观测数据可作参考。不同的测点数据处理后得出不同的回归方程，但作为影响挂篮悬浇施工中线型及立模标高的因素，主要是主桁(上横梁测点1、5)及主桁上横梁(上横梁测点3)跨中下挠的影响。设主桁荷载与挠度的线性关系为x，上横梁的跨中荷载与挠度的线性关系为y，为保证桥梁线型及立模标高的均行性，线性关系可取f=x+1/2y。九、结语本文以双林高架桥主桥所使用的自锚式三角形挂篮为例介绍挂篮的加载施工技