摘要：在頂升糾偏技術(shù)中，運(yùn)用空間桁架理論，托換結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為拉一壓桿模型。文章通過試驗(yàn)研究分析，考慮了原來的支撐體系發(fā)生變化的危害，分析了三角形式支撐和四角形式支撐時(shí)承載力大小和結(jié)構(gòu)破壞形式的不同。文中指出三角形式支撐易發(fā)生對(duì)角線對(duì)折的脆性破壞受力形式對(duì)承臺(tái)的受力極為不利，為設(shè)計(jì)和施工提供了有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：空間桁架；托換結(jié)構(gòu)；三角支撐；試驗(yàn)研究

中圖分類號(hào)：TU317 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-8136(2009)35-0108-02

頂升糾偏工程中常使用托換結(jié)構(gòu)來完成。作為上部結(jié)構(gòu)和千斤頂之間的傳力體系，在實(shí)際工程施工中，由于千斤頂是手動(dòng)液壓控制，各個(gè)千斤頂上升的距離不同，托換結(jié)構(gòu)的荷載會(huì)只由3個(gè)千斤頂來承擔(dān)上，受力性能發(fā)生改變。因此，研究托換結(jié)構(gòu)在3個(gè)千斤頂下的受力性能，可預(yù)測(cè)其對(duì)頂升方法進(jìn)行糾偏的影響，為實(shí)際工程施工提供參考。

1 空間桁架理論設(shè)計(jì)托換結(jié)構(gòu)形成的三角支撐情況

空間桁架理論用于托換結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是可行的，彈性應(yīng)力分析法是空間桁架理論模型建立的常用方法。本文采用短柱在四角，千斤頂布置在跨中。按照空間桁架理論的思想，這一結(jié)構(gòu)成為了三角支撐的結(jié)構(gòu)形式見圖1，而完全不同于設(shè)計(jì)時(shí)的桁架模型的結(jié)構(gòu)形式的受力性能的研究見圖2。

2 三角支撐對(duì)托換結(jié)構(gòu)受力影響的試驗(yàn)研究

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本次試驗(yàn)采用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，原柱和托換結(jié)構(gòu)中受力鋼筋均為Ⅱ級(jí)，原柱的箍筋為I級(jí)。試驗(yàn)按照空間桁架理論設(shè)計(jì)。

托換結(jié)構(gòu)的底部由4個(gè)球鉸支撐，整個(gè)試驗(yàn)裝置見圖3所示。該試驗(yàn)的量測(cè)內(nèi)容有：換結(jié)構(gòu)柱頂端施加的荷載，托換結(jié)構(gòu)中受拉縱筋應(yīng)變，托換結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的位移和原柱與托換結(jié)構(gòu)之間的相對(duì)位移。

本試驗(yàn)進(jìn)行兩組，均按照空間桁架理論設(shè)計(jì)。第一組是用來測(cè)試四角支撐的情況下的受力特性，驗(yàn)證托換結(jié)構(gòu)是否能滿足承載力的要求。第二組是測(cè)定在三角支撐的情況下的承載力及破壞形態(tài)，并與第一組的受力破壞形態(tài)進(jìn)行比較，研究三角支撐對(duì)實(shí)際工程中的影響。

2.2 試驗(yàn)主要過程與現(xiàn)象

2.2.1 四角支撐的托換結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)現(xiàn)象

當(dāng)P=360kN時(shí)，托換結(jié)構(gòu)A1側(cè)面上，Z1支撐處開始出現(xiàn)斜向上發(fā)展的裂縫，當(dāng)P=390 kN時(shí)，托換結(jié)構(gòu)B1側(cè)面上，z2支撐處也開始出現(xiàn)斜向上發(fā)展裂縫，同時(shí)A2側(cè)面兩個(gè)支撐短柱的內(nèi)側(cè)也出現(xiàn)裂縫，兩個(gè)裂縫相對(duì)呈八字型。當(dāng)P=420 kN時(shí)，托換結(jié)構(gòu)A1側(cè)面上，z4支撐處的內(nèi)側(cè)也開始出現(xiàn)斜向上發(fā)展的裂縫，與原A1側(cè)面上的裂縫組成八字型。逐步施加荷載至P=450kN時(shí)，沒有新裂縫出現(xiàn)，裂縫進(jìn)一步斜向上發(fā)展，寬度進(jìn)一步增加，荷載已接近極限，再施加荷載至540kN之后，荷載開始下降。此時(shí)轉(zhuǎn)為位移控制，逐步增加位移，隨著裂縫的進(jìn)一步發(fā)展，結(jié)構(gòu)最終破壞。

2.2.2 三角支撐托換結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)現(xiàn)象

當(dāng)P=300kN時(shí)，托換結(jié)構(gòu)B1側(cè)面上，靠近取消的支撐短柱的內(nèi)側(cè)開始出現(xiàn)裂縫，此裂縫是斜向外側(cè)發(fā)展，當(dāng)P=330 kN時(shí)。托換結(jié)構(gòu)A1側(cè)面上，z3支撐處開始出現(xiàn)裂縫，此裂縫也是向外側(cè)發(fā)展，當(dāng)P=360kN時(shí)，B1側(cè)面Z1支撐處、B2側(cè)面Z3支撐處開始出現(xiàn)斜裂縫。繼續(xù)加載之后，荷載急劇下降，此時(shí)結(jié)構(gòu)沿著取消支撐的那條對(duì)角線呈突然的對(duì)折性斷裂。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果

通過兩組試驗(yàn)對(duì)比，得知四角支撐情況下，受力破壞形式是符合按照空間桁架理論的破壞形式，緩慢的荷載逐步下降的破壞，整個(gè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出一定的延性。而三角支撐情況下的破壞發(fā)生的是沿對(duì)角線對(duì)折的脆性破壞。通過試驗(yàn)可以看出：在相同的荷載下，A、C的承載力要比四角支撐時(shí)的單個(gè)支撐承載力要大的多，同時(shí)A、C是對(duì)角放置，剪跨比較大。

3 結(jié)束語

按照空間桁架理論設(shè)計(jì)的承臺(tái)受力體系是可行的。但當(dāng)承臺(tái)的支撐體系發(fā)生變化的時(shí)候，試驗(yàn)研究表明，三角形式的支撐在相同的荷載作用下，相鄰兩個(gè)支撐點(diǎn)受力要比四角支撐時(shí)的支撐承載力要大的多，結(jié)構(gòu)的破壞形式由沖剪轉(zhuǎn)變成壓彎。易發(fā)生對(duì)角線對(duì)折的脆性破壞，受力形式對(duì)承臺(tái)的受力極為不利。

在實(shí)際施工中一旦形成這種支撐形式，將有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。因此在施工中，需要統(tǒng)一指揮，嚴(yán)格控制每個(gè)千斤頂?shù)捻斏?，仔?xì)檢查每個(gè)千斤頂?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)，杜絕此種情況的發(fā)生。