摘要：本文分析了采用懸灌掛藍(lán)施工的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在掛籃形式上選取了有比較優(yōu)勢的三角形掛籃。結(jié)合云南昭巧路田壩大橋三角掛藍(lán)的分級預(yù)壓實際數(shù)據(jù)以及澆筑1#塊實測數(shù)據(jù)，并建立 MIDAS空間有限元模型，詳細(xì)分析了掛籃主桁等的受力和變形情況，并對比作者提出的簡化計算模型數(shù)據(jù)說明簡化計算模型有一定的實用性。

關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)；懸臂施工；三角掛籃預(yù)壓；有限元

中圖分類號：U44文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

目前，掛籃已向輕型、重載方向發(fā)展。其中可以用兩個主要控制指標(biāo)β，β'來反映掛籃的設(shè)計優(yōu)化與否。設(shè)定β=掛籃總重/懸澆節(jié)段重量，β'=主承重結(jié)構(gòu)/懸澆節(jié)段重量。

β值越低，表示承受節(jié)段單位重量使用的掛籃材料越省，整個掛籃（包括模板）設(shè)計越合理；β'值越低，表示掛籃主承重構(gòu)件使用的材料越省，設(shè)計越合理。另外，減輕掛籃自重采用的手段除優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式外，最重要的措施是不設(shè)平衡重，并改善滑移系統(tǒng)，同時改進(jìn)力的傳遞系統(tǒng)。

三角形掛籃降低了前橫梁高度，即掛籃重心位置大大降低，從而提高了掛籃走行時的穩(wěn)定性；其結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，重量較輕，設(shè)計中三角形掛籃主桁架和主要結(jié)構(gòu)體系采用鋼板和型鋼焊制的箱形結(jié)構(gòu)，單件重量較輕，主桁架桿件間采用法蘭結(jié)構(gòu)用高強螺栓連接，易于搬運和拆裝；三角形掛籃平衡重系統(tǒng)利用已成形梁段豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋作為后錨點，取消了平衡重的壓重結(jié)構(gòu)；三角掛籃走行采用液壓走行系統(tǒng)，由導(dǎo)梁、走行輪、反扣輪、走行油缸組成，行走系統(tǒng)具有掛籃就位準(zhǔn)確、走行速度快、安全可靠等特點；三角掛籃通用性強，稍做改裝即可用于其它幅寬和梁高的橋上。

1掛藍(lán)的預(yù)壓方案比較

為了檢驗掛籃使用的安全性、檢測并獲取掛籃的彈性變形量、消除其非彈性變形等為掛籃的后續(xù)使用提供可靠的技術(shù)參數(shù)和安全保障措施，也為監(jiān)控單位發(fā)布施工指令提供相應(yīng)的依據(jù)。

掛籃預(yù)壓試驗主要有袋裝砂預(yù)壓、水箱預(yù)壓、千斤頂預(yù)壓三種預(yù)壓方式：

（1）袋裝砂預(yù)壓法

袋裝砂預(yù)壓的優(yōu)點是：對密封性不作要求，也不需要太大的投入。缺點是：裝袋、稱量、拆除的勞動強度大，而且周期長，如遇暴雨天氣，砂吸水可能造成掛籃過荷的安全影響。

（2）水箱預(yù)壓法

水箱預(yù)壓水箱預(yù)壓可利用掛籃底模及腹板外模作為水箱的底、側(cè)壁。水箱預(yù)壓的優(yōu)點是：加載、卸載方法簡單，而且準(zhǔn)確，容易控制。缺點是：水箱高度超過了根部梁高，而且水箱側(cè)壓力相當(dāng)大；水箱高度很大，對水箱的密封性和水箱側(cè)壁的剛度要求很高；同時側(cè)壁的空鋼結(jié)構(gòu)焊接量大，危險性大，施工周期長，經(jīng)濟效益低。

（3）千斤頂預(yù)壓法

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，勞動強度低、周期短，而且不受天氣的影響。先期施工的承臺或箱梁都需要設(shè)置預(yù)壓所需要的反力預(yù)埋構(gòu)件，否則無法進(jìn)行張拉或頂壓。

2工程實例

2．1工程概況

云南省昭巧路田壩大橋其主橋(60+110+110+60)m采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁，使用總重量約為45T三角形掛藍(lán)施工。在考慮了以上幾種預(yù)壓方法的可操作性，結(jié)合現(xiàn)有的操作條件，利用已有的掛籃預(yù)壓數(shù)據(jù)，決定只對掛籃主桁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力斜拉試驗，以達(dá)到掛籃預(yù)壓的目的和效果。預(yù)壓方案如圖１所示進(jìn)行分級預(yù)壓，實測ZB4-500型千斤頂張拉70T時，實測主桁穩(wěn)定變形為41.451mm。

圖 1 三角掛藍(lán)預(yù)壓

圖 2 掛藍(lán)受力簡圖

圖2簡化計算簡圖所示掛籃預(yù)壓受力位置彎矩：實際受力位置彎矩：即實際受力彎矩是預(yù)壓受力彎矩的一半。

2．2MIDAS建立驗算模型

按空間結(jié)構(gòu)建立掛籃澆筑砼1#塊（組合一：混凝土重量＋動力附加荷載＋掛籃自重＋施工人員及機具荷載約140T）主桁內(nèi)力模型，全部采用梁單元，根據(jù)實際工況對部分單元采用了剛性連接和釋放端部約束。MIDAS輸出內(nèi)力圖如下：

圖3強度驗算軸力圖

圖4強度驗算剪力圖

圖5強度驗算彎矩圖

表1掛籃主桁構(gòu)件內(nèi)力計算成果表

主桁縱梁采用［36a槽鋼：

彎應(yīng)力：

壓應(yīng)力：

剪應(yīng)力：

根據(jù)MIDAS對掛籃計算成果分析：結(jié)構(gòu)變形累計位移14.642mm。

2．3數(shù)據(jù)對比分析

田壩大橋6號墩1#塊澆筑完成預(yù)應(yīng)力張拉前實測掛籃變形數(shù)據(jù)，如下表2所示：

表2 1#塊掛籃實測數(shù)據(jù)

根據(jù)圖2計算主桁實際受力彎矩是預(yù)壓受力彎矩的一半，其變形值為預(yù)壓變形值的一半20.726mm；對比MIDAS建主桁模型，誤差是6.082mm；再對比表1實測數(shù)據(jù)分析，誤差是2.726mm；綜合以上得出簡化計算彎矩值推算變形值有較高的實用價值。

結(jié)論

1)主桁架預(yù)壓法能方便有效的消除非彈性變形，根據(jù)簡化受力圖計算彎矩能較準(zhǔn)確的得到掛籃變形值。

2)主桁架預(yù)壓法缺點是不能驗證掛籃整體強度以及拼裝工藝所帶來的數(shù)據(jù)誤差。

3) MIDAS軟件計算變形數(shù)據(jù)與實際預(yù)壓數(shù)據(jù)比較偏小，值得進(jìn)一步研究。