易秋娟,周亞鴻
(湖南省湘筑工程有限公司)
預(yù)應(yīng)力變截面連續(xù)箱梁橋施工監(jiān)控與掛籃試驗(yàn)研究
易秋娟,周亞鴻
(湖南省湘筑工程有限公司)
基于對(duì)X大橋施工步驟的分析,剖析了該大橋的施工監(jiān)控過(guò)程,并對(duì)X大橋的自架體系釆用菱形掛籃進(jìn)行試驗(yàn)算,為各梁段的懸臂澆筑的施工控制提供了可靠依據(jù)。
施工監(jiān)控;掛藍(lán)實(shí)驗(yàn);預(yù)應(yīng)力
X大橋是某高速公路上一座大型橋梁,X河水面寬123 m,橋梁路線與河道夾角為70°。橋梁全寬34.5 m,通航孔凈空高度10 m,堤頂?shù)缆穬艨崭叨?.5 m。主橋采用四跨50+80+ 80+50 m變截面連續(xù)箱梁,釆用懸臂澆筑施工;引橋上部結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑30 m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁,其余梁聯(lián)釆用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)繞箱梁;基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)。
第一步:施工主墻墩身,在主墩承臺(tái)上立0#塊臨時(shí)支架,在支架上搭建0#塊模板,綁扎鋼筋,做好澆筑準(zhǔn)備工作,并做好臨時(shí)固結(jié)壤的臨時(shí)約束安裝工作。
第二步:拼裝掛籃同時(shí)預(yù)壓,以便清除非彈性變形,做掛籃試驗(yàn),作為估計(jì)其變形的重要依據(jù)。確定1#塊的立模標(biāo)高并調(diào)好模板,綁扎鋼筋,對(duì)稱澆筑1#塊混凝土,懸臂澆筑時(shí)應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行,混凝土超方量必須低于2.5%,最大不平衡重必須低于1.5 m3混凝土重量。
第三步:掛籃前移。確定2#塊的立模標(biāo)高并調(diào)好模板,綁扎鋼筋,繞筑2#塊。張拉縱向頂板預(yù)應(yīng)力鋼束T3和底板預(yù)應(yīng)力鋼束F3,張拉橫向預(yù)應(yīng)力筋,張拉腹板豎向預(yù)應(yīng)力筋,管道壓架密封。
第四步:重復(fù)之前的步驟,直至9#塊完成。
第五步:拆除懸臂繞筑掛籃,安裝邊跨合攏支架,于T結(jié)構(gòu)兩懸臂端施施加與合攏段混凝土1/2的重量。
第六步:拼裝中跨合攏吊架,注意各平衡配重設(shè)置,在跨中懸臂段各加合攏段混凝土一半的配重。
第七步:安裝護(hù)欄、泄水管、伸縮縫,繞筑橋面鋪裝。護(hù)欄的安裝宜從橋壞向跨中進(jìn)行。
3.1 線形控制
(1)箱梁平面線形控制
該橋的平面線形控制主要是對(duì)每施工一個(gè)箱梁節(jié)段的監(jiān)控,橋軸線的實(shí)際平面坐標(biāo)與設(shè)計(jì)的是否吻合。
測(cè)點(diǎn)布置:在每一節(jié)段主梁的中心線及兩側(cè),預(yù)埋主梁中心線控制點(diǎn)三個(gè),通過(guò)觀測(cè)坐標(biāo)來(lái)控制主梁的中心線,從而控制主梁軸線的偏差,確保主橋軸線的順利合攏。
觀測(cè)儀器:采用瑞士徠卡TC702全站儀,測(cè)角精度:2",測(cè)距精度:2+2ppm,通過(guò)多測(cè)回觀測(cè)點(diǎn)位中誤差不超過(guò)mm。
(2)箱梁高程控制
在箱梁懸臂施工過(guò)程中,對(duì)高程的控制是施工控制中的重點(diǎn)部分。而高程控制的目的在于能夠準(zhǔn)確提供每個(gè)箱梁節(jié)段的立模標(biāo)高。所有計(jì)算與數(shù)據(jù)分析都是在以此目的進(jìn)行。
測(cè)點(diǎn)布置:縱橋向每施工節(jié)段設(shè)一測(cè)量截面,每個(gè)測(cè)量截面布置6個(gè)測(cè)點(diǎn),底板上3個(gè)測(cè)點(diǎn),橋面上3個(gè)測(cè)點(diǎn),同時(shí)觀測(cè)已澆段主梁的撓度。
測(cè)量?jī)x器:采用Dini 12電子水準(zhǔn)儀配銦鋼條碼尺,測(cè)量精度在±0.3 mm/km以內(nèi)。
應(yīng)力監(jiān)控指的主要是對(duì)上部箱梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)測(cè)。本次施工控制應(yīng)力控制針對(duì)的是截面正應(yīng)力。
(1)應(yīng)力監(jiān)控方法
本橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)控是在控制斷面上預(yù)埋應(yīng)力傳感器,隨后在施工過(guò)程中分階段測(cè)量其瞬時(shí)效應(yīng)差,同時(shí)分析實(shí)測(cè)值和理論值的差異,從而確定結(jié)構(gòu)的安全性。
(2)斷面布置
X大橋主橋全長(zhǎng)260 m,主橋箱梁的應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置本著“少而精”的原則布置。主要測(cè)點(diǎn)斷面選擇在橋梁結(jié)構(gòu)不利位置。此河大橋單幅,箱梁根部共6個(gè)斷面,中跨5斷面(約中跨1/4斷面)共4個(gè)斷面,邊跨7'斷面(約邊跨1/2斷面)共2個(gè)斷面,邊跨合攏斷面共2個(gè)斷面,中跨合攏斷面共2個(gè)斷面,單幅總共16個(gè)斷面,兩幅總共32個(gè)斷面。
(3)測(cè)點(diǎn)布置
在延續(xù)性護(hù)理之后進(jìn)行肢體運(yùn)動(dòng)功能的評(píng)分,總分為100分,得分60分到100分判定為恢復(fù)很好,得分40分到60分判定為恢復(fù)效果一般,得分40分以下判定為恢復(fù)效果不好,本次研究中的治療效果采用很好+一般的形式計(jì)算[4]。
每個(gè)斷面測(cè)點(diǎn),都根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化。應(yīng)力監(jiān)測(cè)階段從梁段0開始,逐段監(jiān)測(cè),一直到成橋階段。各個(gè)階段測(cè)量都需要及時(shí)反應(yīng)出大橋的工作狀態(tài),從而確保施工安全。
(4)傳感器的埋設(shè)
用細(xì)距絲或尼龍扣帶將傳感器捆綁在測(cè)點(diǎn)的縱向鋼筋上,綁扎位置要避開混凝土和振搗棒的直接沖擊。傳感器的兩個(gè)端頭緊貼在綁扎的鋼筋上,使傳感器中間部位處于懸空狀態(tài)。
(5)測(cè)量?jī)x器
傳感器采用YKYB-1157型埋入式振弦應(yīng)變計(jì),讀取采用YKMS-2101型綜合測(cè)試儀。
3.3 溫度監(jiān)測(cè)
溫度對(duì)箱梁的撓度有著重大影響,許多專家學(xué)者也對(duì)此進(jìn)行了大量研究,然而還沒(méi)有有效且可行的理論方法考慮溫度影響。而且溫度無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè),需要不斷觀測(cè)修正溫度影響。
由于本橋施工控制所釆用的傳感器同樣可以測(cè)量溫度,所以溫度監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)布置與應(yīng)力控制的測(cè)點(diǎn)相同。傳感器的測(cè)量精度為±0.5℃。
4.1 X大橋掛籃設(shè)計(jì)
X大橋的自架體系釆用菱形掛籃,掛籃的主要結(jié)構(gòu)參數(shù):菱形架各桿件采用雙I32普通熱乳槽鋼組焊,前橫梁由雙I40工字鋼組焊,中門架由120120方管與12060方管組焊,底托系統(tǒng)前、后托梁由雙I40工字鋼組焊,底縱梁由132工字鋼組焊。
4.2 試驗(yàn)?zāi)康?1)實(shí)測(cè)掛籃的彈性變形和非彈性變形值,驗(yàn)證實(shí)際參數(shù)和承載能力,檢驗(yàn)掛籃質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求,確保掛籃的使用安全;(2)使用模擬壓重對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè),從而清除拼裝非彈性變形;(3)根據(jù)測(cè)得的彈性變形參數(shù),找出掛籃彈性變形與荷載大小之間的線性關(guān)系,用于推算掛籃在各懸涕段的豎向位移,為懸灌段施工高程控制提供可靠依據(jù); (4)根據(jù)試驗(yàn)找出相關(guān)問(wèn)題,總結(jié)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn),為之后掛籃設(shè)計(jì)與施工提供優(yōu)化方案。
4.3 X大橋掛籃試驗(yàn)加載
掛籃安裝好后,根據(jù)梁段最大混凝土量計(jì)算預(yù)壓配重,實(shí)測(cè)掛籃變形量并與理論計(jì)算量對(duì)比,作為線形控制依據(jù)之一,并按最不利荷載狀態(tài)下的模擬試驗(yàn)。X大橋懸繞最重梁段為梁段5,混凝土體積64.1 m3,重170 t,臨時(shí)荷載約1.0 t,預(yù)壓時(shí)按梁段重量的120%控制,即預(yù)壓重量為205.2 t。
在加載之前,需要在底模后橫梁與墩身混凝土之間安裝上安裝雙層廢舊輪胎,從而確保能夠防止由于底模系統(tǒng)的擺動(dòng)從而造成壤身混凝土的損壞。
掛籃預(yù)壓采用砂袋及混凝土配重塊預(yù)壓,按分級(jí)加載進(jìn)行0~50%~100%~120%。
4.4 X大橋掛籃試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置
為了獲得更準(zhǔn)確的掛籃試驗(yàn)的數(shù)據(jù),充分了解掛籃變形量和荷載大小之間的關(guān)系,準(zhǔn)確估計(jì)后面各個(gè)施工階段的預(yù)拱度值,選擇的測(cè)點(diǎn)應(yīng)具有代表性,且反應(yīng)掛籃各部分的變形情況。
4.5 X大橋掛籃試驗(yàn)結(jié)果分析
本次掛籃試驗(yàn)是對(duì)X大橋右幅16#墻梁段1掛籃的模板進(jìn)行了試驗(yàn),本次橋梁的施工控制對(duì)模板的底板和翼緣分別計(jì)算掛籃變形。對(duì)模板的底板和翼緣的回彈量分別取平均值后的數(shù)據(jù)見表1。
表1 掛籃變形卸載平均回彈量(單位:m)
用最小二乘法直線擬合上表的掛籃彈性變形數(shù)據(jù),用X表示荷載百分?jǐn)?shù),表示估計(jì)的掛籃彈性變形值,則荷載與掛籃彈性變形之間的關(guān)系為:A+Bx,經(jīng)過(guò)計(jì)算,底板和翼緣的函數(shù)如下。
底板:y1=0.001 235 7+0.042 371x;翼緣:y2=0.017 286+0.004 671 4x
4.6 X大橋各粱段掛籃變形的估算
根據(jù)上面對(duì)X大橋掛籃試驗(yàn)的分析,對(duì)徒駭河大橋各梁段的掛籃變形進(jìn)行估算,估算的過(guò)程和結(jié)果見表2。
表2 X大橋部分梁段掛籃變形的估算
通過(guò)掛籃試驗(yàn)以及對(duì)數(shù)據(jù)的分析說(shuō)明,掛籃抗彎能力等承載力滿足要求,有足夠的應(yīng)力應(yīng)變儲(chǔ)備能力,能夠滿足掛籃的多次重復(fù)利用,安全可靠。底模掛籃變形的數(shù)值較大,確定立模標(biāo)高時(shí)應(yīng)進(jìn)行合理的調(diào)整以滿足線形要求。
[1] 徐岳,鄒存俊,張麗芳,等.連續(xù)梁橋[M].人民交通出版社,2012.
[2] 王登杰.現(xiàn)代路橋工程施工測(cè)量[M].中國(guó)水利水電出版社,2009.
U445
C
1008-3383(2015)10-0088-01
2015-01-14
易秋娟(1979-),女,湖南寧鄉(xiāng)人,工程師。