張逸軍

（陜西省寶雞峽引渭灌溉管理局，陜西 咸陽(yáng) 712000）

1 工程概況

寶雞峽灌區(qū)漆水河渡槽工程為改建工程，位于楊凌示范區(qū)東北3.5 km、寶雞峽灌區(qū)塬下北干渠23 km+567 m處，控制下游灌溉面積80余萬(wàn)畝，渡槽設(shè)計(jì)流量為25.3 m3/s，加大流量為29 m3/s。新建渡槽為U形預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁式渡槽，單跨長(zhǎng)30m，共14跨，渡槽全長(zhǎng)420m，采用DZ30-320U形渡槽造槽機(jī)（移動(dòng)模架）原位現(xiàn)澆。

造槽機(jī)總體結(jié)構(gòu)見圖1，主要結(jié)構(gòu)包括外梁系統(tǒng)、外模系統(tǒng)、外肋系統(tǒng)、內(nèi)模系統(tǒng)、1號(hào)支腿、2號(hào)支腿、3號(hào)支腿、4號(hào)支腿、配重塊、液壓系統(tǒng)等。澆筑過程槽身混凝土重量傳遞如下：槽身混凝土重量→外模系統(tǒng)→外肋系統(tǒng)→外梁系統(tǒng)→1、3號(hào)腿→墩臺(tái)頂。

圖1 造槽機(jī)總裝圖

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2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

為檢驗(yàn)設(shè)備各部位聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，驗(yàn)證造槽機(jī)的安全性能和制造質(zhì)量，在現(xiàn)場(chǎng)做預(yù)壓試驗(yàn)，保證設(shè)備在后續(xù)施工過程中能夠正常使用，確保施工安全。并且通過預(yù)壓試驗(yàn)，消除設(shè)備非彈性變形，測(cè)算出施工過程中以及施工完成后造槽機(jī)的彈性變形，計(jì)算出設(shè)備預(yù)拱值，保證澆筑后渡槽底板高程滿足設(shè)計(jì)拱度及比降要求。

2.2 試驗(yàn)方法

根據(jù)寶雞峽灌區(qū)漆水河倒虹改建工程梁式渡槽的施工情況，本工程采用在外模板內(nèi)堆放沙袋模擬槽體重量分布進(jìn)行造槽機(jī)預(yù)壓試驗(yàn)。在預(yù)壓試驗(yàn)開始前，造槽機(jī)就位后，在主梁頂、外模兩側(cè)板頂和槽底沿縱向分別布置五個(gè)測(cè)點(diǎn)，位置分別為0 L、1/4 L、1/2 L、3/4 L、L。采用精密水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)點(diǎn)預(yù)壓前、預(yù)壓期、穩(wěn)定期、卸載后的高程，算出模架總下沉量（預(yù)壓期-穩(wěn)定期），計(jì)算彈性變形量（卸載后-穩(wěn)定期）和非彈性變形量（預(yù)壓前-卸載后）。

3 預(yù)壓試驗(yàn)

3.1 預(yù)壓荷載

為總結(jié)造槽機(jī)在造槽工況下的變形量，加載重量需接近模架在造槽工況時(shí)的實(shí)際荷載。一跨現(xiàn)澆U形渡槽槽體重量為315.1 t；內(nèi)模系統(tǒng)自重為61 t；澆筑混凝土?xí)r施工人員20人、震搗棒10臺(tái)共2 t，另外槽身兩端各1.4 m長(zhǎng)槽體荷載直接由墩頂散模傳至墩臺(tái)上，兩端重量為45 t。除去墩頂散模承載的槽體重量后，則施工總荷載為333.1 t。由于水利行業(yè)無(wú)造槽機(jī)方面現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，所以參照TB10303-2009(鐵路橋涵工程施工安全技術(shù)規(guī)程)中規(guī)定，首次拼裝的造槽機(jī)需要采用不小于1.2倍的施工總荷載進(jìn)行預(yù)壓，因此預(yù)壓總荷載為399.7 t，預(yù)壓時(shí)按400 t進(jìn)行。堆載預(yù)壓時(shí)采用沙袋模擬渡槽的重量分布，依分級(jí)分別按 133.3 t（40%）、266.7 t（80%）、333.3 t（100%）、400 t（120%）加載?？v槽向按照下圖進(jìn)行做預(yù)壓試驗(yàn)，預(yù)壓長(zhǎng)度27.2 m，兩端1.4 m荷載由槽墩支撐。100%荷載時(shí)，應(yīng)力分布見圖2。

圖2 荷載應(yīng)力分布圖

3.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

首先進(jìn)行造槽機(jī)空載試驗(yàn)，空載試驗(yàn)前檢查各部件安裝正確，可靠，安全措施應(yīng)齊全可靠，試驗(yàn)下列動(dòng)作：

（1）拉線測(cè)量主梁軌底相對(duì)高程；操作外梁主支腿油缸，使外梁攜帶外模基本同步頂升150 mm，停15分鐘；再拉線測(cè)量主梁的相對(duì)下沉量。然后分三次基本同步下落。

（2）外肋攜帶外模開啟、閉合，確認(rèn)外肋轉(zhuǎn)鉸同軸不卡滯。

（3）在以上動(dòng)作中，要同步檢查電、液、機(jī)部分是否正常。記錄油壓表的讀數(shù)。

（4）檢查槽機(jī)的平穩(wěn)性、側(cè)向穩(wěn)定性，檢查底模及與側(cè)模的開合對(duì)接可靠，模板接合處間隙是否符合要求。

上述試驗(yàn)完成后，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，要求機(jī)構(gòu)或構(gòu)件沒有損壞，連接處沒有出現(xiàn)松動(dòng)或損壞，如有情況變化，及時(shí)處理。

3.3 試驗(yàn)步驟

調(diào)整1、3#支腿液壓缸的行程，使主框架的四角處于同一標(biāo)高位置，再調(diào)整底模撐桿的高低，使外模處于線路縱坡為零時(shí)的澆注狀態(tài)位置。堆載用砂經(jīng)運(yùn)輸車?yán)\(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后裝袋，裝載機(jī)配合造槽機(jī)吊鉤調(diào)運(yùn)到位，吊運(yùn)時(shí)在沙袋與吊鉤之間安裝5t吊秤進(jìn)行計(jì)量，按分級(jí)荷載分布均勻布設(shè)，吊裝加載時(shí)模擬澆筑工況，從小里程向大里程方向進(jìn)行。加載時(shí)采用分級(jí)加載方式：0→40%（靜停1小時(shí)）→80%（靜停1小時(shí)）→100%（靜停1天）→120%（靜停2小時(shí)），卸載時(shí)采用分級(jí)卸載方式：120%→100%（靜停1小時(shí)）→80%（靜停1小時(shí)）→40%（靜停1小時(shí)）→0。分級(jí)加載及卸載時(shí)嚴(yán)格控制加載重量，按預(yù)先制定的方案和程序進(jìn)行，在預(yù)壓試驗(yàn)每個(gè)時(shí)段對(duì)各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)高程數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。

4 數(shù)據(jù)觀測(cè)及統(tǒng)計(jì)分析

4.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

經(jīng)過對(duì)造槽機(jī)進(jìn)行逐級(jí)預(yù)壓，并對(duì)各級(jí)預(yù)壓過程中造槽機(jī)各測(cè)點(diǎn)高程進(jìn)行觀測(cè)和記錄，經(jīng)過計(jì)算得出各點(diǎn)變形量，變形觀測(cè)成果見表1。

4.2 數(shù)據(jù)分析

（1）主梁變形：主梁變形趨勢(shì)理論計(jì)算變形趨勢(shì)基本相符，各點(diǎn)變形與理論變形差值為0.4 mm～3.98 mm，從1/4 L、1/2 L、3/4 L變形值偏小分析，主梁剛度較原設(shè)計(jì)更大，兩端0.063 L、0.937 L點(diǎn)變形偏大分析由于1、3#支腿的彈性變形造成。主梁最大變形為與中心斷面，撓跨比35 mm/31.3 m＝1/894＜1/700，符合設(shè)計(jì)主梁剛度要求。

表1 變形觀測(cè)成果表

主梁彈性變形、非彈性變形均衡屬同步變形，與理論趨勢(shì)相符，證明造槽機(jī)在主受力構(gòu)件在預(yù)壓狀態(tài)下受力均勻，無(wú)明顯缺陷斷面，造槽機(jī)在澆筑使用時(shí)安全可靠的。

（2）外模變形：外模兩側(cè)頂部彈性、非彈性變形基本一致，其中彈性變形在同一斷面上相差在2 mm以內(nèi)，非彈性變形相差在3 mm以內(nèi)。外模彈性變形較主梁普遍偏大，經(jīng)分析主要由于外肋系統(tǒng)變形造成。根據(jù)造槽機(jī)受力形式，預(yù)壓時(shí)兩端0.063 L、0.937 L均處于懸挑狀態(tài)，彈性變形偏大，結(jié)合1/4 L、1/2 L、3/4 L各點(diǎn)與主梁彈性變形差值，計(jì)算挑梁及外肋彈性變形值為5.2 mm，兩端0.063 L、0.937 L因懸挑造成的撓度變形為6.8 mm、5.3 mm，在計(jì)算澆筑狀態(tài)下?lián)蠒r(shí)應(yīng)去除。

（3）造槽機(jī)在120%超載預(yù)壓過程中，進(jìn)行了彈性及非彈性變形的觀測(cè)及計(jì)算，并對(duì)造槽機(jī)各系統(tǒng)進(jìn)行了檢查。在預(yù)壓過程中，造槽機(jī)未出現(xiàn)裂紋、永久變形、油漆剝落或?qū)υ觳蹤C(jī)的性能與安全有影響的損壞，連接處無(wú)松動(dòng)或損壞。

（4）根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)分析，造槽機(jī)的彈性變形值在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，與理論趨勢(shì)一致，主梁剛度滿足設(shè)計(jì)要求;基本消除了造槽機(jī)的非彈性變形；驗(yàn)證了造槽機(jī)的強(qiáng)度，檢驗(yàn)了設(shè)備各部位聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，檢驗(yàn)了設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量，證明造槽機(jī)主梁及外模系統(tǒng)安全可靠，DZ30-320造槽機(jī)滿足施工要求，可投入使用。

4.3 造槽機(jī)預(yù)拱度設(shè)置

根據(jù)預(yù)壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及計(jì)算，外模預(yù)留拱度見表2。

表2 外模澆筑狀態(tài)預(yù)留拱度

首跨澆筑后，對(duì)已成渡槽底板底部進(jìn)行了復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)結(jié)果見表3。

表3 外模拆除后渡槽底板底部實(shí)測(cè)高程

拆模后實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，造槽機(jī)預(yù)壓預(yù)留拱度是合理的，預(yù)壓試驗(yàn)進(jìn)行的較為成功。

5 結(jié)語(yǔ)

該工程為寶雞峽灌區(qū)咽喉工程，工程的施工安全至關(guān)重要，渡槽槽身采用造槽機(jī)原位現(xiàn)澆施工，此施工工藝在西北地區(qū)水利行業(yè)為首次應(yīng)用，工程難度大、技術(shù)新，進(jìn)行澆筑前預(yù)壓試驗(yàn)是必要的。

通過預(yù)壓試驗(yàn)驗(yàn)證了造槽機(jī)設(shè)備自身的強(qiáng)度、剛度和安全性，計(jì)算出澆筑預(yù)留拱度，預(yù)壓試驗(yàn)對(duì)于保證現(xiàn)澆渡槽的施工質(zhì)量和控制渡槽比降作用重大，必須認(rèn)真對(duì)待，真正組織，制訂合理的預(yù)壓方案并予以實(shí)施。為保證預(yù)壓試驗(yàn)質(zhì)量，使試驗(yàn)結(jié)果真正起到指導(dǎo)施工作用，預(yù)壓過程中還應(yīng)注意：①合理布置觀測(cè)點(diǎn)，精心測(cè)量變形數(shù)據(jù)，認(rèn)真整理分析，對(duì)于和理論計(jì)算值有偏差的數(shù)據(jù)要分析原因，消除影響。②在造槽機(jī)預(yù)壓試驗(yàn)中，應(yīng)模擬施工過程的荷載進(jìn)行加載，確定合理荷載重量、加載順序、荷載分布和分級(jí)。③由預(yù)壓試驗(yàn)得出的預(yù)拱度數(shù)據(jù)是模擬槽身荷載的成果，施工過程中必須結(jié)合施工實(shí)際情況逐步調(diào)整和優(yōu)化，保證預(yù)拱度的設(shè)置滿足設(shè)計(jì)要求。