嚴朝成 何文靜

摘? ?要：介紹下行式移動模架靜載實驗的目的和工藝流程以及模架預拱度值的計算，重點介紹加載原則、加載順序、測試點布置、數據分析處理方法及如何確定模架施工預拱度。

關鍵詞：下行式移動模架;測點布置;分級加載;數據分析;預拱度

1? ? 工程概況

茅栗鋪特大橋，該橋為跨徑32 m的簡支梁和40 m×54 m ×40 m連續(xù)梁混合橋，梁高3.05 m等高度梁，梁重850 t，箱梁頂板寬度13.4 m，底板寬5.5 m。主梁施工設備由下行式移動模架平臺、行走系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、操作平臺系統(tǒng)及預埋件系統(tǒng)組成，全部質量（含模板）為394.8 t。此套模架設備按茅栗鋪特大橋第1～14孔、第18～44孔共41孔簡支梁施工的要求設計（15～17孔為三跨連續(xù)梁）。模板采用Q235鋼，板厚6 mm，模架主梁為一對鋼箱梁。

2? ? 下行式移動模架靜載預壓實驗目的

2.1? 消除非彈性變形

通過適量超載預壓（110%等效荷載），達到消除非彈性變形的目的。

2.2? 準確確定預拱度

通過分級預壓、測設，分析得到各構件的彈性變形數據、非彈性變形數據，為模板系統(tǒng)、各橫梁設置正確的預拱值，確保大橋成橋后主梁現(xiàn)行流暢。

3? ? 預壓實驗流程

模架系統(tǒng)調整就位、測點布置→初始化各測點位置、預壓沙袋準備→預壓加載至50%荷載→4 h后開始測量各測點標高，每2 h測一次→1 d后，開始第二次加載，加載至100%荷載→4 h后開始測量各測點標高，每2 h測一次→1 d后，開始第三次加載，加載至110%荷載→4 h后開始測量各測點標高，每2 h測一次→5 d后，開始分級卸載，第一次卸載10%荷載→4 h后開始測量各測點標高，每2 h測一次→1 d后，開始第二次卸載，卸載50%荷載→4 h后開始測量各測點標高，每2 h測一次→1 d后，開始分級卸載，第三次卸載50%荷載→4 h后開始測量各測點標高，卸載測量完成→計算分析模架系統(tǒng)各測點位置彈性變形、非彈性變形，確定模架主要構件預拱值。

4? ? 加載方法

牛腿在墩側安裝就位，并且鋼主梁完成地面拼裝后，即可采用汽車吊吊裝鋼主梁、橫梁和模板系統(tǒng)，調整各連接螺栓扭矩至設計要求值，進行整體檢查確定模架具備使用條件后，即可進行預壓實驗[1]。

按設計要求，為檢驗模架的使用性能，有效地消除非彈性變形，檢驗模板系統(tǒng)的安全儲備，加載總質量定為32 m簡支箱梁混凝土質量的110%，即935 t。分3級預壓加載，累計加載為425 t、850 t、935 t，即按850 t的50%、100%、110%分級加載。

采用沙袋作為加載所用荷載。荷載施加的順序和質量必須與混凝土實際現(xiàn)澆順序一致[2]。第一次加載425 t荷載，先在4個牛腿附近加載各30 t，順序由梁端向梁中對稱逐步進行;后按均厚布設沙袋，方向也為梁端向梁中方向。第二次加載到850 t荷載，開始按第一次加載方法進行，先加載200 t;此時沙袋在兩端堆高且高于梁中，第二次加載剩余的225 t，將整個模架上的沙袋布置成同一厚度。第三次加載到935 t，超載的10%，即超載85 t，按在各牛腿上先加載10 t，剩余的45 t按在整個模架上均勻布設的方法進行（見圖1）。

5? ? 變形觀測

5.1? 測點布置

因為在預壓加載過程中，模架主梁和橫梁系統(tǒng)的變形是三維的，所以為了準確地獲得實驗數據，更好地保證模架施工質量，測點布置必須具有代表性，能正確反映模架各部位的變形狀況[3]。

5.1.1? 外模系統(tǒng)

沿模架每道橫梁軸線布置，每道軸線的底板上側布置3個點，沿線路左側底板與腹板的交線附近設置1個左點，同理布置右點，梁中線處布置1個點，共7道橫梁，底板共需布置21個點;在翼板上的梁邊緣布置一個點，與每道橫梁軸線對應線，左右共18個點，所以外模上側共需布置39個測點。

5.1.2? 橫梁系統(tǒng)

沿每道橫梁下側軸線布置邊、中、邊3點。共7道橫梁21測點，如圖2所示。

5.1.3? 主梁系統(tǒng)

沿左右兩個主梁下側軸線各布置7個點，這些點必須布置在主梁軸線與橫梁軸線的交點處，共14個測點，如圖3所示。

5.2? 變形測量

在模架拼裝完成，并且按模架拼裝要求檢驗連接螺栓合格后，準確布置每個點的初始位置和測量其標高，外模值測量兩次，即加載前一次，卸載后一次;而橫梁、主梁、托架的測量則需按各級加載順序一次測量。

每級加載完成4 h以后才能開始測量，每次測量間隔控制在2 h。每級加載完成后，在下級荷載加載之前，需間隔24 h。

6? ? 卸載

第三次荷載加載完成后需間隔5天，并且在分級加載測量數據分析完成后才可以開始分級卸載。由前面的“預壓實驗流程”知，卸載順序與加載順序相反，注意分級對稱、均勻進行。施工順序為：模架上的預壓荷載卸載85 t，剩余荷載總共還有850 t，4 h后，開始測量各測點數據;然后，模架上的荷載卸載425 t，4 h后，開始測量各測點數據;最后，將剩余的425 t預壓荷載卸載，模架上的預壓荷載為0，4 h后測量各測點（包括外模測點），預壓實驗結束。

7? ? 數據分析

在荷載加至50%時，模架系統(tǒng)的非彈性變形已經消失，此時觀測的變形值既有彈性變形，也有非彈性變形，變形值為二者之和。加載100%預壓荷載時，第二次加載的變形值，與第一次加載變形值相比較，減少了5%～15%，扣除這一部分非彈性變形，得到100%預壓加載彈性變形的總值。卸載85 t后觀測的數據和完全卸載后的數據差值（卸載100%荷載變形值），作為模架的預拱度，而100%預壓加載變形值可作為參考值。按卸載100%荷載變形值可推算模架主梁、橫梁的應力，并與設計理論值進行對比，由此判斷模架的承載能力[4]。

通過100%預壓加載和110%超載后，模架非彈性變形已完成。在卸載階段，可認為是彈性變形，按照卸載階段的變形觀測數據結合考慮張拉、徐變預拱度及模架彈性變形等因素，按二次拋物線的原理對模架模板系統(tǒng)設置預拱度。

8? ? 結語

按主梁、橫梁的彈性變形值推算出主梁、橫梁的應力值，主梁、橫梁受力在安全范圍之內，滿足變形要求。茅栗鋪特大橋下行式移動模架靜載預壓加載實驗歷時30 d，通過下行式移動模架靜載實驗，為施工監(jiān)控提供了真實、有效的數據，為今后下行式移動模架設計積累了寶貴經驗。經過主橋下行式移動模架歷時12個月的檢驗，模架主梁，模板系統(tǒng)的實際變形與預拱值基本相符，成橋后橋梁整體線形流暢，滿足橋梁設計的要求。

[參考文獻]

[1]范立礎.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]中交公路規(guī)劃設計院有限公司.公路鋼筋混凝土及預應力鋼筋混凝土設計規(guī)范（JTG 3362—2018）[M].北京：人民交通出版社，2018.

[3]葉見署.結構設計原理[M].北京：人民交通出版社，2016.

[4]謝曉輝.貝雷拱架在大跨拱橋施工中的應用研究[D].西安：長安大學，2008.