√杜步1、2号高架桥挂篮预压试验方案

清连高速B4合同段杜步1、2号高架桥
挂篮预压试验方案
1、工程概况
杜步 1号桥为75m+6×125+75m预应力混凝土刚构-连续组合梁，边中跨比为0.6，根部梁高6.8m，跨中及边跨合拢段梁高2.8m，箱梁底板下缘按1.8次抛物线变化。

横断面为单箱单室斜腹板箱梁，腹板斜率为1/8。

箱梁顶板宽为12.25m，底板宽度由4.713m变化到5.713m。

0#、1#块采用托架施工，2#～15#块采用挂篮悬臂浇筑，边跨合拢段及11.02m边跨尾段采用支架现浇施工，中跨合龙段采用单侧挂篮施工。

杜步2号桥主桥为60m+7×100+60m预应力混凝土变截面连续梁-连续刚构组合桥，边中跨比为0.6，根部梁高5.5m ，跨中及端部梁高2.2m，箱梁高度按1.8次抛物线变化。

横断面为单箱单室斜腹板箱梁，腹板斜率为1/8。

箱梁顶板宽为12.25m，底板宽度由5.038m变化到5.862m。

0#、1#块采用托架施工，2#～12#块采用挂篮悬臂浇筑，边跨合龙段及8.6m边跨尾段采用支架现浇施工，中跨合龙段采用单侧挂篮施工。

2、挂篮加载预压试验目的
挂篮加载试验的目的是为了检验实际承载能力和安全可靠性，并获得相应荷载下的弹性与非弹性变形数据及规律，消除主桁结构的非弹性变形，测得相应的挠度值，为箱梁悬臂施工控制提供参考数据。

加载试验的方法是模拟重量最大梁段的施工实际荷载，采用预压逐级加载，荷载的布置形式尽量与实际荷载分布相吻合，以保证试验的可靠性和准确性。

注意观测挂篮在各级荷载下的变形，并做好记录。

3、挂篮结构示意
杜步1号桥和杜步2号桥5#～8#墩采用菱形式挂篮。

挂篮结构示意如图1所示。

图1 菱形挂篮结构示意图
杜步2号桥1#～4#墩采用轻型三角挂篮，挂篮的结构示意如图2所示。

图2 三角挂篮结构示意图
4、预压试验加载方案
挂篮按照设计位置拼装完成后，派专人对照设计图纸仔细检查其各关键部位是否符合要求，尤其是挂篮主桁后锚点，挂蓝底蓝各吊点位置。

一切准备就绪后，即可进行挂篮加载试验。

预压的具体试验加载方案为：堆载预压或反力架预压，以下就两种方案各自具有的特点对比如下：
⑴堆载预压
在2#块挂篮底篮底板上堆载混凝土预制块，其重量通过吊杆作用到挂篮的主桁上，最终将作用力传到后锚。

挂篮堆载加载方案中对挂篮施加的作用力属外力，因此，预压试验要求对两侧挂篮同时进行。

①挂篮加载注意事项
a加载时应逐段进行，观测挂篮在各级荷载下的变形。

b挂篮加载时T构两端应同时对称进行。

c挂篮加载的过程中应对挂篮的各部位随时进行检查（特别是挂篮的各个节点）。

②挂篮载入试验
a加载荷载取悬臂块件重量最大的2＃块件。

块件重量为142t／117t（1号桥/2号桥）。

b加载荷载应尽量模拟箱梁横断面的结构形式分布。

c加载方式采用混凝土预制块和部分钢筋的方法完成。

③偏载值
a悬臂浇筑施工时，两只挂篮偏载值可控制在一罐车砼（6m3）重量内；因此加载试验时，两只挂篮应尽量同步加载，其偏载重量控制在15t以内。

b两侧腹板砼浇筑时，可能出现偏载。

为检验单只挂篮在此种偏载工况下挂篮的整体稳定，加载试验时按照两侧腹板高差50cm的荷载进行偏载试验。

则其偏载重量按5t（2m3砼）考虑。

⑵反力架预压
采用液压顶推千斤顶在箱梁底板范围内对挂篮进行预压加载。

即在1#块腹板端面设置反力架，通过千斤顶向反力架施压，利用其反向作用力向挂篮施加所需预压力。

该加载方案中对挂篮施加的作用力属内力，因此，预压试验可仅对单侧挂篮进行即可。

①预压加载力计算
a 2号块长度3.5m，重量1416.2KN/1170kN。

b按N/m2计算，有1.5x12.25x3.5=64.3125kN。

合计1481N/1234kN，挂篮加载系数取K=1.2，模拟加载力P=1777KN/1481kN。

②预压加载设计
挂篮在浇筑混凝土期间，大部分荷载在底板位置由底板模板传至底篮前后横梁，再由吊带、分配梁传递到桥面主桁及底篮后锚，最终作用于已浇筑梁段混凝土上。

挂篮预压采用预应力张拉用的液压顶推千斤顶加载，千斤顶加载在底板范围内进行。

反力架设置在1#块腹板端面上，即在1#块2个腹板内各预埋一个型钢三角架作为预压反力点，为了防止预埋件处腹板混凝土在加载试验过程中开裂，在预埋件腹板全断面范围内设置防裂钢筋网（三层φ16@10x10cm）。

根据预压重量及分布情况，此次安排2个预压点，预压点的分布参照挂篮底板的受力情况布置，挂篮反力架及预压加载设计见图3，预埋件处腹板加强钢筋布置见图4。

图3-1 反力架示意图
图3-2 挂篮反力架及预压加载示意图
注：1、预埋钢板均采用厚度δ=20mm普通钢板；
2、锚筋采用ф=25螺纹钢，长度为l=700mm，
受拉预埋钢板上面的锚筋采用弯钩型式，受
压预埋钢板上面的锚筋受力要求不是很高，
不需要弯钩型式；
3、锚筋与预埋钢板采取焊接连接，严格按照规
范要求焊接；
图3-3 预埋钢板大样图
图4加强钢筋网布置图
左右腹板位置千斤顶加载主要模拟腹板混凝土、翼缘板板混凝土、底板混凝土及顶板混凝土的自重荷载，经计算左右预压点的预压力都是849.5KN/702KN,总的预压力为1699KN/1404KN。

5、试验操作顺序
在进行正式加载试验前，用第二级荷载进行预加载，预加载试验持荷时间为20分钟。

预加载的目的在于，一方面是使结构进入正常工作状态，另一方面是检查测试系统和试验组织是否工作正常。

在确认测试系统和试验组织工作正常后进行正式加载。

⑴试验规则
①加载试验选择在气温变化不大于2℃和结构温度趋于稳定的时间段内进行。

试验过程中在量测试验荷载作用下结构响应的同时相应地测量结构表面温度。

②试验荷载采用分级单循环加载的方法施加，按等代荷载的分级逐级递增加载，试验荷载持续时间，原则上取决于结构变位达到相对稳定所需要的时间（一般不小于30min），只有结构变位达到相对稳定后，才能进入下一荷载阶段。

③同一级荷载内，若结构变位最大的测点在最后5分钟内的变位增量小于第一个5分钟变位增量的l5％，或小于所用量测仪器的最小分辨值，即认为结构变位达到相对稳定。

④全部测点在正式加载试验前进行零级荷载读数，以后每次加载或卸载后立即读数一次，并在结构变位达到相对稳定后，进入下一级荷载之前再读数一次。

对结构变位较大的测点，每隔5分钟观测一次，以观测结构变位是否达到相对稳定。

⑤对各个测试点所测数值做好现场实时分析，即时了解控制部位的位移。

⑥若在加载试验过程中发生下列情况之一应立即终止加载试验：
a控制测点变位超过规范允许值时；
b由于加载试验使结构出现非正常的受力损伤或局部发生损坏，影响结构承载能力和今后正常使用时。

⑵具体操作顺序如下
①挂篮拼装完成，并对挂篮的前后吊杆检查受力均匀，挂篮后锚锚固牢固。

②在挂篮的底蓝前吊杆上绑好标尺，高度以水平仪能够观测适宜。

③第一级载入前用水平测量挂篮的后锚上挠值、前支点沉降值、主桁前端销结点处变形、主桁上前横梁吊带处和主桁上前横梁跨中变形、底篮前横梁吊带处挠度。

记录好观测数据，即可开始加载。

④第一级载入99t/ 90t(一号桥/二号桥，下相同)。

用水平仪进行测量，（测量的部位跟上一次相同）记录好测量数据。

即可进入第二级加载。

⑤第二级载入（123t－99t=24t）/(100t－90t=10t)。

用水平仪进行测量，（测量的部位跟上一次相同）记录好测量数据。

即可进入第三级加载。

⑥第三级载入(142t－123t=19t)/ （117t－100t=17t）。

用水平仪进行测量，（测量的部位跟上一次相同）记录好测量数据。

即可进入第四级加载。

⑦第四级载入(170t－142t=28t)/ (140t－117t=23t)。

用水平仪进行测量，（测量的部位跟上一次相同）记录好测量数据。

挂篮卸载。

挂篮卸载也应分次逐级完成,并每级卸载完后都应及时测量,并记录好测量数据。

①第四级卸载,挂篮卸载(170t－142t=28t)/ (140t－117t=23t)完后用水平仪进行测量，（测量的部位跟上一次相同）记录好测量数据。

即可进入第三级卸载。

②第三级卸载,挂篮卸载(142t－123t=19t)/ （117t－100t=17t）完后用水平仪进行测量，（测量的部位跟上一次相同）记录好测量数据。

即可进入第二级卸载。

③第二级卸载，挂篮卸载（123t－99t=24t）/(100t－90t=10t)完后用水平仪进行测量，（测量的部位跟上一次相同）记录好测量数据。

即可进入第一级卸载。

④第一级卸载，挂篮卸载99t/ 90t完后用水平仪进行测量，（测量的部位跟上一次相同）记录好测量数据。

挂篮卸载完成。

⑤对资料进行分析处理，挂篮投入使用。

6、测点布置
⑴挠度测点布置
预压试验的主要目的是要得到前、后横梁和挂篮主桁架悬臂端的挠度。

挠度测点的布置见图5，除基点外，其余均左右对称布置，以精密水准仪观测之。

⑵外观检查测点
在加载过程中对挂篮受力关键部位进行观察检查。

主要观察挂篮受力后有无刚度不够产生变形、焊缝有无脱焊、连接销有无松动等异常情况发生。

另外，在条件允许的情况下，可以在挂篮的关键受力部位布置应变片，以测量挂篮各主要杆件的实际受力状况。

图5挂篮挠度测点侧面布置图(杜步1号桥)
图6挂篮挠度测点横断面布置图(杜步1号桥)
图7挂篮挠度测点侧面布置图(杜步2号桥)
图8挂篮挠度测点横断面布置图(杜步2号桥)
⑶变形观测方法
①变形观测采用国家二等水准测量或工程测量变形三等水准测量的精度等级要求和观测方法进行施测。

按此要求进行能测量到变形量±1mm/km级的挠度值。

②由于挂篮变形受日照温差的影响，根据公式L1=L0（1+α△t0）计算，挂篮构件中吊带变形受温差影响最大。

为了准确测得挂篮变形值，在试验前一天选择早上7：00～10：30和晚上3：00～7：30时间段每半小时进行一次变形观测，以此来改善日照温差的影响。

7、数据整理
挂篮加载试验数据记录表见附件。

试验完成后，及时将记录数据进行整理，并将数据提交监控单位。