连续梁挂篮采用反力架预压试验

连续梁挂篮采用反力架预压试验

摘要：通过对济邵高速公路南崖大桥连续刚构挂篮加载预压试验，本文介绍了反力架施工及挂篮预压试验过程，验证挂篮结构合理及安全，为悬臂段提供施工依据。

关键词：挂篮；采用；反力架；预压

1．施工简介

南崖大桥中心里程为K48+781，全桥长468m，共11个墩台，是济邵高速路的重点工程和控制性工程。上部结构为66+120+66m连续刚构，支点梁高7.0m，边跨现浇段及跨中梁高3.0m，底板按1.5次抛物线变化。顶宽12.1 m，底宽6.6 m。箱梁纵向分段长度从根部至跨中各为2×2.25+5×3.0+5×3.5+4×4.0m，0#段长12.0m，边跨现浇段长度为3.83m，边跨合拢段长度为3m，中跨合拢段长度为2.0m，箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系。悬臂段采用菱形挂篮对称浇筑施工。

2．预压试验概况

2.1挂篮概况

菱形挂篮由菱形桁架、提吊系统、走行及锚固系统、模板系统共四大部分组成。每付挂篮自重65t，承重140t，挂蓝主桁全长11.25m，高3.6m。菱形挂篮结构图见图1。

2.2预压目的

2.1.1通过预压检测挂篮系统在各种工况下的结构强度、受力变形及运行状况，验证挂篮结构形式合理性、加工制作可靠性，确保在施工及运行中的安全性。

2.1.2消除挂篮塑性变形，准确掌握挂篮各部的应力、应变值，明确弹性变形值，给后续梁段挂篮立模标高及梁体线性控制提供依据。

2.3预压内容

2.3.1调查挂篮结构状况

收集挂篮施工、设计资料，并检查挂篮构件尺寸、数量、连接、支承是否按设计文件施工。

2.3.2挂篮应力、变形试验

挂篮应力变化采用采用静态应变仪测试，测试挂篮主桁各杆件所受内力，由监控单位完成；变形测试采用测微仪进行，测量挂篮前上下横梁、吊带位移，由

我方技术人员完成。

①预加载

根据监理及监控单位要求，正式预压试验前，先进行预加载，尽可能消除非弹性变形的影响，加载量为最大梁段重量的80%，预加载时间不少于30分钟。

②测试加载

根据设计要求，试验加载量为1.3倍的最大梁段重量，分7级加载，每级均进行数据读取，检测挂篮系统弹性变形及最不利荷载下的最大变形量。试验时间不少于2小时。

3．预压准备工作

3.1挂篮组装

在墩顶0#段现浇段施工完成后，用塔吊进行挂篮吊装工作。先将主桁各杆件在地面组装骨架片，各节点均采用高强螺拴连接，0#段张拉压浆后再将各骨架吊至梁顶进行拼装，安装连接件，吊带均采用Φ32精轧螺纹钢，吊带与上下横梁间连接一律采用锚接。组装顺序：菱形挂篮骨架、前后上横梁、吊带、下横梁、底模架、底模。因采用内力法加载，无外加荷载，自身具有平衡，单端试验即可，不需要两端对称配载，预压试验部位选在右幅4#墩0#段济源（小里程）方向的挂篮上进行。

3.2加工反力架及受力分析

3.2.1首先0#段砼浇筑时，在腹板上一定位置预埋锚固钢板，待砼强度达到90%后再在预埋钢板上焊接型钢组焊件，水平杆及斜杆均为2[36b槽钢，拉杆为2[18槽钢，预埋钢板采用δ=20mm的A3钢板，钢板背面焊接6根Φ25锚固钢筋，斜杆上部预埋钢板内设3层Φ12@15cm的抗压钢筋网，各部位均为焊接连接。加工后的反力架纵轴线与梁体腹板竖向中心线一致。

3.2.2 反力架主要杆件及节点受力计算：

①AC杆：

截面面积A

A=1092*103/160=6825mm2

选用两根[36b槽钢，A=6809*2=13618mm2。

稳定性检算：

λ=L0/iy=3000/27=111.1＜[λ]=150，

满足要求，但为增大稳定系数，斜杆

采用2[18槽钢加固。

②B点强度：

焊缝长Lw=604*103/（10*0.7*160）=540mm，实际焊缝将两槽钢两侧满焊在钢板上，焊缝长1396mm。

锚固力：采用6根锚固钢筋与钢板背面满焊，焊缝长3000mm，锚固钢筋的锚固长度大于50cm，抗拉强度为942KN。

受力位移：Δ=FL/EA=604*103*600/(2.05*105*5887.5)=0.3mm。

③A点强度：

斜撑与钢板焊缝：Lw=1092*103/（10*0.7*160）=975mm，实际焊缝总长大于1396mm。

砼抗压强度：σ=1092*103/（0.6*0.5）=3.64MPa＜[σ］=54MPa（设计强度的90%），满足要求。

接点挤压强度：σbs=1092*103/13618=80.2MPa＜[σ］=160MPa，满足要求。

3.3安装预压设施

3.3.1 设置承重钢板及分配梁

在底模上铺δ=30mm钢板，钢板宽1.5m，长8m，钢板长方向沿底模宽方向铺设，钢板重心须与底模架重心重叠，将上部分配梁传来的线荷载均布分配给底模架。钢板上并排安放两根下横梁（为2[36槽钢组焊件）做分配梁，将千斤顶的集中力变为线荷载，均匀的传递给下面的承重钢板。

3.3.2 布设应力、应变观测点

应力测试是通过在挂篮受力杆件上贴电阻应变计（应力片）完成，两片主桁的上横杆、前后斜杆均设置，贴片由监控单位的监测人员完成。

挂篮及吊带受压的变形均采用测微仪完成，观测点采用在前上、下横梁对应位置设置直尺或米尺，两台测微仪分别置于0#段顶板及底板上，设点及测量均由我方技术人员操作。

3.3.3 千斤顶安装

预压采用两台3500KN液压千斤顶，每侧腹板各一台，位置设在反力架支撑点中心，顶上下各铺垫δ=30mm钢板支垫，分配千斤顶的集中力。油泵均安放在0#段箱室内。

3.4试验荷载计算

根据业主及监控单位通知要求，挂篮试验预加荷载为最大悬臂段重的1.3倍，由设计图可知最大梁段重为3#段，设计砼量为52.73m3，自重为1400KN，试验荷载为1820KN，在两侧的腹板处加压，每个千斤顶加载量为910KN。

3.5试验主要仪器设备

挂篮预压试验采用分级加载，试验使用的主要仪器见表1。

表1

4．挂篮预压

4.1试验程序

挂篮应力、变形试验采用应力片和测微仪分别进行，基本测试流程如图6。

4.2加载方式

按最大梁段（3#段）荷载的1.3倍加载，加载部位：纵向位置在箱梁两腹板中心线上，横向位置在最大梁段（3#段）重心处，采用两台3500KN级千斤顶逐级加载进行。千斤顶加压直接顶上部的反力架，将试验荷载反压给下部的横向分配梁，分配梁再将力传递给承重钢板，钢板又将力均匀传给底模架下横梁，最后通过吊带将所有荷载上横梁及主桁架每个杆件。

4.3加载程序

经计算，最大梁段重为3#段，总重为1400KN，预压超载系数为1.3倍最大梁重，即总荷载为1820KN，采用两个千斤顶分两处加载，每个千斤顶最大加载数为910KN。加载程序如下

首先进行预加载，按最大梁段重（1400KN）的80%进行加载，按