涪陵乌江二桥挂篮静载试验方案

涪陵乌江二桥挂篮静载试验方案

一、工程概况

乌江二桥位于乌江口上游500m附近，东岸连接江东开发区，直接与涪丰公路相连，西侧与主城区紧密相接。主桥采用100m+340m+150m 双塔单索面斜拉桥，桥梁全长590m，主跨跨径340m，边跨分别为100m 和150m，采用塔梁固结形式。高塔边跨为33个节段，每节段长4.2m，中跨为33个节段，每节段长6m。低塔边跨为20个节段，每节段长4.4m，中跨为20个节段，每节段长6m。

主梁采用等高度的预应力C60砼斜腹板箱形截面梁，梁顶全宽25.5m，2％横坡。主梁横截面为宽翼缘箱形断面,箱梁全宽25.82m，其中两侧翼缘各宽6.695m中跨箱梁顶板厚度为0.28m，腹板厚度为0.36m，底板厚0.24m。为平衡施工中的不对称，主梁两边跨范围内箱梁截面按需要加厚，大跨加厚数据为：顶板0.75m，腹板1.17m、底板0.9m；小跨加厚数据为：顶板0.75m，腹板0.72m、底板0.7m。所有主梁箱体外侧翼缘顶板均采用0.28m厚。箱梁分块长度与块件重量分别为:中跨块件长6m，标准块件重量230t，南侧边跨(低塔边跨)块件长4.4m，块件重量324t；东侧边跨（高塔边跨）块件长4.2m，块件重量343t。

本工程中节段长度最大为6m，H1#块件重462.6t, H2#块件重362.2t，该两段设计挂篮时考虑斜拉索受力。根据挂篮不同部位，不同荷载设计挂篮分三种，分别根据西侧边跨、中跨、东侧边跨。挂篮设计遵循如下原则：一是强度、刚度、重量满足设计要求，二是便于升降、滑移，便于预应力等工序施工。基于此，挂篮设计由五部份组成：①主桁承重系统；②悬吊系统；③锚固系统；④底篮与模板系统；⑤行走系统。依照本桥的特点，以及从安全角度考虑，本桥采用后支点挂篮，挂篮设计如下图所示，详细情况见挂篮设计方案。

挂篮横断面图

挂篮剖面图

二、预压目的

为保证挂篮结构的可靠性，清除非弹性变形，量测弹性变形量，确保箱梁施工的安全和质量，在第一次使用之前必须对挂篮进行试压。对已拼装的挂篮按设计荷载加安全系数进行试压，以求得挂篮在不同长度（4.4 m 、6.0m、4.2m）时不同荷载下的变形挠度值。拟采用反拉力法,第一次使用挂篮前,挂篮已经完全安装好后,即开始用张拉预应力筋反拉法对挂篮进行加载预压。

三、总体思路

本桥主梁节段长有三种，节段混凝土重有9种工况，挂篮设计以最大跨度，最重荷载为计算依据，同样挂篮静载试验应以设计工况为依据。该种工况下，挂篮设有一个采用精轧螺纹钢筋锚入塔上索道管的临时吊点；另外，挂篮静载试验的其中一个目的是检验挂篮各部件的强度，本挂篮焊缝较多。因此，挂篮试验在0#块上安装好以后进行试验，试验前应组织相关参与单位对挂篮进行联合验收，一致通过后才能进行试验。本工程中后支点挂篮主要受力构件为主钢箱梁、悬吊系统、前下横梁以及工字钢纵梁，受力情况下主要变形部件有钢箱梁、悬吊系统、前下横梁以及工字钢纵梁。由于工字钢纵梁受力简单，其应力和变形能够比较准确计算，并且设置相应反拱以抵消变形。而主钢箱梁、悬吊系统和前下横梁共同构成前吊点受力，其受力状况下的应力和变形都不容易准确计算。

挂篮静载试验主要针对前、后悬吊系统，检验其受力状况和变形情况。本试验在工字钢纵梁的跨中设置预压反力点，通过张拉精轧螺纹钢筋（一端预埋在承台内，一端锚固与工字钢纵梁上的分配梁上表面）使工字钢纵梁向下受力。在承台上按照设计位置钻孔，用专用锚固剂锚固精轧螺纹钢筋，为了增强精轧螺纹钢筋的锚固力，每个挂篮下方，在承台上在浇注一层16mX1mX1m的C30混凝土，新浇注混凝土与承台混凝土通过钢筋及锚固键联结为整体。精轧螺纹钢筋通过联结器逐渐向上接长，并锚固与工字钢纵梁上的分配梁上表面，然后逐级张

拉预精轧螺纹钢筋，模拟混凝土荷载对挂篮进行预压实验。为了验证精轧螺纹钢筋的锚固力，采用同样方式，在承台内另外锚固一根精轧螺纹钢筋，并用预压荷载对其张拉实验。

四、加载力计算

由于箱梁中主跨一侧的1#块最重，其重量为462.6t，故选择该梁段砼重量为静载试验加载基数。①、考虑混凝土振捣以及施工堆载产生的压力5000paX60m2=30（t）；②、考虑内模重量10t；③、考虑施工时安全储备荷载30t。则挂篮静载试验的总荷载为5326KN。每个挂篮预压依照混凝土荷载包络图共布置15根精轧螺纹钢筋，每根钢筋受力为355.1KN轧螺纹钢筋布置方式见图：

为了使集中荷载产生的弯矩应力和挠度尽量接近均布荷栽，依照计算在工字钢纵梁上设两根枕梁（40#工字钢，与吊点中心距离如图），枕梁上再以56#工字钢作为分配梁，在56#工字钢分配梁上预应力张拉点，如上图所示。

1、6米跨度下：

两个集中荷载工作效应如下图：

集中荷载效应

混凝土荷载（均布荷载）工作效应如下图：

均布荷载效应

2、4.2米跨度下：

两个集中荷载工作效应如下图：

混凝土荷载（均布荷载）工作效应如下图：

3、4.4米跨度下：

两个集中荷载工作效应如下图：

集中荷载效应

均布荷载效应集中荷载效应

混凝土荷载（均布荷载）工作效应如下图：

均布荷载效应

五、试压工艺

1、工艺流程

千斤顶及油表标定→挂篮后锚精轧螺纹钢筋预紧→调节挂篮所

有联结杆，使处于均匀受力状态→安装纵横分配梁→安装精轧螺纹钢筋→对单根精轧螺纹钢筋逐一施加初应力→现场布设观测点→加载

前观测→逐级张拉并观测→卸载→观测→内业资料整理计算

2、实施工艺

1）.前期安装

⑴.将底模纵梁按要求布置，其两端焊于前下横梁及后下横梁上；

⑵.在底模纵梁上安装横向分配梁，并用钢板垫平，且焊于底模纵梁上；

⑶. 精轧螺纹钢筋下料编号，下料长度为70.8m；

⑷.将精轧螺纹钢筋接长并穿过分配梁，并将临时锚固，采用千斤顶将精轧螺纹钢筋尽量上拉至油泵的油表，以便使精轧螺纹钢筋尽可能顺直；

⑸.为了抵抗斜向张拉产生的水平荷载（总计约150KN）使底篮，在0#块箱梁底部用Φ25螺纹钢筋对56#工字钢限位。

⑹.安装锚具；