三角挂篮施工中箱梁挠度的控制方法

三角挂篮施工中箱梁挠度的控制方法1工程概况老鹰岩特大桥，上部结构为85+160×2+85m连续梁，梁面宽度10.5m,梁高为10～3.5m,全梁共分为98个节段，其中0#段长16m；梁体采用挂篮悬臂灌注法施工，为本标段的控制性工程。该梁悬臂施工采用公司既有挂篮，1#为菱形挂篮，2、3#采用三角挂篮。箱梁施工过程中，由于箱梁自重、张拉预应力及挂篮自重将对整个悬臂系统产生不可避免的挠度，为保证箱梁标高与设计标高接近，保证合拢精度，的在施工过程中要注意其变化，做好预留高度的控制方案。2方案思路2.1整体规划思路首先对挂篮进行预压，得出挂篮本身变形控制参数。箱梁悬臂浇筑过程中，采用水准测量，周期性地对预埋在箱梁的每一节段的监测点进行监测。挠度测量的相对基准点可设立在0#块上，绝对基准点设在老鹰岩山上，并且定期对其复测、校准。监测时间宜定在早上7：00-9:00之间，同时记录箱梁和空气温度。对于预埋的监测点可选择变化不大钢筋，埋设在每一节段的腹板顶部，横桥向均布置一根，露出混凝土面1cm左右。确定好观测周期，可分为移动挂篮、混凝土浇筑和预应力张拉三个阶段。为了避免出现误差，提高外业观测数据处理的自检水平，水准路线方式可采用闭合水准路线方式。每一梁段的挠度都不一样，要周期性地对之前所有梁段进行监测，作为以后合拢段的标高控制性资料。2.2人力及仪器的准备项目部分小组进行控制：（1）监测测量小组；（2）温度应力控制小组（3）计算分析小组。仪器：索加精密水准仪，因瓦水准尺。3挠度控制流程图4挠度详细控制工艺流程4.1准备工作为保证挠度的控制准确性，要提前学习挠度控制的基本思路及方法。高程的计算简式如下：12345=+f+f+f+f+fHH设计施工H施工：施工立模标高H设计：图纸设计标高1f：后续过程中箱梁自重产生的挠度2f：张拉预应力产生的挠度3f：挂篮自重产生的挠度4f：混凝土收缩徐变产生的挠度（1）在老鹰岩山上确定绝对基准点，要求精度控制在±1mm以内。（2）在0#块上确定相对基准点，采用钢筋埋设。挂篮预压及安装，观测变化1#梁段混凝土浇筑，观测变化对所观测的数据进行分析处理，得出结论依次2、3、4、5······循环以上方法观测测第n次时，对n次前梁段进行观测对所有资料及时整理，并作出线性统计，做好控制方案整体规划，得出结论1#梁段张拉完毕，观测变化5f：桥面调平层及铺装层自重产生的挠度设计单位给予的设计挠度为理论值，而实际的挠度手现场的各个因素的影响而不同。大跨度的桥梁施工中，实际挠度与设计挠度的偏差较低为明显，比如因挂篮的不同而产生的挠度不同，所以在施工中要对以上所考虑的挠度产生进行控制。4.1.1挂篮预压方案及得出的结论为检验挂篮加工、安装质量及结构可靠性，必须对进场后挂篮进行超载预压，以掌握挂篮的弹性变形及非弹性变形值，为各悬臂施工梁段提供高程和线性控制的依据。方案：因为主桁架是挂篮主要承重构件，所以只对挂篮主桁架进行预压就可以测出变形值。加载情况基本与实际受力相似，按照挂篮设计图纸，将主构架各杆件按要求连接，拧紧螺栓。水平放置于已硬化好的砼面上，两片墩架相对，后端用精轧螺纹钢连接锚固。前端节点处用2根精轧螺纹钢连接并安装千斤顶，利用一台YDL200型千斤顶张拉精轧螺纹钢，其作用力通过Ф32精轧螺纹钢传递给挂篮主桁架（见下图）达到预压目的。3840300300B测点A测点三角挂篮测点布置图图1三角挂篮监测点布置图荷载计算：1号段两端头截面如下：1050650982.18098.1351050921.3802865091.8图21#段端头断面图G=混凝土重量+超载+动力附加荷载+挂篮自重+人群和机具荷载；三角挂篮：G=83.4×26KN/m3×（1+0.05）+650KN+2.5KN/m2×10.5×3.5=3019KN。根据挂篮拼装图所示，单片主桁架前端承受的荷载为：F×（5.12-0.14）=G/2×(0.48+1.61)F=634KN预压步骤：预压将先将场地整平，将挂篮主桁平放在场地上，用水平仪抄平，严格控制主桁架的水平。试验之前布设变形观测点A、B，预压期间变形观测采用钢尺对各个测点进行量测。挂篮根据梁段重量，施工荷载及施工顺序分三次加载，加载重量分别模拟底板浇筑后、腹板浇筑后、顶板浇筑后的挂篮受力变形，总共加压为63.4吨（底板砼22m3，腹板砼48m3，顶板砼13.4m3）。卸载按加载等级逐级进行，每加一级荷载或卸载一级荷载均要进行测量，主要测量主桁架前端节点处伸长值，每次加载后要检查各个杆件变形情况及节点螺栓连接情况。预压过程与变形量测1）初始荷载10吨，持荷5min，量测测点A、B变形量并记录2）第二次加载18.2吨，累计荷载28.2吨，持荷5min，量测测点A、B变形量并记录3）第三次加载27.5吨，累计荷载55.7吨，持荷5min，量测测点A、B变形量并记录4）第四次加载7.7吨，累计荷载63.4吨，持荷10min，量测测点A、B变形量并记录5）第一次卸载7.7吨，累计荷载55.7吨，持荷5min，量测测点A、B变形量并记录6）第二次卸载27.5吨，累计荷载28.2吨，持荷5min，量测测点A、B变形量并记录7）第三次卸载18.2吨，累计荷载10吨，持荷5min，量测测点A、B变形量并记录8）全部卸载静置10min，量测测点A、B变形量并记录根据桁架各杆件之间关系计算出A点位移在B点后的影响值，由公式EAPLl=Δ计算出精轧螺纹钢伸长量，从而计算出B点净位移值及挂篮主构架的弹性和非弹性变形，B点累计位移要考虑A点位移的影响，从而为以后的由于挂篮变形造成的挠度就可以进行控制。4.1.2绝对基准点及梁部相对基准点的埋设绝对基准点为老鹰岩山上1#墩附近的基准点，而相对基准点选择在0#块上。由于随着各个梁段施工的累加，0#块上的基准数值也会发生微小的变化从而影响测量数据，所以要以老鹰岩山上的基准点为准，定期地对0#上的基准做稳定性监测。监测钢棒的埋设，要在每一梁段的腹板顶层横桥向上下游各埋设，钢棒露出混凝土1cm左右，埋设的两个点可以相互比较而校准其挠度变化值，也可以观测其是否发生扭转。见下图图3监测点埋设布置图4.2观测时间及周期挠度的观测时间一固定在早上7：00-9：00左右，以减少温差对观测结果的影响。监测的周期可分为移动挂篮、混凝土浇筑和预应力张拉三个阶段。4.3水准观测方式水准路线方式可采用闭合水准路线方式，以0#块上的相对基准点为终点进行闭合水准观测，从而使数据更加准确。见下图图4闭合水准路线示意图4.4数据分析施工中，我们可以查阅的公式：12345=+f+f+f+f+fHH设计施工对得到的水准数据对其进行综合的分析和存档，一般实测的挠度要比设计的小，所以我们要通过计算的公式和数理统计的的办法可以对每一梁段的施工标高进行修正，由于悬臂施工的高程与跨度重量等等有着一定的规律，要摸清其大致的挠度趋势，提供准确的标高数据，从而可以对整个特大桥进行合理地，科学地精密控制，以便顺利的合拢。参考文献：[1]马嵘．混凝土结构设计原理．北京：中国水利水电出版社，2008．[2]闵行，诸文俊．材料力学．西安交通大学出版社，2009．nn