郑庆铨
(深圳市汇达投资咨询有限公司,广东 深圳 518000)
湄公河大桥全桥长1066m (含桥 台),桥跨布置为6×30m+(95m+3×170m+95m)+6×30m,主桥上构为变截面预应力混凝土连续刚构组合体系,本桥主桥施工采用挂篮悬臂施工。
本桥采用专门设计的三角型挂篮,主要由主桁系统、底模平台、吊挂系统、锚固系统等组成。
挂篮预压试验在挂篮安装到位后,即1#块施工前,对挂篮支架主梁、底板及吊带进行变形测量。压载以1#块箱梁重量的110% 用钢绞线逐级加载,预压重量为233t。
位移测点每侧共布设18个点,其中翼缘模板4个点,三脚架主梁6个点,底吊带3个点,底板3个点,后锚2个点,具体布设点位(见图1)。
图1 位移测点布置图
图2 应力测点布置图
加载顺序:边跨侧与主跨侧同时加载至40%~60%,然后只在主跨侧加载至110%;按每级20%进行加载至满载;待稳定后卸载,卸载次序与加载顺序相反;每个级段测量人员观测变形数据,做好记录,并请测量监理工程师同步观测。
预计满载后2h开始卸载,加载时间不宜过长。满载后静置期间每隔30min观测1次,连续3次变形值变化在1mm以内认为已稳定,即可卸载。加载时注意观测是否有异常现象,发现问题及时研究解决。加载过程中及时测量挂篮系统的弹性及非弹性变形。卸载后要及时进行数据汇总和分析,检测结果填报在规定表格中。
挂篮计算主要根据主桥施工图、挂篮设计图、挂篮结构特点、相关技术规范等文件,计算中采用以下假定和说明:主桁体系按空间结构进行计算,主梁为按梁单元计算,节点铰接;由于挂篮的主桁系统和底模系统仅通过精轧螺纹钢(吊挂系统)相连,在计算时可按各自的子结构计算;底模平台按纵梁和下横梁组成的平面格梁体系进行空间计算,单元划分为空间梁单元,所受荷载为均布荷载。
根据上述假定,采用MIDAS有限元分析软件进行计算分析。
3.2.1 材料容重
C50砼考虑体内钢筋的影响(提高5%),取容重为26.25kN/m3;钢构件考虑节点板的影响(提高5%),取容重为 82.425kN/m3。
3.2.2 材料弹性模量
Ф32mm精轧螺纹钢筋2.0×105MPa,Q235钢 材2.1×105MPa,16Mn 钢材 2.1×105MPa。
本文仅计算在挂篮预压试验各级荷载作用下挂篮主桁架、前上横梁、前下横梁等主要构件的应力情况,以及挂篮整体变形情况,便于与实测数据进行比较(见图3)。
图3 满载110%时主桁架应力云图
下横梁在荷载组合下的最大竖向变形示意图(见图4)。
图4 满载110%时挂篮位移图
为了测定挂篮弹性变形以及消除挂篮非弹性变形,保证箱梁永久结构线形符合设计要求。特对10#墩挂篮进行加载预压,预压重量以悬浇1#块砼重量为依据,即预压重量为:212t×1.1=233t。
压载物:成捆钢绞线、沙袋。
起重设备:塔吊。
观测仪器:精密水准仪。
应力测试:振弦传感器、应变测试仪。
表1 实测位移表
图5 理论-实测位移比较图
表2 实测-理论应力对比表 (MPa)
根据以上挂篮预压监控成果可知,1#块挂篮变形结果为:上前横梁最大弹性变形位于中吊点处,位移为23mm;下前横梁最大弹性变形位于中吊点处,位移为44mm;理论与实测数据相比比较吻合,在荷载加载到110%时,理论-实测最大位移差为:2.8mm。
1#块挂篮应力情况为:实测最大应力位于上前横梁跨中位置,最大应力为:-140.0MPa;实测下前横梁最大应力为-71.1MPa;主桁架最大应力-85.6MPa;理论与实测最大应力差为13MPa。