挂篮斜拉预压试验
- 格式:doc
- 大小:131.00 KB
- 文档页数:4
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。
广西柳州市融水县融水二桥挂篮预压方案1. 挂篮荷载试验挂篮安装完成后,即进行预拼以验证加工的精度,为了保证悬浇施工的安全,试拼后即对每套挂篮进行静载试验,对挂篮的焊接质量进行最后的验证。
同时针对挂篮施工时前端挠度主要是由于主桁件的变形引起的,试验时要测出力与位移的关系曲线,作为施工时调整底模板的依据。
对已拼装的挂篮按设计荷载加安全系数进行试压,拟采用千斤顶张拉精轧螺纹钢加压法,用精轧螺纹粗钢筋悬挂于下横梁,用前上横梁的千斤顶加压。
为了保证挂篮结构的可靠性和了解挂篮在施工中的弹性变形,以及消除挂篮的非弹性变形,清除非弹性变形,测量弹性变形量,确保箱梁施工的安全和质量。
在使用前必须对挂篮进行试压,对拼装好的挂篮设计最大荷载加安全系数1.3倍进行施压,以求得挂篮在第8号梁段长度3.5m时荷载下的变形挠度值。
并将测试结果中的竖向位移,挠度曲线提供给桥梁施工组。
荷载试验采用“千斤顶对称张拉”。
经过计算,挂篮最不利工况为混凝土体积最重梁段,即箱梁第8号梁段,因此荷载试验仅根据8号梁段的荷载进行加载、观测。
荷载试验采用分级加载,取1.3倍安全系数。
8号梁段共124.08m3混凝土共重3226.1KN,乘以1.3倍安全系数为4193.93KN。
为了给施工控制小组提供尽可能类似悬浇施工时各工况的挂篮弹性变形,挂篮加载拟将几个特征节段的重量作为加载量,分为加载如下(2级):第一级为底板加腹板重量:8号梁段:672.9KN× 1.3=874.77KN。
第二级为底板加腹板加顶板重量:8号梁段:3226.1KN×1.3=4193.93KN。
2. 挂篮预压参数在施工前须对挂篮进行预压,以检测挂篮主析承重系统的强度和稳定性,消除其非弹性压缩变形和测出弹性变形即挂篮(模板)前端点的下挠度,为以后各梁段施工的预拱度提供参数。
2.1预压参数①载荷系数根据融水二桥设计和施工规范,载荷系数取值如下:考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数:1.05;浇筑混凝土时的动力系数:1.2;挂篮走行时的冲击系数:1.3;3. 作用于挂篮的荷载3.1连续箱梁荷载箱梁荷载:最大节段箱梁为8#段,8号梁段共124.08m3混凝土共重3226.1KN,乘以1.3倍安全系数。
里必沁水河特大桥主墩挂篮预压方案一、工程简介里必沁水河特大桥位于沁水县龙港镇里必村东侧0.6Km处,横跨侯月双线铁路和S331省道及沁水河。
全段设计速度为80km/h,桥面宽度2×12m。
本桥起点桩号为K62+266.500,终点桩号为K63+613.500,左幅桥梁全长1347m。
跨径组合为(3×30米装配式预应力混凝土连续箱梁)+ (80+3×150+80米预应力混凝土刚构)+(8×30米装配式预应力混凝土连续箱梁)+(80+150+80预应力混凝土钢构)+(3×30米装配式预应力混凝土连续箱梁)。
主梁采用C55混凝土,直腹板单箱单室预应力混凝土梁,采用纵向、竖向、横向预应力混凝土结构,箱梁顶面、底板横坡与路线横坡一致。
根据工期要求,本桥6个主墩,分左右幅,共投入12组24套挂篮。
挂篮结构形式相同,均采用菱形结构形式。
1#段箱梁顶宽12m,底宽7.0m,长3m。
预压荷载以重量最大的1#块混凝土的重量进行模拟加载,根据设计要求挂篮要进行120%的预压,施工荷载安8t考虑,里必沁水河特大桥连续刚构梁1#段的重量及预压重量如下表:二、试验目的试验目的:为确保挂篮悬浇施工安全,需对挂篮进行预压试验以检验挂篮的承载能力和挠度值。
通过挂篮在连续梁施工时的加载过程来分析、验证挂篮主纵梁框架的弹性变形,消除其非弹性变形。
三、试验前的检查1、检查挂篮各构件联接是否紧固,机构装配是否准确,金属结构有无变形,各焊缝检测是否满足设计规范的要求。
2、检查挂篮的立柱、前后横梁及拉杆间的锚固是否牢固。
3、检查挂蓝在主墩0#块上的锚固是否牢固,锚固用的精扎螺纹钢是否完好。
四、测点布置在挂篮的前上横梁上,前吊挂侧设置,具体布置如图:四、预压方法1、主桁架预压方法挂蓝在主墩0#段顶部拼装完成并锚固牢固后,在主墩承台预埋的精轧螺纹钢(大里程端6根、小里程端6根)顶各设置一根2工32b的工字钢横梁,通过锚固系统连接,再用12根15.2mm预应力钢绞线与挂篮前下横梁连接锚固,这样做可以将张拉力分散作用到前下横梁,达到真实模拟挂篮受力状态,最后利用千斤顶进行张拉预压。
三角挂篮加载预压模拟试验近十几年来,采用挂篮悬臂施工的T型钢构箱梁或铰支连续箱梁的桥梁越来越多,由于三角挂篮具有受力简单、重量轻、易于制作、使用安全方便的特点,得到了越来越广泛的应用。
按照《桥梁施工技术规范》的要求,挂篮在制作拼装完毕、正式使用前都必须进行加在预压试验,以确定挂篮在承受施工荷载时其变形是否与设计相符、满足《规范》要求,以决定挂篮是否投入使用。
《规范》认可的加载预压实验方法通常有沙袋加载法或水箱加载法。
采用这两种方法既要准备大量的沙袋或专用的水箱以及较长的吊杆,费工费时,桥墩越高这个缺点就越来越明显,为了克服这两种方法的缺点。
桥梁处在京福高速公路三明连接线瑞云Ⅰ#大桥的连续箱梁施工中,三角挂篮的预压就采用了加载预压模拟试验的方法,获得了较好的效果。
1、三角挂篮加载预压模拟试验(以下简称模拟试验)原理1.1 三角挂篮简介:桥梁处自行设计的三角挂蓝主梁采用2根I40工字钢,立柱采用双拼[30c槽钢,斜拉杆、前后各吊杆均采用四级精轧螺纹钢,其中斜拉杆为4根一组,前上前下横梁均为2[30a双拼槽钢并用δ=10mm钢板加劲,后下横梁为2[30a双拼槽钢,并采用δ=10mm钢板加劲,底板(略)。
1.2 模拟试验原理根据箱梁梁段自重、施工临时荷载、挂蓝自重等荷载组合,换算成加于主梁与前上横梁交点处空载、承受施工荷载后的集中力,通过250T张拉油顶来施加换算后的集中力,以观测挂蓝主梁与前上横梁交点处的位移值,是否满组设计计算要求。
如不符合要求则必须调整斜拉杆得初应力,直至变形符合要求为止。
2、模拟试验的步骤2.1 在已施工好的1#、0#端上拼装挂蓝的三角承重部分,包括前上横梁,后上横梁,是挂蓝三角承重部分形成整体,前后支点应符合挂蓝的设计要求,并将挂蓝尾部锚固于箱梁的竖向预应力筋上。
2.2 在挂蓝的前上横梁与主梁的交点处,左右各安装一台250T张拉油顶。
在立柱顶端搭接设工作平台,采用60T穿心顶将三角斜拉杆肩调至设计要求的预加力,斜拉杆的预加力应逐步对称分级施加至要求值,这一步很重要。
甘竹溪特大桥牵索挂篮预压试验关键字:甘竹溪特大桥牵索挂篮预压试验1、挂篮试验项目概述1.1 甘竹溪大桥概况甘竹溪特大桥是国道主干线广州绕城公路南环段跨越甘竹溪的一座特大型桥梁,与水流正交。
甘竹溪特大桥主桥采用独塔双索面、墩塔梁固结体系的预应力砼斜拉桥,主跨210m,边跨165m,边跨设置1个辅助墩,主桥跨径组合为50+115+210=375m。
主梁采用预应力砼扁平箱梁,箱梁全宽38.7m,单箱三室。
标准梁段索距为6m ,重约450t,采用牵索挂篮施工。
图1:甘竹溪大桥总体布置图图2:主梁标准节段断面图1.2 牵索挂篮概况甘竹溪特大桥主桥主梁采用牵索挂篮悬臂浇注施工法。
本挂篮由承重系统、提升锚固系统、止推系统、定位调整系统、行走系统、模板系统等部分构成。
除模板外总重约为140t,最重的构件不超过15.8t。
甘竹溪特大桥主梁挂篮图示如下:图3:主梁挂篮图示1.3挂篮荷载试验内容及目的甘竹溪特大桥挂篮荷载试验内容主要包括理论仿真分析计算和现场加载测试两部分内容,具体内容分述如下:1.3.1 挂篮理论仿真分析计算甘竹溪大桥挂篮仿真分析的目的是了解甘竹溪大桥挂篮的三维应力状况,通过对挂篮的荷载预压试验,检验挂篮的受力性能和结构安全性,为挂篮安全可靠施工的工作提供试验依据,具体为:①考察挂篮单独作为一个局部结构下的受力状况(简化设计下受力状况);②考察挂篮在与主梁协同工作下的受力状况(真实受力状况)。
根据以上两个目的具体仿真分析内容如下:①根据设计图纸,建立立挂篮单独三维空间有限元模型,分析其受力状况;②将挂篮嵌入甘竹溪特大桥三位实体有限元模型中,分析挂篮嵌入主梁1号块中,分析其受力状况;③分别对比上述两种模型下的结果。
1.3.2 挂篮试验现场加载测试试验目的:①测试挂篮主体结构各构件的应力大小,检验挂篮设计、制作、安装的工作质量;②测量挂篮系统的弹性变形量,为主梁施工控制提供试验数据,为模板系统提供起拱的试验数据;同时消除结构非弹性变形;③为今后同类挂篮的研制积累科学数据。
龙溪港大桥挂篮预压方案龙溪港大桥主桥共有31#、32#两个主墩,上部结构为空心箱梁,采用菱形挂篮进行悬浇施工。
根据工期要求,2个主墩投入4套共8个挂篮安排施工。
上部结构箱梁有0#—15#块共16个块体,其中0#块搭设落地支架进行现浇,15#块为合拢段,1#—14#块为悬浇段,15个悬浇段中,1#块块体重量最大,为85.01m3,计1.2X85.01X2.65=270.3吨,挂篮预压荷载仿真模拟1#块重量进行。
一、预压试验前准备工作(1)挂蓝所有零部件及模板安装齐全,底栏后横梁和底模牢固的锁定在0 号块的底板上,锁定的吊杆均采用①32精轧螺纹钢,上下均采用螺栓予以固定,通过锁定一方面真实的模拟了后续的混凝土施工的工况保证了力量传递的准确性,另一方面消除了其它外来荷载对预压过程的影响。
(2)挂蓝后锚同样采用①32精轧螺纹钢,上下均采用2颗螺栓予以固定,螺纹钢、钢垫板以及扁担梁不能有任何缺陷和破损,扁担梁吊点位置处使用劲板予以加强或补强。
(3)对所有连接部位进行常规检查,对受力较大的部位(参照挂蓝检算书的内容,主要有支腿、轨道、轨枕、后锚体系、吊带、主桁架、上前横梁等) 进行详细的检查,特别是底栏部位容易忽视的位置。
对检查出来的薄弱环节、焊缝不符合要求等问题及时整改和加强后方能预压,严禁预压或施工过程中进行焊接补强。
后锚精轧螺纹钢连接器处的拧丝长度,均采用油漆做了标志,确保进丝长度一致。
(4)在挂篮各构件的锚点、支点、吊点位置,均安装了劲板,增强了型钢的抗剪和抗扭性能。
(6)预压加载前应对施工人员进行了交底。
(7)装运设备、提升的进场和调试。
二、挂蓝预压的机构挂篮预压试验成立专门组织机构,由项目总工负责该试验的技术方案制定及组织对试验结果的评估,项目部副经理负责现场组织协调方面的工作,工程部具体实施,安全部负责整个过程的安全监控,测量组负责实验结果的数据收集工作。
三、预压方案1、挂篮结构示意图2、荷载分析1)自重荷载1#块节段长度3.5米,重量225.25吨,加载系数取1.2,共计荷载270.3吨。
2007N O.35Sci e nc e a nd Tec hno l o gy I nn ov at i on H e r al d高新技术科技创新导报浙江某高速公路跨江特大桥主跨30#~32#墩为45m+80m+45m斜腹板变截面连续刚构梁,左右两幅共四个T构,采用四套挂篮悬臂浇注施工。
第一次挂篮预压试验选择在31#墩左幅进行,当在加载到设计荷载的80% (约160t)时,挂篮发生整体失稳坍塌破坏。
事后,施工单位对剩余挂篮进行加固处理,并精心组织挂篮预压试验。
加固后的挂篮各项指标满足了施工要求。
现就在挂篮加固和预压试验过程中所采取的措施进行介绍。
1原设计挂篮情况原设计挂篮三角轻型挂篮,主梁采用单肢HN600H型钢;立拄采用缀板连接双肢[32c槽钢;斜拉带采用4cm厚Q345钢板,宽20cm;上前横梁和上后横梁均采用缀板连接双肢HN450H型钢;底篮下前横梁和下后横梁均采用单肢HN600H型钢、吊带均采用Φ32精扎螺纹钢筋。
吊带与下前后横梁采用双吊耳相连;轨道采用双肢HN350H型钢;各部位连接销子采用45#精钢。
挂篮行走时采用倒挂下车钩住轨道上翼板。
2挂篮加载破坏情况挂篮破坏主要反映在以下几个部位:前支点处双肢HN350H型钢轨道压扁;单肢HN600H型钢主梁靠近前支点处扭曲弯折;双肢[32a槽钢立柱折断。
3挂篮破坏原因分析通过认真分析,施工单位总结出的事故原因有如下三点。
3.1挂篮设计存在缺陷挂篮设计缺陷主要表现在主构件选料不严肃。
经查,本挂篮单肢HN600H型钢主梁是采用水上栈桥主梁加工而成,其本身在栈桥施工和拆卸中就有过损伤。
另外单肢HN600H 型钢本身高达600m m,翼板宽仅200m m,腹板厚度仅11m m(除去锈蚀部分厚度更小),本身抗扭能力较差。
3.2挂篮陈旧本挂篮主梁作为栈桥主梁已在潮湿的环境下使用约2年,而且挂篮已在三座桥上使用过,经过多次改装、安拆,本身已变形严重,伤痕累累。
一种新颖的挂篮斜拉预压试验方法
一.序言
挂篮预压是大跨径预应力混凝土连续梁桥悬浇施工工艺的关键之一。
挂篮预压的主要目的是取得挂篮弹性变形与荷载的线型关系,消除挂篮的非弹性变形,为各梁段施工调整值的确定提供依据,确保合拢精度,同时检验挂篮的质量是否满足设计要求,对挂篮整体的安全性能作出检测。
某jhyh特大桥主桥悬臂施工采用三角型桁架式挂篮,悬浇梁段最大重量为144t,最大长度为4m。
挂篮结构自重50t(含施工荷载及模板)。
二.挂篮预压试验的几种方法
挂篮预压试验主要有水箱预压、袋装砂预压、千斤顶预压三种预压方式:
(1)沙袋预压
预压中装袋袋数(按每袋40kg计)为144×1.2/0.04=4320袋,堆载高度为144×1.2/(1.48×6.5×3)=5.99m。
袋装砂预压的优点是:对密封性不作要求,也不需要太大的投入,但装袋、称量、拆除的劳动强度大,而且周期长,如遇暴雨天气,砂吸水可能造成挂篮过荷的安全影响。
(2)水箱预压
水箱预压水箱预压可利用挂篮底模及腹板外模作为水箱的底、侧壁,水箱高度H=144×1.2/(3×6.5)=8.86m。
可见,水箱高度超过了根部梁高,而且水箱侧压力相当大。
水箱预压的优点在于:加载、卸载方法简单,而且准确,容易控制。
但是水箱高度很大,对水箱的密封性和水箱侧壁的刚度要求很高,同时侧壁的空钢结构焊接量大,危险性大,施工周期长,经济效益低。
(3)千斤顶预压
千斤顶预压可使用已有的张拉设备,准确、方便,而且安全、经济,劳动强度低、周期短,而且不受天气的影响。
但是由于方案临时改变,先期施工的承台或箱梁都没有设置预压所需要的反力预埋构件,无法进行张拉或顶压。
jhyh特大桥主桥悬臂浇筑前,施工单位采用沙袋堆载方法对挂篮进行了预压。
预压试验于2004年9月26日开始,拟加载至最大设计梁重的120%。
采用20%逐级加、卸载。
至2004年9月29日卸载完毕。
预压试验期间动用了起重机械及较多的人力,而且堆载位置较高,操作困难,加、卸载周期长。
此时正值雨季,天气对施工进度影响很大,各方面的因素使得施工进度较慢,将会对主桥合拢产生很大影响。
在考虑了以上几种预压方法的可操作性,结合现有的操作条件,利用已有的挂篮预压数据,决定只对挂篮主桁进行预应力斜拉试验,以达到挂篮预压的目的和效果。
三.挂篮斜拉预压试验
对挂篮主桁进行预应力斜拉试验的主要目的是消除主桁的非弹性变形,测试主桁的变形曲线,保证挂篮的强度和稳定性。
经过初步的估算,拟采用6根预应力钢绞线(4Φ32)及两台20cm行程的千斤顶(YC25A)进行张拉。
(1)准备工作
安装预应力钢束。
将后锚杆每根预紧10t力,断开行走小车,进行挂篮后锚的锚固。
将
6根钢绞线分两束锚固。
钢束一端锚固在挂篮上横梁前吊点附近,另一端穿过1#块上的挂篮底板后锚点预留孔并锚固在梁底,保证两束钢绞线顺桥向平行。
具体位置见图1~2:安装千斤顶。
千斤顶在前横梁锚点张拉钢绞线。
在加载之前,应对6根钢绞线均进行预紧。
布置水准测点。
主桁水准测点布置在前横梁的中点位置。
由于千斤顶作用在桁架与前横梁连接点附近,该位置的挠度变化能够反应挂篮主桁的整体变形。
图1 前上横梁张拉位置图2 钢绞线底板锚固位置
(2)加载预压
在预压准备工作完成后,对同一墩对称的两副挂篮同时开始进行预压。
预压仍按照20%分级进行加、卸载,每级加载、卸载后30分钟读一次水准测点的数据,每隔一小时的变形不超过1mm时认为变形稳定,进行下一级加载。
加载过程中应同时观察结构变化情况。
四.挂篮斜拉预压变形理论计算
挂篮主桁为四片桁架构成的空间稳定结构,中间有平联,减少挂篮的侧向位移,增加稳定性。
根据挂篮的受力特点,将其简化为平面静定结构,并采用平面杆系有限元进行计算。
计算结构简图如图6所示。
(1)杆单元截面
①号杆:2[20a型钢加工而成,销孔间距4233mm;
②号杆:2[32a型钢加工而成,销孔间距3200mm;
③号杆:2[20a型钢加工而成,销孔间距4489mm;
④、⑤号杆:2[20a型钢加工而成,销孔间距3641mm;
⑥号杆:2[36a型钢加工而成,销孔间距8800mm;
(2)杆单元划分
将桁架划分成37个单元共进行计算。
挂篮前支点简化为双向铰支,后锚点为2Φ32精轧螺纹钢,锚固点简化为弹性支承,弹性系数337612kN/m。
如图7所示:
12233445566778
8
9101011111212131314141515161617171811919202021212223232424252526
27
27
28
282929
29
18
30
223130323133
32349353336
3437
35
26
图7 杆单元划分
(3)分级加卸载挠度计算及实测挠度比较
2#块梁重为144t ,作用在挂篮主桁的部分梁重为72t ,按1.2倍梁重超载预压,按照20%
图8 挂篮斜拉预压受力图
P=720×1.2/4=216.0kN ,竖直向分力P 1=171.5kN ,水平向分力P 2=131.4kN ,理论计算得出分级加载情况下主桁前横梁及后锚点的的竖向弹性变形见表1:
理论计算及实测挠度比较 表1
表1中实测挠度变化与理论计算挠度变化数值接近,且实测变形-卸载等级曲线基本呈线性关系。
(3)各单元截面应力验算
理论计算表明,各验算截面处应力满足承载极限状态要求。
五.总结
jhyh特大桥悬浇施工所采用的挂篮预应力斜拉试验方法经过了前期对张拉力的估算以及对挂篮主桁强度、刚度的验算,而且因地制宜。
试验取得了较好的效果,为以后的施工提供了准确的挂篮变形数据。
采用斜拉试验方法对同一个墩上的对称挂篮同时进行预压只需要一天的时间,而用沙袋堆载预压则用了三天时间,可见这种方法缩短了工期,加快了施工进度,而且较堆载预压使用了很少的人力、机械。
挂篮预压试验是大跨径预应力混凝土连续梁桥悬臂施工工艺中的重要环节。
预压试验结果直接影响以后的悬浇施工,在一定程度上决定了桥梁的合拢精度。
所以,选择合适的预压方法至关重要。
同时,预压方法应充分考虑到现场的环境因素及可操作性,在充分达到预压结果的基础上改善预压方法,减少操作难度。