浅谈连续钢构桥菱形挂篮的预压
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【摘要】通过预压的手段检验挂篮整个系统在各种工况下的结构受力以及机具设备的运行情况， 确保系统在施工过程中绝对安全和正常运行。通过预压掌握挂篮的弹性变形和非弹性变形的程度和大小，更加准确地掌握挂篮的刚度等力学性能指标，借以指导挂篮的立模标高，为施工监控提供可靠的参照数据，确保主梁施工线型、标高满足设计和规范要求。
1.工程概况
夹溪特大桥位于夹溪风景区，跨越深沟水库。桥跨布置为：2×30mT形梁+80m+155m+80m连续刚构。主桥采用80+155+80米三跨预应力混凝土连续刚构，主桥3、4号墩采用钢筋混凝土薄壁空心墩，平面尺寸为7.0×7.5米；承台厚度为5.0米，采用3.0米直径人工挖孔群桩基础。2号过渡墩采用钢筋混凝土薄壁空心墩，平面尺寸为7.0×3.0米，承台厚度为2.5米，采用2.5米直径人工挖孔群桩基础。主桥桩基础均按嵌岩桩设计。
主桥为预应力混凝土连续刚构，跨径布置为80+155+80米，主桥总长为315米。主桥箱梁顶宽为10.5米，底宽为7.0米，箱梁为单箱单室断面。箱梁根部梁高为8.5米，跨中梁高为3.5米，腹板厚度分别为0.7米和0.4米，底板厚度由端部的0.3米按抛物线变化至根部的0.8米。箱梁采用纵向、横向、竖向三向预应力结构，纵向预应力采用大吨位群锚体系，竖向预应力采用精扎螺纹钢。
2.试验项目及收集的资料
（1）挂篮系统在各个工况下的各个主要构件的变形值收集。（2）各个构件和连接接头的安全性检验。（3）锚固系统变位观测和安全性检验。（4）箱梁的变形观测。（5）整个挂篮的承载能力和安全保障系统的检验。
3.预压控制梁段的确定
根据设计图确定挂篮的最大受力情况，查询设计图可知最大悬臂施工梁段5#块段混凝土体积为64.8m3，取混凝土的密度为2.625 t/m3，考虑混凝土浇注时的冲击和两片主桁的偏载取挂篮的偏载系数为1.2，根据挂篮和模板设计图取模板和施工临时荷载总计30 t，根据挂篮在施工过程的实际受力情况，考虑箱梁段重量的一半由前吊带传至挂篮主桁承受，另一半由后吊带传至已浇注的梁段上，可确定挂篮加载试验的试验荷载如下：（64.8x2.625x1.2+30）/2=117 t，按120 t加载。加载试验分别以60 t （50%试验荷载）、84 t （70%试验荷载）、96 t （80%试验荷载）、108 t （90%试验荷载）、120t （100%试验荷载）五级荷载进行加载。挂篮主桁结构设计采用棱形架形式，具体布置如下图1：
图1 挂篮主桁结构布置图
4.挂篮预压工况
挂篮全部构件安装完毕进行挂篮预压工作（挂篮外侧模、内膜、翼缘板暂不安装，只安装底模。预压重量中已加入外侧模、内膜、翼缘的重量）。挂篮预压应基本模拟混凝土浇筑过程中的受力状态。
5.预压总体施工方案
（1）预压超载系数取1.2，取5号梁段总计压重120 t。
（2）预压荷载配置：需压重120t，采用在底模上梁段纵向中心位置（ 距0 号梁端2.0m ） 对称布置钢绞线、钢筋、型钢，共计压重120 t。
（3）预压荷载分级： 50% 70% 80% 90% 100%。
（4）挠度及支点沉降：SOKKIA C32II型精密水准仪。受测试现场的限制，无法使用相对式位移传感器。所以挠度及支点沉降采用SOKKIA C32II型精密水准仪进行测量。
（5）根据测试要求，在挂篮的前吊点各布置1个挠度测点，测点位置及编号如图2所示。另外为了测定吊点的相对挠度，对两支点的沉降进行测量。
图2 挂篮挠度测点布置示意
6.挂篮的预压布置和实施细则
（1）加载到50 % （ 60 t ） ：在底板上对称加载60 t 钢绞线（钢筋）。加载完成后持荷3 0 分钟，观测各测点并作好记录，同时对数据作出分析比较，掌握挂篮变形、变位情况。
（2）加载到70 % （84 t ） ：在底板上对称加载84 t 钢绞线（钢筋）。加载完成后持荷3 0 分钟，观测各测点并作好记录，同时对数据作出分析比较，掌握挂篮变形、变位情况。
（3）加载到80 % （ 96 t ） ：在底板上对称加载96 t 钢绞线（钢筋）。加载完成后持荷3 0 分钟，观测各测点并作好记录，同时对数据作出分析比较，掌握挂篮变形、变位情况。
（4）加载到9 0 % （108t ） ：在底板上对称加载60 t 钢绞线（钢筋）。加载完成后持荷3 0 分钟，观测各测点并作好记录，同时对数据作出分析比较，掌握挂篮变形、变位情况。
（5）加载到1 0 0 % （120 t ） ：在底板上对称加载60 t 钢绞线（钢筋）。加载完成后持荷3 0 分钟，观测各测点并作好记录，同时对数据作出分析比较，掌握挂篮变形、变位情况。
（6）挂篮预压完成，对整个试压过程作出分析、总结，编写预压成果报告，提供挂篮施工控制参照数据和指导性意见， 保证挂篮正常有序的按设计和规范要求施工。
7.施工注意事项
准备好预压材料并运至索道附近，对用于配重的钢绞线、钢筋明确其单捆重量，并作好标识；对施工用千斤顶、油泵进行检校，保证其施力准确。加载前布置好各种监控和测量基准点，并作出明显的标志、标识并有效的进行保护， 同时测定其初始数据。
建立完善的挂篮加载人员组织协调工作和必要的安全保障工作。采用钢绞线、钢筋加载的部位，应标示出堆放的准确位置及顺序，以便施工过程准确及时的控制加载吨位， 加载应对称均衡进行。一个墩的两套挂篮加载应同时对称进行。
各级加载完成后持荷时间不得小于0 . 5～ 1 小时。加载完成后，待挠度、沉降观测完成后，再持荷24小时观测数据，然后可以卸载。预压过程特别是大吨位级载预压过程中，应特别注意挂篮的安全观测和检查，遇到问题立即停止加载，避免预压过程中安全事故的发生。
8结语：
综上所述，夹溪特大桥挂篮预压施工过程中，首先收集试验资料，确定了预压控制梁段和挂篮预压工况，按照挂篮的预压布置和实施细则布置预压总体施工方案，遵循施工注意事项和细节，确保了工程的质量和进度。
参考文献：
[1]卢兴墨. 高墩大跨连续刚构桥菱形挂篮反力架预压法研究[J]. 国防交通工程与技术， 2015， （2）：33-35
[2]乔学礼， 郝宪武， 刘允中. 悬臂浇注连续刚构桥梁挂篮预压试验及线形控制[J]. 交通标准化， 2008， （6）：49-51.