1、三角挂篮预压观测数据分析

1、三角挂篮预压观测数据分析

三角挂篮试压观测数据分析与应用

1.工程概况

本桥梁主桥上部结构为75m+125m+75m的三跨预应力混凝土变高度连续箱梁，采用单箱单室截面，全宽12.5m，箱底宽6.5m，两侧悬臂长3m，两顶设双向1.5%横坡。中支点处箱梁中心梁高7.5m，跨中箱梁中心梁高3.0m，梁高及底板厚度均按1.8次抛物线变化。顶板厚0.3m，悬臂板端部厚0.18m，根部厚0.7m，腹板厚0.5～0.65～0.8m，底板厚0.3～0.9m。其中0#处设两道厚度为1m横隔梁，边跨端部设1.5m的横隔梁，主跨跨中设厚度0.3m横隔板。

箱梁0#块节段长12m，两侧各有16个悬浇节段，节段长度为6╳3m+5╳3.5m+5╳4m，施工采用三角挂篮悬臂浇筑施工，悬浇最大节段重量为153.4t，挂篮控制重量85t（挂篮、内模及支架体系实际重为60KN）。主桥共有3个合龙段，边跨2个，中跨1个，合龙段长均为2m，在吊架上浇筑，吊架控制重量20t；边跨现浇段2个，现浇段长11.42m，采用支架法现浇。

图1 箱室断面图

2.挂篮结构组装施工

挂篮组装顺序：滑道→支座→三角形架→平联桁架及剪刀撑→后锚固（标记套筒）→吊挂系统→底模平台→内模系统→附属设施。

3.挂篮试压

3.1试压目的：检测挂篮结构可靠性；检测挂篮的弹性变形值及非弹性变形数值，为悬臂梁浇筑施工时提供预抛高参数。

3.2试压荷载计算：根据设计要求，对挂篮结构采取1.2倍荷载进行试压，

以检测其承载能力和变形量。因此，以1#块段重量（1#块在所有块段中最重，重为1534KN）的1.2倍计挂篮试压控制力，控制重力为1534╳1.2=1840.8KN。

3.3试压材料：每袋砂重量1t左右，试压时进行每袋称重，两侧共需360袋。

3.4试压布置：沙袋相对尺寸（1╳1）m，高0.7m，底模尺寸（6.5╳4）m，每层平均布置24袋，共8层，箱室内可以满载，其中铺好第四层后，将该层砂袋捆绑形成整体，以免继续加载造成倒塌，然后继续堆载至试压重量。

3.4试压及观测流程：

A、压载前，在底模左中右设3个观测点，主桁架前吊点、中支点、后端锚固点设6个观测点，共计18个点，对压载情况进行观测、分析。

B、加载按0→20%→50%→80%→100%→120%逐级控制，边、中跨对称堆载，加载至20%观测一次，至50%观测一次，至80%观测不少于二次，时间间隔不小于2小时，至100%观测一次，至120%观测不少于二次，时间间隔不小于12小时，满12小时测一次，满24小时测一次，满36小时测一次，直到连续48小时沉降量不大于3mm为止。

C、卸载：按加载的反向顺序逐级卸载（并逐级测定减载后的标高值，同样做好记录），卸载完立即观测，将观测数据整理(交给监控单位处理分析）。

D、根据压载前观测值，加载及减载过程的观测值，分析挂篮结构及底模变形情况，再根据各级荷载作用下挂篮产生的变形量，计算挠度曲线，由曲线计算施工各梁段时将产生的挠度，为大桥悬臂施工提供参数。

E、以下表中数据及数值单位均为mm。

4.挂篮结构试压结果分析

通过试压试验，该三角挂篮结构能够满足本工程施工使用，以下我们通过挂篮结构刚性和稳定性分析、底模挠度变形值分析指导施工。

1、挂篮结构主桁架前端变形值为：边跨左侧12mm，右侧11mm；中跨左侧17mm，右侧14mm；均没有超过20mm，说明该三角挂篮结构刚性满足要求；

由于后端锚固和中支点弹性变形影响，挂篮结构整体变形值计算为：边跨左侧13.024mm，右侧12.652mm；中跨左侧22.75mm，右侧24.25mm。

同时，由于施工原因挂篮结构主桁架前端非弹性变形值主要由后端锚固和中支点非弹性变形值、观测误差产生，桁架前端非弹性变形值计算为：边跨左侧

15.976mm，右侧18.348mm；中跨左侧18.25mm，右侧21.75mm。

通过对挂篮主桁架结构在试压情况分析总结，中支点垫板完整性非常重要，对前端影响较明显，后端锚固螺栓松弛情况对前端也起到一定程度影响，因此，在块段施工中须着重解决支点垫板和螺栓松弛问题。

但是，由于试压施工没有观测主桁架竖向变形情况，本挂篮结构稳定性就无法进行全面分析，这样也给我们以后施工带来不确定性，为此，我们在三角挂篮桁架后端增加剪刀撑，增强结构稳定性。

2、利用三角挂篮结构，通过试压试验，采集观测数据，进行分析挂篮模板挠度变形情况、前端吊杆变形值。

根据观测数据分析，详情如下：

41#墩边跨挂篮弹性变形函数：Y边=0.038*（Xi/184）；

41#墩中跨挂篮弹性变形函数：Y中=0.049*（Xi/184）；

其中Xi为第i块段自重，Yi为弹性变形量；1#为所有块重量最大为153.4t，试压1.2倍为184t；

则，1#块段最大弹性变形值：

Y边=0.038*（153.4/184）=0.032mm；

Y中=0.049*（153.4/184）0.041mm；

i块段具体弹性变形值用内差法计算。

根据挂篮结构非弹性值分析结果说明：

当加载重量等级达到20%，加载重量为：153.4t*20%=30.68t，挂篮结构主桁架、吊杆弹性变形量较小，主要表现非弹性数值情况，如：后端螺栓松弛、中支点垫板、吊杆螺栓松弛、观测误差。

当加载重量等级达到50%，加载重量为：153.4t*50%=76.70t，挂篮结构主桁架、吊杆弹性变形量较明显，实际情况由于中支点垫板和后端螺栓松弛，非弹性数值情况依然存在，但是渐渐稳定。

此时，前端吊杆非弹性变形值累计为：边跨左侧3mm，右侧3mm；中跨左侧5mm，

右侧4mm。

当压载100%时，前端吊杆弹性变形值为：边跨左侧14mm，右侧15mm；中跨左侧15mm，右侧16mm。

3、由于没有对卸载过程进行相应加载等级观测，在分析桁架结构和底模变形值情况中，采用推理综合分析法，如该数据不具科学性，希望在以后工作中认真实践操作，确保数据采集完整、准确、可靠。

4、挂篮变形值主要有：前端弹性变形值、吊杆弹性变形值、吊杆螺栓非弹性变形值。其中前端因中支点和后端原因引起变形值（弹性和非弹性值）不计入挂篮变形值。

当压载100%时，挂篮变形值计算后为：边跨左侧30mm，右侧30.7mm；中跨左侧42.8mm，右侧44.3mm。其边跨均值30.35mm，中跨均值43.55mm；观测值Y 边=0.032mm，Y中=0.041mm；两者相比相差较小，数据基本吻合。

即：挂篮变形值≈加载100%观测值-卸载后观测值

5、本次三角挂篮试压试验数据可靠，整理分析可行，可为本工程提供施工依据。

（2015年12月20日终完成-孙朝政）

挂篮结构施工加载观测数据汇总表工程名称：滩上运河大桥工程

挂篮结构施工试压观测数据分析理汇总表工程名称：滩上运河大桥工程

挂篮结构施工试压变形值数据分析工程名称：滩上运河大桥工程