沪宁城际铁路移动模架预压试验方案.docx
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沪宁城际铁路移动模架预压试验方案
沪宁城际铁路移动模架预压试验方案
一、预压概况
1、梁体水平挠度小于或等于梁体计算跨度的1/4000。
设计荷载下,跨中抗裂安全系数
=1.35;强度安全系数K=2.20;跨中下缘混凝土压应力
=0.88MPa。
梁部采用MZ32型箱型梁移动模架造桥机施工。
2、试验对象概况:
试验对象为武汉通联路桥机械技术公司制造的MZ32型移动模架造桥机,跨度为32.6米,计算跨度为31.1米。
梁节采用C50混凝土,每孔梁混凝土用量320.6
,总重量833.4吨,内模重量约为50吨。
二、试验目的
确保箱梁现浇施工安全,消除移动模架的非弹性变形,检验造桥机的承载能力,确定移动模架重载下挠度值。
通过模拟造桥机在箱梁施工时的加载过程来分析、验证造桥机主梁框架及其模板系统的弹性变形。
通过其规律来指导造桥机施工中模板的预拱度值。
三、试验原理
1、总挠度反向再考虑施工机具等因素影响就可得到施工预拱度,设计标高与施工预拱度叠加就可得施工立模标高。
2、预拱度值设置时主要考虑以下几个因素对梁体挠度值的影响。
梁体混凝土的自重产生的挠度值
;
箱梁预应力的张拉产生的反拱值
;
造桥机和设备的自重及施工荷载作用下产生的挠度值
;二期恒载(桥面系荷载)
;
混凝土收缩、徐变、结构体系转换等产生的挠度值
;
活载产生的挠度值
;
=
+
+
+
+
-
(1)
将式
(1)中立模梁段位移
反号即为施工过程中预拱度设置值,由预拱度设置值即可得到施工中立模标高。
立模标高设置值为:
=
+
(2)
—施工立模标高
—设计标高
图1预拱度设置原理图
四、预压试验方案
1、加载值的确认
表1试验梁基本数据表
序号
项目
数据
1
梁号
17#~18#
2
混凝土自重
833.5吨
3
内模重量
50吨
4
影响系数
1.1
理论试验载荷:
简支砼箱梁长32.6米,设计计算跨度31.1米,混凝土数量为320.6立方米,砼总重量833.5吨,模板重量约为50吨,考虑施工荷载和其他荷载的影响因素,取1.1系数,试验载荷为833.5×1.1+50≈967吨。
扣除位于梁端的底板和腹板部分(每侧0.75m)的砼梁11.5×2=23吨重量,故现场应模拟施加总载荷为967-23=944吨。
沿纵向31.1米长度方向,按实际部位荷载值及箱梁施工顺序进行试验荷载分配。
2、试验基准点的确认
图2 荷载布置图
简支结构属于静定结构,即结构的约束反力及内力完全可由静力平衡条件唯一确定的结构,根据其受力特点制定测点位置。
压重物堆码前在模架上、主梁支撑油顶处及主梁上端部、L/4(距支座中心线7.8m)、L/2(距支座中心线15.75m)、3/4(距支座中心线7.8m)处各选定1组测点(在两主梁对称位置均设置),共5组(39个)测点,测量移动模架原始标高,压重后测移动模架的标高,计算各点变形值,卸载后测量移动模架各测点标高,并做好记录。
3、试验前检查
(1)模架自身检查
检查造桥机各构件联接是否紧固,尤其是螺栓之间的连接,机构装配是否精确和灵活,金属结构有无变形,各焊缝检测满足设计规范的要求。
检查造桥机的立柱、墩旁托架及主梁框架与桥墩间的锚固是否牢固。
检查梳形梁与主梁框架间锚固是否牢固;照明充足,警示明确;前导梁必须安装完毕。
必须完成模拟浇筑状态的全部检查,只有检查合格后方可进行试验工作。
(2)场地、机具材料的检查
场地要求:
在试验处要求长80、宽200米的场地内无杂物,设置安全警戒线及告示。
机具材料准备:
现场模拟施加的总载荷不少于944吨。
根据施工的实际情况,944吨载荷由以下组成:
926吨砂:
砂体积约651m3(砂的堆积密度为1.45T/m3)。
25T起吊机一台、精密水准仪一台、编织袋(用于装填砂)、指挥用对讲机、喇叭。
五、加载方案及加载程序
模床两端各3.0米长范围内用袋装石粉,堆积封口(石粉共重145吨),模拟钢筋混凝土及内模重量,中间形成一个25.1米长的凹槽;凹槽中间堆以石粉484吨,用以模拟钢筋混凝土及内模重量;翼板采用袋装石粉堆载(共需堆载295吨)。
1、加载程序
加载分以下几个步骤:
1)加载过程共分三级:
0——429吨——772吨——944吨
2)第一级加载:
0——429吨;见429吨荷载加载图
第一级加载为429吨。
在模床两端各3.0米的范围内堆放72.5×2=145吨重的袋装石粉;在翼板堆载袋装石粉60.5吨(均匀堆放在翼板上);底模中间长25.1米范围内用223.5吨石粉加载。
底模共承载368.5吨;
支架共承重429吨。
加载完毕,开始第一轮测试。
3)第二级加载:
429吨——772吨;见772吨荷载加载图
第二级加载为772吨。
在翼板加载袋装石粉48.4吨,翼板共承载108.9吨;在25.1米长的底模中间加载石粉294.6吨,底模共承载663.1吨;
支架共承重772吨。
加载完毕,开始第二轮测试。
4)第三级加载:
772吨——944吨;见944吨荷载加载图
第三级加载为944吨。
在翼板加载袋装石粉24.2吨,翼板共承载133.1吨;在25.1米长的底模中间加载石粉147.8吨,底模共承载810.9吨;
支架共承重944吨。
加载完毕,开始第三轮测试。
2、加载过程中应注意的问题
1)对各个压重载荷必须认真称量、计算和记录,由专人负责。
2)在加载过程中,要求详细记录加载时间、吨位及位置,要及时通知测量组作现场跟踪观测。
未经观测不能进行下一级荷载。
每完成一级加载应进行观测,并对造桥机进行检查,发现异常情况应及时停止加载,及时分析,采取相应措施。
3)每加载一级都要测试所有标记点的数据。
如发现局部变形过大时停止加载,对体系进行补强后方可继续加载。
卸载时每级卸载均待观察完成后,做好记录后再卸至下一级荷载,测量记录造桥机的弹性恢复情况,卸载过程为110%-90%-50%-0。
卸载数据见《首孔梁静载试验卸载测量记录表(实测m)》
六、卸载方案及注意事项
卸载方案类似加载方案,只是加载程序的逆过程,卸载过程同样分三个步骤:
1)、第一级卸载:
110%——90%;
卸载完毕、半小时之后对测点进行测量观察。
2)、第二级卸载:
90%——50%;
卸载完毕、半小时之后对测点进行测量观察。
3)、第三级卸载:
50%——0%;
将全部载荷卸载即可。
此时为卸载至箱梁施工荷载状态的0%时,进行测量记录,观察造桥机受力情况,2小时之后再测量观察。
七、数据的处理与分析
由于简支箱梁的梁体跨中位置(即梁长1/2L截面处)弯曲挠度值最大,选取具有代表性的跨中位置的实测数据进行分析计算。
表2首孔梁静载试验数据分析表
序号
测点部位
点号
初始值
1
终止值
2
截面
代表值
3
弹性变形值=终止值-
截面代表值
4=2-3
非弹性变形值=初始值-
终止值
5=1-2
1
距梁长L/2
截面
模架
主梁处
3
2
8
3
底模处
13
4
28
5
33
6
悬臂
板处
18
7
23
表3移动模架梁部各部位预拱度一览表
序号
测点部位
点号
非弹性变形值
(mm)
弹性
变形值
(mm)
1
预应力
上拱度值
(mm)
设计
反拱值
(mm)
2
施工
预拱度值
(mm)
3=1-2
1
距梁长L/2
截面
模架
主梁处
3
2
8
3
底模处
13
4
28
5
33
6
悬臂
板处
18
7
23
梁体预拱度=弹性变形值(预压测试)-预应力张拉上拱值+设计梁体反拱值
八、预压成果
本次移动模架预压确定梁部弹性变形值,非弹性变形值。
九、附图、附表
9.1首孔梁静载试验加载测量记录表
9.2首孔梁静载试验卸载测量记录表
9.3移动模架静载试验数据分析表
9.4静载试压测点布置平面图
9.5静载试压测点布置剖面图
9.6加载50%荷载试验图
9.7加载90%荷载试验图
9.8加载110%荷载试验图
静载试压测点布置平面图
静载试压测点布置剖面图
加载50%荷载试验图
加载90%荷载试验图
加载110%荷载试验
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