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浅析挂篮预压及力学检算

来源:力学季刊 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-06-11

1 引言

实际工程中,挂篮施工比较常见,因此,测定挂篮的实际承载力是非常重要的。为了保证挂篮在最不利荷载条件下的安全性,使用之前必须对挂篮进行试压试验,以确定其安全可靠。通过对挂篮预压,测得挂篮在预压荷载作用下的弹性变形值,依据所测得的数据绘制P—Δ关系曲线,为施工时结构的线形控制提供重要数据,并根据实测数据,预测挂篮在各个阶段浇筑施工时的竖向位移。

桁架结构属于空间结构,受力情况比较复杂,特别是各组成部分的受力,如主桁节点板之间,上横梁及主桁锚固点处的受力复杂,内力及变形计算比较困难,因此在进行试压实验时,主要测试主桁架的受力,通过挂篮主桁架在外力作用下的变形,评价该挂篮的安全性。

2 挂篮预压

挂篮在施工工程中的梁段荷载分布如图1所示。

图1 梁段荷载分布

底模平台混凝土荷载采用千斤顶在1#段梁底板跨中对挂篮底模平台进行加载预压,即在0#段腹板端面设置反力架,利用其反向作用力通过反力架、横梁、千斤顶、垫梁传到挂篮底板施加所需的预压荷载(详见布置图2);顶板混凝土荷载通过在内模板顶板堆载砂袋的方式进行模拟;翼缘混凝土板荷载通过在外侧模顶板堆载砂袋的方式进行模拟。通过以上三种预压方式结合完成模拟悬灌最重节段混凝土荷载的1.2倍(85t×1.2=102t),并分级进行加载。

具体预压步骤为:

(1)在0#段施工过程中预埋好反力架,埋设位置在0#段端面腹板上。

(2)在底模板上铺设10×10方木、I25b分配梁、安装液压千斤顶、双I40b工字钢横梁,进行千斤顶调试,做好预压前准备工作。

图2 挂篮预压布置图(mm)

(3)设置挂篮预压测量控制点,进行预压前测量工作。单侧挂篮设置4个测点,分别设置在两侧后支座处、两侧前支座处、两侧节点D处及前上横梁跨中处,具体分布如图3和图4所示。

图3 测点位置

图4 测点位置

(4)分3级(50%、100%、120%的预压力)加载进行挂篮预压,在加载过程中严密注视底模临时测点的变化,防止因为超载导致底模塑性变形。

测量加载前、50%荷载、100%荷载、120%荷载、卸载后测点标高,试验数据如表1所示。

表1 挂篮预压测点读数加载测点1#仪器P4 2#仪器P4 与压(卸)载前的差值(mm)后视 前视 后视 前视 后视 前视 后视 前视 后视 前视 后视 前视 后视 前视 后视 前视1#仪器P1 2#仪器P1与压(卸)载前的差值(mm)1#仪器P2 2#仪器P2与压(卸)载前的差值(mm)1#仪器P3 2#仪器P3与压(卸)载前的差值(mm)压载前 1377-662 1377-590 0 1377 -590 1377-590 0 1377-581 1377-581 0 1377-565 1377-565 0 50%荷载 1371-653 1336-685 -17 1371 -579 1336-613 -18 1371-577 1336-610 -11 1371-557 1336-590 -15 100%荷载 1371-634 1336-666 -36 1371 -563 1336-595 -35 1371-562 1336-596 -26 1371-545 1336-577 -27.5 120%荷载 1371-630 1336-661 -40 1371 -560 1336-589 -39 1371-558 1336-595 -28 1371-544 1336-573 -30卸载 卸载前 1412-571 1405-577 0 1412 -502 1405-507 0 1412-521 1405-527 0 1412 -501 1405-508 0卸载后 1427-585 1367-647 30.5 1436 -506 1365-574 27.5 1436-516 1362-588 18.5 1436 -497 1362 -572 20.5压载

(5)对挂篮预压数据进行整理分析,得出挂篮弹性变形及非弹性变形,调整挂篮底板标高,指导挂篮施工。

3 试验结论

(1)考虑挂篮受力的离散性能,设计时取用了较大的安全系数,并对挂篮主纵梁与底平台之间吊杆进行多次预拉,以消除挂篮吊杆的非弹性变形,由于挂篮的变形主要是由主纵梁的弹性变形引起的,所以试验与实际设计情况比较接近。

(2)本次加载试验,挂篮的工作状态与正常使用情况是有一定的不同的,因此试验较能大致反应出了挂篮的受力状态,检验挂篮主体结构及主要承载系统的安全性,获得的试验数据对以后挂篮的使用有一定的借鉴意义。

4 挂篮预压受力检算

在浇筑混凝土工况时,底模平台承受均布荷载;在加载试验时,底模平台承受集中荷载。底板加载构件细部图如图5所示。需对底模平台进行复核检算,并对反力装置进行检算。

图5 底板加载构件细部图

根据反力装置及底横梁的受力情况,采用计算软件进行整体空间进行三维建模,按允许应力法进行检算。计算模型全部采用梁单元,将各点所对应的千斤顶荷载(120%荷载)加载至该节点上,计算模型如图6。