高大跨六连拱渡槽支撑体系试验研究.pdf

  • 文档大小:2 MB
  • 文档格式:pdf
  • 约 4页
  • 2021-06-26 发布
  • 举报
高大跨六连拱渡槽支撑体系试验研究1 高大跨六连拱渡槽支撑体系试验研究2 高大跨六连拱渡槽支撑体系试验研究3 高大跨六连拱渡槽支撑体系试验研究4
已阅读完毕,您还可以下载文档进行保存
文档单价:6.00 会员免费
开通会员可免费下载任意文档
  1. 1、本文档共4页,内容下载后可编辑。
  2. 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,可选择认领。
  3. 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细先通过免费阅读内容等途径辨别内容交易风险。如存在严重挂羊头卖狗肉之情形,可联系本站下载客服投诉处理。
・桥涵工程・徐浩然1'2(1.中铁十一局集团有限公司湖北武汉430061;2.城市轨道交通建设工艺与技术湖北省工程研究中心湖北武汉430061)摘要结合结构设计的基本原理,通过原位加栽试验,揭示高大跨六连拱渡槽支撑体系的变形规律。试验结果表明:(1)支撑体系的弹性变形、非弹性变形和总变形值沿拱圈纵向均呈波纹状变化,支撑体系中的格构钢墩所处—位置的拱圈变形明显小于两格构钢墩之间的变形,两者差值介于515mm之间;(2)支撑体系拱圈横截面的弹性—变形、非弹性变形和总变形均值分别介于720—him、320mm和15~38mm之间;(3)支撑体系拱圈同一横截面左、右测点弹性变形差值、非弹性变形差值和总变形差值分别介于一6~ll—mm、一79—mm和一141mm之间。上述变形均满足设计和施工要求,相关变形规律可供类似工程参考。关键词六连拱渡槽支撑体系试验研究变形中图分类号TV672.3文献标识码A———文章编号10094539(2016)08001904ExperimentalStudyonHighPier-longSpanSixContinuousArcsAqueductSupportingSystemXuHaoranl・2(1.ChinaRailway11山BureauGroupCo.Ltd.,WuhanHubei430061,China;2.ResearchCenterofUrbanRailTransitConstruction∞Pl'oesandTechnology,WuhanHubei430061,China)AbstractInthispaper,thedeformationpatternofhi【ghpier-longspansixcontinuousarcsaqueductsupportingsystemwasrevealedby—insituloadingtests,basedonbasicprinciplesofstructuraldesign.TheexperimentalfindingswereasfoHows:(1)Theelasticdeformation,theinelasticdeformationandthetotaldeformationofsupportingsystemalongthelongitudinalarchshowedacorrugatedchange.ThedeformationofarCwherethelatticesteelpierWaSlocatedwassignificantlylessthanthedeformationbetweentwolatticesteelpiers.ThedifferenceWaswithintherangeof5mmto15mm.(2)Themeanval.uesoftheelasticdeformation,theinelasticdeformationandtotaldeformationofthecrosssectionalongthelongitudinalarchofsupportingsystemwererespectively7himto20mm,3nlnito20mill,15millto38mill.(3)Thedifferencesoftheelasticdeformation,inelasticdeformationandtotaldeformationmeasuredbetweenleftmeasuringpointsandrightmeasuringpointsofsanlecrosssectionalongthelongitudinalarchofsupportingsystemwererespectively一6nlFOto11mill,一7mmto9mm,一14millto1mm.Thedeformationofsupportingsystemcouldmeettherequirementsofdesignandconstruction,andthedeformationregularitycouldprovideareferenceforsimilarprojects.Keywordssixcontinuousarcsaqueduct;supportingsystem;experimentalstudy;deformation1引言黔中水利高大跨六连拱渡槽的拱圈采用单箱双室结构,箱室宽6.5m,高2.5m,单孔跨度108nl,矢高27nl,矢跨比达1:4,长细比为1:16.5,均达到设…计限值(见图1);为满足渡槽的防水要求,六连拱需同时施工,施工总长度为108mx6=648m,单孔——收稿日期:20160521基金项目:中国铁建股份有限公司科技研究开发计划项目(10-CIO)拱圈施工高度均在50m以上,在国内水利建筑施工行业尚属首例,传统的满堂支架支撑体系难以满足工程建设的需要。本文根据渡槽拱圈的特点,采用“”钢管支架+贝雷梁+工字钢分配梁+格构方木的支撑方案。上述方案尚属首次应用,在荷载作用下,支撑体系的高程变化由基础的沉降、上述各组成部分的弹性变形和非弹性变形组成。由于各组成部分的刚度差异大、连接方式不一致、施工误差等因素,拱圈支撑体系的整体变形难以通过理论计铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2016(08J19万方数据・桥涵工程・1’11111.∥—1.N、J¨I∥—yN—妙\∥:彤≥希冬避仁l-】耙念鼯呙睦乏弘—I卜.一11№一爿图1渡槽立面图算确定阻103。为此,本文结合施工工况,制定预压方案,通过原位加载试验,揭示该类支撑体系的变形规律,为模板设置预拱度提供数据支撑。2试验方案本工程中的六连拱支撑体系为独立架设,单棋的上部荷载、施工工况、所用材料和边界条件均相同,因此,本文选取6{}拱圈的支撑体系为对象,进行原位加载试验。2.1荷载设计(1)恒载设计值由于拱圈混凝土采用分环分段的方式浇筑,第一环浇筑拱圈混凝土的底板和倒角,当第一环浇筑完毕后,第一环可以和支架一起受力,因此支架预压只需达到第一环重量的120%。根据拱圈尺寸,横向的混凝土为1.98m3/m,拱圈的有效长度为125m。(2)加载线荷载及配重线荷载:q=1.2q=1.2×5.148=6.1776t/m式中,q为预压线荷载;Q为拱圈混凝土单位长度的重量。加载值:G=qL=125×6.1176=722.2t式中,G为加载值;£为拱圈的弧长。2.2测点布置沿拱圈纵向等距划分13个断面,每个断面布置3个测点(见图2)。b.拱圈横截面测点布置图2拱圈底模测点布置荷载按拱圈混凝土的浇铡顺序,从两边向中间逐步施加,进行连续观测,当完成120%荷载加载后,24h圃铁道建瓮技术内每6h观测一次,48h后再观测一次。持续荷载连续3d,累计变形量不超过6mm(不考虑观测误差),即判定为沉降基本稳定,此时开始卸载。2.3加载方式及加载制度(1)加载方式采用以混凝土预制块为主,沙袋为辅的加载方式加载¨1|。砼预制块规格长、宽、高分别为0.9m、0.9m、0.6m,体积为0.486m3。每立方砼按2.6t考虑,制作预制混凝土块396块,共计重量500.4t;砂袋226袋,每袋1.2t,共计272t。先将砼预制块和砂袋用平板拖车运输至拱圈支架附近,然后用塔吊按先拱脚后拱顶的顺序、两侧对称、同步进行吊装,且块与块之间必须密贴。根据渡槽混凝土的实际浇筑顺序,预压分3个阶段进行,第一阶段预压23.7m,采用混凝土预制块预压,一侧共计40排,每排3块,两侧共计240块;第二阶段预压27.8m,采用砂袋预压,分为28排,每排5袋砂袋,共计166.6t;第三阶段预压24.4m,采用砂袋+预制块预压,其中预制块26排,每排3块,-60共计156块,计15.6m,砂袋预压长度为8.8m。支架体系预压布置见图3。L墼囵』—AA截面荷栽布17-l忒函J—BB断面荷栽布置I艘j—Cf断面荷披市藿图3支架体系预压布置(2)加载制度①加载分三步进行:第一级加载:0%~39%拱圈自重(约303.2t)。两侧对称加载¨2|,共两段每段长度为23.7m。由于拱圈起始端坡度达48%,预压块堆放时必须由拱脚开始堆放,堆放时每块预制块密贴放稳,横向每排布置3块预制块,直至加载至箱梁施工荷载状态的39%,进行测量记录并观察拱圈支架顶部预压观测点及基础预压观测点的受力的情况。②第二级加载:39%~61%拱圈自重(约166.6t),加载长度为27.8m,荷载总重为469.8t,对应箱梁底板③施工荷载状态的61%。第三级加载:61%~120%施工荷载(约302.6t)。第三级加载与第一级加载方RA『LWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGy2D16fD口J万方数据案相同,加载长度两侧各为24.4m,荷载总重达到772.2t,对应箱梁施工荷载状态的120%。(3)加载准备①加载前进行如下准备工作:检查基础是否开裂,钢管支架是否和基础预埋钢板焊接牢固,有无②脱焊。检查钢管立柱之间焊接的焊缝是否满足③设计规范的要求。检查沙箱和分配梁之间连接④是否稳固。检查贝雷架之间连接及各构件联接是桥涵工程・否紧固,金属结构有无变形,钢管立柱连接系焊缝⑤是否满足设计规范的要求。检查贝雷片横向连接是否安装到位。2.4试验结果试验结果见表l,H,为预压前的标高,%为加载72h后卸载前的标高,坞为卸载后测点的标高,由此得到测点的非弹性变形A。:A。=H。一玩,弹性变形A::A:=H3一%。表1拱圈支架预压试验结果预压前加载39%加载61%加载120%卸载后非弹性变形弹性变形总变形点号点位风吼一】舟l一2Ⅳ2也Al=吼一也△2=也一也A3=凰一也ll246.3491246.3401246.3351246.322l246.3350.014O.0130.027A21246.367l246.356l246.349l246.344l246.350O.017O.0060.02331246.35ll246.341I246.3351246.325l246.3280.0230.0030.026ll251.545l251.538l251.523l251.5lll251.5300.0150.0190.034B21251.626l251.613l251.605l251.5931251.6060.0200.0130.03331251.553l251.5411251.5321251.5231251.5400.0130.0170.030ll257.275l257.2651257.256l257.2441257.2580.0170.0140.03lC2l257.320l257.313l257.30ll257.29l257.3050.0150.0150.033l257.300l257.2921257.290l257.283l257.2880.012O.0050.017ll262.518l262.5001262.495l262.491262.5060.0120.016O.028D21262.4941262.488l262.476l262.471262.4800.0140.0100.02431262.503l262.5001262.490l262.4831262.4880.015O.005O.02l1267.746l267.733l267.7251267.7181267.730O.0160.0120.028E2l267.767l267.747l267.742l267.7371267.75l0.0160.0140.033l267.758l267.744l267.738l267.7301267.7440.0140.014O.028ll270.967l270.9551270.942l270.935l270.955O.0120.0200.032F21270.966l270.95l270.948l270.941l270.950O.016O.0090.02531270.973l270.9611270.948l270.943l270.9580.015O.0150.030ll272.162l272.15l272.137l272.127l272.1440.0180.0170.035G2l272.13ll272.12ll272.108l272.093l272.113O.0180.0200.03831272.143l272.133l272.120l272.1lO1272.1280.015O.0180.0331l270.83ll270.822l270.817l270.8001270.8150.016O.015O.031H21270.821l270.811l270.804l270.794l270.818O.0030.0240.0273l270.850l270.843l270.833l270.820l270.837O.0130.0170.030ll267.637l267.622l267.614l267.607l267.6210.016O.0140.030I2l267.669l267.653l267.6541267.636l267.6530.0160.0170.0333l267.6451267.634l267.6201267.617l267.636O.009O.0190.028ll262.476l262.466l262.4571262.444l262.4520.024O.0080.032J21262.490l262.485l262.473l262.462l262.47l0.0190.009O.0283l262.46ll262.454l262.44ll262.43ll262.4440.017O.013O.03ll257.42ll257.4lll257.396l257.387l257.404O.0170.0170.034K2l257.40ll257.390l257.38ll257.37l257.3830.0180.0130.03l3l257.408l257.400l257.386l257.375l257.392O.016O.0170.0331l251.4841251.470l251.4681251.4571251.47l0.013O.0140.027M2l251.526l251.51ll251.5131251.501l251.515O.0ll0.014O.02531251.515l251.5111251.502l251.490l251.5lO0.0050.0200.025ll246.368l246.359l246.354l246.355l246.3680.0000.0130.013N2l246.3351246.328l246.320l246.3201246.3280.007O.0080.0153l246.352l246.344l246.340l246.34ll246.3490.003O.0080.011铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2016(08121万方数据・桥涵工程・3结果分析各测点的弹性变形、非弹性变形和总变形分别如图4至图6所示。3025l20奎制15醛框IO50403530§25望20辨50图4不同测点的弹性变形测点号图5不同测点的非弹性变形2468101214测点号图6不同测点的总变形结合图4、图5、图6、表1和拱圈支撑体系布置可知:(1)支架的弹性变形、非弹性变形和总变形值沿拱圈纵向均呈波纹状变化,即支撑体系中的格构钢墩所处位置的拱圈变形明显小于两格构钢墩之—间的变形,两者差值约在515mm之间;(2)各测点3个点位的弹性变形、非弹性变形和总变形均值分别处于7~20—mm、320—mm和1538mm之间,弹性变形与非弹性变形的变化范围接近;(3)同一铁道建筑技术测点的1号、3号测点位置的弹性变形差值、非弹性—变形差值和总变形差值分别在一611mm、一7~9—mm和一141mm之间。4结束语本文结合施工过程,通过原位加载试验,分析支撑体系的弹性变形和非弹性变形,根据变形规律可知:支撑体系施工时,应重点强化过程控制,确保每个构件节点都能连接牢固,避免因非弹性变形过大造成总变形超出沙筒的调整范围。当超出时,可通过在变形较大处增设格构钢管墩加以解决。另外,为便于调整同一拱圈横断面的模板预拱度,搭设拱圈底部的模板面积不宜过大,必要时,可通过减小模板面积、增设支撑点的方式达到提高调整精度的目的。参考文献[1]李扬.黔中水利六跨联拱现浇支架施工技术[J].铁道—建筑技术,2015(5):1922.[2]夏志斌.钢结构一原理与设计[M].北京:中国建筑工—业出版社,2004:12113.[3]余流.施工临时结构设计与应用[M].北京:中国建筑—工业出版社,2010:45.[4]童根树,陈胜平.柱列支撑的设计要求[J].工业建—筑,2003,33(5):912.[5]江正荣,朱国梁.简明施工计算手册[M].北京:中国—建筑工业出版社,2005:754756.[6]陈保春.拱桥技术的回顾与展望[J].福州大学学报:—自然科学版,2009(1):94100.[7]黄兴波.多跨连续拱桥设计问题探讨[J].交通世界:—运输车辆,2011(9):124125.[8]陈琳.下承式钢管混凝土系杆拱桥支架施工技术[J].—铁道建筑,2007(1):3842.[9]王道斌,李华,武兰河.钢管混凝土拱桥施工技术综述—[J].国外桥梁,2001(1)-7173.[10]魏勇刚.平行弦桁架与贝雷梁组合支架在大跨度现浇箱梁中的研究与应用[J].铁道建筑技术,2016(3):95—98.[11]周明华,王晓,毕佳,等.土木工程结构试验与检测—[M].3版.南京:东南大学出版社,2013:2136.[12]杨爱武.连拱拱桥结构设计分析[J].安徽建筑工业学—院学报:自然科学版,2008(1):972.RAILWAYCoNSTRUCTloNTEcHNoLoGY2016(0815O5O5O:万方数据
陌南尘
该用户很懒,什么也没介绍
文档单价:6.00 会员免费
开通会员可免费下载任意文档