达成铁路扩能改建工程小龙嘉陵江铁路特大桥
主桥挂兰荷载试验方案
一、工程简介
小龙嘉陵江铁路特大桥主桥结构为48.7+80+80+48.7米连续单箱室箱梁，桥面宽7米，箱梁为变截面，箱梁最高在0#块位置，高度6米，在跨中和边跨段位置，箱梁高度为3.3米，每跨箱梁共分为11块，其中0#和边跨现浇段采用支架浇筑，1#~9#块采用悬臂挂兰施工，全桥共计投入挂兰6套，挂兰采用三角挂兰，在0#块完工后，对挂兰进行拼装，为确保挂兰的安全和对挂兰的变形进行控制，对挂兰进行预压荷载试验。挂兰构造见下面示意图。
二、荷载试验方案
挂兰荷载试验在0#块混凝土张拉、灌浆完成后，在箱梁上面进行，挂兰主纵梁、斜拉带、上、下横梁、底纵梁和行走系统安装好后并进行检查合格，并对主纵梁的后锚系统应进行检查，确实锚固好后，才能进行加载试验，试验荷载采用钢绞线进行预压，在主纵梁上面吊带位置，采用千斤顶进行张拉钢绞线作为加载控制，然后开始进行加载试验，具体加载布置见下面：挂兰荷载试验布置图。
三、试验目的
试验的主要目的是测试在设计荷载情况下挂篮主要受力构件的应力、内力及变形，以检验挂篮的实际承载能力和安全可靠性，并获得弹性和非弹性变形参数，为箱梁施工控制提供数据，同时检验挂篮加工质量；并根据试验结果，对挂篮的性能进行综合评价，并提供书面报告。
四、荷载试验
1、荷载控制：
挂兰荷载试验按每个主墩两个挂兰对称进行，每个挂兰加载50吨，加载采用在主纵梁上面千斤顶张拉来控制加载吨位，千斤顶采用张拉箱梁2束扁锚的千斤顶进行张拉，具体加载位置见主纵梁加载布置加载图。
荷载在地面设置荷载平台，荷载平台采用型钢拼装，上面压钢绞线，每个挂兰设置两个荷载平台，每个荷载平台上面加载不少于30吨，荷载平台构造见荷载平台示意图。
2、加载方案：
挂兰荷载试验做主梁和吊带试验，主梁荷载试验千斤顶张拉位置设置在前上横梁上，吊带荷载试验千斤顶张拉位置设置在前下横梁上，施加荷载吨位均为50吨。
荷载加载通过对主纵梁上面千斤顶读数来控制加载重量，加载时，每个挂兰的两台千斤顶张拉吨位要求一致，每个墩两边挂兰千斤顶张拉吨位差不超过5吨，在加载前，应先检查荷载平台上的加载吨位是否满足要求，然后在每台千斤顶上标出每一级张拉读数，然后才能进行张拉；荷载试验加载按分级进行，每台千斤顶分别按总加载重量的60%（15吨）、85%（21.25吨）、95%（23.75吨）、100%（25吨）进行加载，每一级加载完成后，停留两个小时，检测挂兰变形情况，最后一级加载完后24小时，才能进行卸载，卸载按加载的相反程序进行，每卸一级，停留2个小时，最后一级卸完后24小时，对挂兰再进行最后一次变形检测，整个挂兰主梁荷载试验才结束。
3、加载观测记录：
在挂兰加载过程中，主要是对挂兰的主纵梁和上横梁、斜拉带进行变形观测；对焊缝是否满足要求进行效核，并消除挂兰存在的部分非弹性变形，挂兰加载结束后，应取得挂兰最大变形值，作为安装挂兰预拱度设置数值，所以，对每一级加载，都要进行挂兰变形观测，挂兰具体观测点见观测点布置图。
主纵梁观测点，每根梁设置3个点，对每一级加载或卸载，都要测出主纵梁的变形值，并作好记录。在进行加载过程中，对挂兰焊缝随时进行观测，检查焊缝是否有开裂和变形现象，如果出现焊缝开裂和变形，应立即停止加载，对焊缝进行补焊后，才能进行再次加载。
4、变形记录数据处理
在挂兰荷载试验结束后，对加载过程中观测记录数据进行处理，挂兰C点总的变形值为：A+C-B；C点弹性变形值为A+C--B-卸载后恢复值；C点非弹性变形值为：卸载后C点变形值-加载前C点读数值。
根据挂兰荷载试验变形观测，最后算出挂兰总的变形值，作为挂兰安装时预拱度值。
5、挂兰荷载试验内力检测
为确保挂兰在施工过程的施工安全，在荷载试验中，对挂兰主要杆件进行内力检测，检查挂兰三角形主杆件的实际受力和检测结果是否一致，误差是否满足设计要求。
5.1、应力观测
测点布置：
主桁为铰接桁架，各杆皆为中心受拉、压构件，测点布置于每根杆件跨中位置，对主纵梁，在前、中、后布置3个测点。由于主纵梁杆件由两根工字钢组合成组合构件，因两工字钢受力对称，取单片进行测试，每片三角桁架单元按4根杆件进行检测，计6个测点。
前吊杆横梁为受弯构件，最大弯矩发生于跨中，在此处布置测点，每个挂兰共计2个测点。挂兰应力观测布置见应力测点布置图。
使用仪器：
静态电阻应变仪两台（含两台20个测点的预调平衡箱）。
电阻应变片：每个测点2片。
5.2、挂兰后锚固筋拉力测试
单片三角桁架共计2根后锚精扎螺纹钢筋，对一组(两根)后锚钢筋用1只传感器进行拉力测定。
使用仪器：40t测力传感器，4只。
5.3、应力测试方法
5.3.1、测量结果的修正
(1)、温度修正
由于试验在室外进行，温度变化产生的应变不容忽视。
拉、压杆采用横向温度自补偿方法贴片（即在测点部位上，顺受力方向设置一测量片，紧挨测量片，相差90度方向设置温度补偿片），然后以半桥方式接入应变仪。由于测量片与温度补偿片在同一个‘点’上，能保证温度变化完全一致，较好地起到温度补偿作用；但因补偿片带来的材料横向效应，所测结果放大了1+μ倍，应予以修正。
受弯构件，采取在上、下缘沿受力方向各贴一片应变片，其中一片作为测量片，一片作为补偿片，以半桥方式接入应变仪；但由于上、下缘应变相同，符号相反（一个受拉、一个受压），所测结果放大了2倍，应予以修正。
、由于应变片灵敏系数与仪器本身灵敏系数不一致，需进行灵敏系数修正。
计算公式：
轴心拉、压杆：σ＝Eε＝Eε’Ｋ’／［K(1+μ)］
受弯杆件：σ＝Eε＝Eε’Ｋ’／（2Ｋ)
其中：σ－杆件应力（MPa）
E─钢材弹性模量，取2.0×10５Mpa
ε-结构实际产生的应变（με）
ε’-结构实际产生的应变（με）
K’—仪器灵敏系数2.0
K—应变片灵敏系数2.141
μ─钢材泊桑比取0.29
5.4、应变片的粘贴
应变片的粘贴程序如下：
检测构件表面打磨构件表面清洗贴片干燥粘贴质量检查焊接导线导线的固定保护。
5.5、应变片和粘贴胶的选择
由于加载在室外进行，为满足测试要求拟采用性能较好的胶基泊式应变片，粘贴胶用502#快干胶。以简化现场操作程序。由于502#是快干胶，要在极短时间内完成刷胶、对位、滚压等操作，并要保证贴片的平整顺直、胶层均匀、不起皱。
5.6、主要人员组成及分工
试验总指挥：1人
应力观测人员：（1人测读，1人记录）2人
变形观测人员：(1人测读，1人记录)2人
千斤顶操作人员：（油泵和千斤顶操作各12人）12人
合计：17人
每个挂兰需要工日：80个
5．7、主要施工材料和设备
按一个挂兰荷载试验计：
16吨吊车：一台
千斤顶：6台（4台200吨，2台24吨，并配相应油泵4台）
钢绞线：264公斤（一次损耗）
锚具：OVMBP15-1共计8套，OVM15-2共计4套
钢板：301公斤
工字钢：5958公斤
方木：5.12立方米
压重材料：120吨
五、挂兰荷载试验注意事项
1、在进行挂兰荷载试验前，对挂兰进行一次整体检查，主要检查焊缝焊接情况和杆件之间是否连接好，检查合格后，才能进行荷载试验。
2、荷载试验加载按分级进行，荷载在荷载平台上要加载够，避免张拉时将整个平台吊起。
3、荷载试验采用的千斤顶，应经过效核后才能使用，保证加载重量的准确。
4、荷载试验过程，也是对挂兰承载力复核过程，所以，在整个加载过程，都需要对挂兰的变形和焊缝等连接部位进行检查。
5、挂兰荷载试验，应由专门的人进行指挥操作作业，每个桥墩两个挂兰加载要求基本保持一致，每个挂兰两台千斤顶加载要一致。
6、室外试验，对测量应变片，采用防潮胶带（氯丁橡胶）隔离，环氧树脂表面覆盖。
7、测量屏蔽导线，成束绑扎，位置固定，以免测试过程中分步电容改变而影响测试结果。
8、电测设备，不应放在强电、磁场附近使用，以免防碍测量准确性，日照光线强烈，仪器不应放置在日光暴晒的情况下工作。
9、挂兰荷载试验要作好观测记录。
10、安装的张拉钢绞线必须垂直（在安装时进行吊线来控制垂度）。
11、在进行加载过程中，必须注意下面压重是否满足要求，不能出现移动和偏斜现象。
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