一種掛籃變形測試方法及其測試裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種掛籃變形測試方法及其測試裝置,克服了現有技術存在測量精度不夠、對掛籃下側地理環境要求較高的問題，測試方法中采用6個相同的掛籃變形測試裝置(A)；其包括螺母(1)、墊圈(2)、吊環螺栓(3)、2個相同的銅環(4)、鋼絲繩(5)與吊環重錘(6)，鋼絲繩上端(C)通過銅環(4)與吊環螺栓(3)緊密連接，鋼絲繩下端(D)通過第二個銅環(4)與吊環重錘(6)緊密連接；一種掛籃變形測試方法包括步驟如下：1)組裝掛籃；2)架設水準儀；3)安裝掛籃變形監測裝置(A)；4)掛籃預壓前S1刻度線處高程讀數；5)掛籃預壓后S2刻度線處高程讀數；6)掛籃卸載后S3刻度線處高程讀數；7)確定掛籃的變形。7)確定掛籃的變形。7)確定掛籃的變形。

【技術實現步驟摘要】
一種掛籃變形測試方法及其測試裝置


[0001]本專利技術涉及一種混凝土橋梁懸臂澆筑施工監測方法，更確切地說，本專利技術涉及一種混凝土橋梁懸臂澆筑施工過程中掛籃變形測試方法及其測試裝置。

技術介紹

[0002]懸臂澆筑施工法指的是在橋墩兩側設置工作平臺，平衡的逐段向跨中懸臂澆筑水泥混凝土梁體，并逐段施加預應力的施工方法。懸臂澆筑施工法中涉及到的主要設備是一對能行走的掛籃，掛籃在已經張拉錨固并與墩身連成整體的梁段上移動，綁扎鋼筋、立模、澆筑混凝土、施加預應力都在掛籃上進行，完成當前節段施工后，掛籃對稱向前懸臂澆筑施工，直至跨中合攏。為了確保橋梁在每跨跨中合攏后線型平順、內力分布均勻，在橋梁懸臂澆筑施工過程中的監測便顯得尤為重要。所謂施工監測，便是通過有限元軟件對整個橋梁的施工過程進行模擬計算，得出橋梁在懸臂澆筑施工過程中每一節段的施工累計變形，然后根據在橋梁懸臂澆筑施工現場得到的掛籃經過荷載預壓前后的模板實際變形，即可通過相關計算得到橋梁在懸臂澆筑施工過程中每一節段的立模標高。立模標高便是指橋梁澆筑前的掛籃模板所處高程，橋梁懸臂澆筑施工過程中監測的重點便是每一節段的立模標高。所謂掛籃預壓便是利用沙袋、水箱等對掛籃進行等效荷載預壓來取得掛籃的彈性變形與荷載的線性關系，消除掛籃的非彈性變形，掛籃在預壓前后其模板變形的測試是橋梁懸臂澆筑施工監測中的重點。
[0003]現有的掛籃模板在荷載預壓前后的變形測試方法主要有以下幾種：
[0004]一.全站儀棱鏡觀測法
[0005]所需儀器為高精度的全站儀、三腳架、全站儀棱鏡及對中桿。所謂全站儀即全站型電子測距儀，全站儀是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器，是集水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測量功能于一體的測繪儀器系統。全站儀的工作原理是全站儀發射出紅外線，經過全站儀棱鏡的反射，經全站儀接受并通過其內部的電子元件進行計算，達到測距、測角的目的。測試掛籃模板預壓前后的高程時，需先挑選一處視野開闊、地面堅實的架設點，在架設點上穩定架設好三腳架，然后將全站儀安裝在三角架上并對全站儀進行對中、整平操作。將全站儀棱鏡安裝在對中桿上，對中桿上自帶水準泡，將一個安有全站儀棱鏡的對中桿放置在已知高程坐標的控制點處，操作人員扶住對中桿使得對中桿底部抵在控制點處，并通過觀察對中桿上的水準泡保持對中桿呈豎直狀態。將另一全站儀棱鏡安裝在對中桿上，然后將對中桿底部抵在將要測試變形的掛籃模板處。全站儀調整水平、兩個對中桿都呈豎直狀態后，用全站儀分別觀測對中桿上的全站儀棱鏡，并記錄全站儀上觀測的數據，即可通過三角高程測量原理計算出預壓前后掛籃待測模板處的高程。
[0006]此方法存在的問題為：通過全站儀進行觀測時，都需要人工調整全站儀的細準焦螺旋，使目鏡中的十字絲對準全站儀棱鏡中央，然后進行讀數，此觀測方法無法保證掛籃預壓前后全站儀目鏡中的十字絲均對準全站儀棱鏡中心的同一位置。且全站儀與全站儀棱鏡之間的水平距離越遠，其產生的誤差便越大。其次就是全站儀與全站儀棱鏡之間的豎直夾
角越大，測試結果的誤差便越大。
[0007]二.鋼尺傳遞觀測法
[0008]所需儀器為鋼卷尺、水準儀、帶有水準泡的塔尺及三角架。使用水準儀進行水準測量的原理為：水準測量是利用水準儀提供的水平視線，借助于帶有刻度的塔尺，直接測定地面上兩點間的高差,然后根據已知點高程和測得的高差,推算出未知點高程。在測量掛籃模板高程時，首先應用塔尺及水準儀通過閉合水準路線法，將已知高程控制點處的高程引至掛籃模板待測點的下方，標記并記錄此點處的高程并將此點命名為臨時高程控制點。在進行掛籃模板高程測試時，操作人員將鋼卷尺起始端(0刻度端)按在掛籃模板待測試處，然后將鋼卷尺向下方拋出，鋼卷尺拋出端接近地面或施工便橋橋面上方時，由另一操作人員接住鋼卷尺拋出端且豎直向下拉動鋼卷尺拋出端使鋼卷尺的起始端與拋出端中間部分的鋼尺保持緊繃豎直狀態。待鋼卷尺中間部分的尺身繃緊穩定且保持豎直狀態后，由操作人員將帶有水準泡的塔尺樹立在臨時高程控制點上，并保持塔尺呈豎直狀態。將三腳架架設在可同時觀測到鋼卷尺尺身上的刻度及臨時高程控制點上塔尺上的刻度的堅實地面處，然后對水準儀進行整平操作。水準儀整平后，調整水準儀的觀測方向，分別讀出塔尺尺身上及鋼卷尺尺身上水準儀十字絲對應的刻度，然后通過水準測量原理，便可得到掛籃模板待測點處的高程。
[0009]此測試方法存在的問題為：無法準確的保證鋼卷尺中間部分的尺身處于豎直狀態。若鋼卷尺中間部分的尺身由于操作人員或者天氣原因使得其尺身呈弧形狀態，而非豎直狀態，則會產生較大的誤差。且在多風天氣，鋼卷尺尺身部分在風的作用下無法保持穩定，會給觀測帶來較大的干擾及誤差。
[0010]三.千分表測量法
[0011]所需儀器為千分表、鋼絲繩、銅環、重錘、鋼絲繩固定裝置及千分表固定裝置。此測試方法測試過程為：確定掛籃模板待測位置；用膠水將鋼絲繩固定裝置粘貼在模板待測位置；通過銅環將鋼絲繩與鋼絲繩固定裝置連接；將鋼絲繩另一端下放至地面附近，通過銅環將鋼絲繩與重錘連接；將千分表固定裝置放置在重錘下方，調整重錘高度使重錘坐落在千分表上；記錄預壓前后千分表轉過的圈數。
[0012]此方法存在的問題為：若掛籃下方地理環境不良時，如掛籃下方為水域、施工便橋或交通要道時，此測試方法便無法實施。具體為：掛籃下方為水域時無法架設千分表固定裝置；掛籃下方為施工便橋時掛籃預壓前后施工便橋的晃動會對測試結果的干擾較大；掛籃下方為交通要道時，無法長時間封閉道理，即使封閉了道路，來往的密集車輛也會干擾測試的精度。

技術實現思路

[0013]本專利技術所要解決的技術問題是克服了現有技術存在的測量精度不夠、對掛籃下方地理環境要求較高的問題，提出了一種掛籃變形測試方法及其測試裝置。
[0014]為解決上述技術問題，本專利技術是采用如下技術方案實現的：所述的一種掛籃變形測試方法包括步驟如下：
[0015]1)組裝掛籃；
[0016]2)架設水準儀；
[0017]3)安裝掛籃變形測試裝置；
[0018]4)掛籃預壓前S1刻度線處高程讀數；
[0019]5)掛籃預壓后S2刻度線處高程讀數；
[0020]6)掛籃卸載后S3刻度線處高程讀數；
[0021]7)確定掛籃的變形。
[0022]技術方案中所述的組裝掛籃是指：
[0023]1)安裝走行軌道：
[0024]走行軌道共兩組，每組2根，在0#塊箱梁的頂板上鋪設走行軌道墊梁，相鄰兩走行軌道墊梁之間沿縱橋向等間距，走行軌道墊梁垂直于0#塊箱梁的腹板，走行軌道鋪設在走行軌道墊梁之上，走行軌道垂直于軌道墊梁，走行軌道與0#塊箱梁頂板之間通過精軋螺紋鋼及與精軋螺紋鋼配套的墊圈、螺母進行連接；
[0025]2)安裝主桁架：
[0026]所述的主桁架共兩組，每組2片，主桁架吊裝至走行軌道上并通過反扣輪組坐落在走行軌道之上，主桁架與走行軌道之間為滾動連接；
[0027]3)安裝后吊桿：
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種掛籃變形測試方法,其特征在于，所述的一種掛籃變形測試方法包括步驟如下：1)組裝掛籃；2)架設水準儀；3)安裝掛籃變形測試裝置(A)；4)掛籃預壓前S1刻度線處高程讀數；5)掛籃預壓后S2刻度線處高程讀數；6)掛籃卸載后S3刻度線處高程讀數；7)確定掛籃的變形。2.按照權利要求1所述的一種掛籃變形測試方法,其特征在于，所述的組裝掛籃是指：1)安裝走行軌道：走行軌道(15)共兩組，每組2根，在0#塊箱梁(16)的頂板上鋪設走行軌道墊梁，相鄰兩走行軌道墊梁之間沿縱橋向等間距，走行軌道墊梁垂直于0#塊箱梁(16)的腹板，走行軌道(15)鋪設在走行軌道墊梁之上，走行軌道(15)垂直于軌道墊梁，走行軌道(15)與0#塊箱梁(16)頂板之間通過精軋螺紋鋼及與精軋螺紋鋼配套的墊圈、螺母進行連接；2)安裝主桁架：所述的主桁架(14)共兩組，每組2片，主桁架(14)吊裝至走行軌道(15)上并通過反扣輪組坐落在走行軌道(15)之上，主桁架(14)與走行軌道(15)之間為滾動連接；3)安裝后吊桿：后吊桿(12)共兩組，左、右兩側各一組，每組2根，每組的2根后吊桿(12)沿橫橋向關于縱橋向軸線對稱分布，2根結構相同的后吊桿(12)的上端通過墊圈與螺母固定在0#塊箱梁(16)一側頂板上，2根結構相同的后吊桿(12)的下端與后下橫梁(10)的兩端通過墊圈及螺母固定連接，2根結構相同的后吊桿(12)的回轉軸線與0#塊箱梁(16)的頂板垂直；4)安裝后下橫梁：所述的后下橫梁(10)共有2根，左、右兩側各一根；后吊桿(12)插入后下橫梁(10)兩端的通孔中，后吊桿(12)從下橫梁(10)兩端向下的伸出端采用帶孔鋼板及與精軋螺紋鋼配套螺母和后下橫梁(10)進行連接，后下橫梁(10)呈水平狀態，后下橫梁(10)垂直于橋梁的縱向；5)安裝前上橫梁：所述的前上橫梁(13)共有2根，左右兩側掛籃各1根，將前上橫梁(13)吊裝至2片的主桁架(14)中上端的水平的1號預制鋼梁上面，前上橫梁(13)垂直于同一側2片主桁架(14)，前上橫梁(13)與2片主桁架(14)接觸處為焊接連接；6)安裝前吊桿：所述的前吊桿(11)共有2組，左右兩側各一組，每組共4根；前吊桿(11)自下而上地插入前上橫梁(13)上的通孔中，前吊桿(11)從前上橫梁(13)通孔中的伸出端通過帶孔鋼板及與精軋螺紋鋼配套螺母和前上橫梁(13)進行連接，前吊桿(11)呈豎直狀態，前吊桿(11)沿橫橋向處于同一直線上，前吊桿(11)的下端處在同一高度上，前吊桿(11)的下端與前下橫梁(9)連接在一起；7)安裝前下橫梁：所述的前下橫梁(9)共有2根，左右兩側各一根；將前下橫梁(9)吊裝至前吊桿(11)的正
下方，然后將前吊桿(11)自上而下地插入前下橫梁(9)上的通孔中，從前下橫梁(9)通孔中的伸出端通過帶孔鋼板及與精軋螺紋鋼配套螺母和前下橫梁(9)進行連接，前下橫梁(9)呈水平狀態，前下橫梁(9)處在前上橫梁(13)的正下方，前下橫梁(9)與前上橫梁(13)平行，前下橫梁(9)與后下橫梁(10)相互平行，前下橫梁(9)與后下橫梁(10)的兩端分別對齊，前下橫梁(9)高于后下橫梁(10)，其高差與其水平間距之比即為當前澆筑節段的掛籃底模板(7)的坡度；8)安裝底板縱梁：所述的底板縱梁(8)共兩組，左右兩側各一組，每組共9根；底板縱梁(8)逐根地安裝在前下橫梁(9)與后下橫梁(10)的上面，底板縱梁(8)沿縱橋向布置，底板縱梁(8)和前下橫梁(9)與后下橫梁(10)相互垂直，每側的9根底板縱梁(8)的橫橋向間距按照腹板下方間距為30cm，其余位置間距為50cm布置；同側的底板縱梁(8)處在同一平面內且底板縱梁(8)的縱橋向的前后端分別處在同一直線上；底板縱梁(8)通過焊接方式和前下橫梁(9)與后下橫梁(10)連接；9)安裝掛籃底模板：所述的掛籃底模板(7)共兩塊，左右兩側各1塊；掛籃底模板(7)安裝在底板縱梁(8)上，使掛籃底模板(7)的縱向與橋梁縱向同向，掛籃底模板(7)的寬度與0#塊箱梁(16)的底板寬度邊界對齊，采用焊接方式將掛籃底模板(7)與底板縱梁(8)連接；10)安裝掛籃側模板：所述的掛籃側模板共兩組，左右側各一組，每組共2片；掛籃側模板采用的鋼板的厚度與掛籃底模板(7)相同，掛籃側模板的縱橋向長度和掛籃底模板(7)縱橋向長度也相同，安裝完畢的掛籃側模板緊緊貼合橋梁的腹板外側及翼緣板外側，橋墩(17)同一側的1片掛籃底模板(7)與2片掛籃側模板焊接在一起。3.按照權利要求1所述的一種掛籃變形測試方法,其特征在于，所述的架設水準儀是指：1)設置臨時水準控制點將國家高程控制點已知高程引至施工現場附近并標記其為臨時水準控制點，需專業測量隊伍根據水準測量原理進行操作，臨時水準控制點處需視野開闊并可觀測橋梁整體施工；2)架設水準儀將帶有水準泡的塔尺豎直地立于臨時水準控制點上，人工調整塔尺至塔尺上的水準泡居中呈居中狀態；選一視野開闊可同時觀測到塔尺及掛籃的堅實地面，將三腳架穩定立于地面上，調整三腳架至穩定，將型號為徠卡NAK2的水準儀安裝在三腳架上并對水準儀進行調平。4.按照權利要求1所述的一種掛籃變形測試方法,其特征在于，所述的安裝掛籃變形測試裝置(A)是指：1)在掛籃底模板待監測位置鉆孔：首先需確定掛籃底模板(7)上的待測點；待測點位選取完畢后，在掛籃底模板(7)的待測位置鉆孔，鉆孔的直徑大于吊環螺栓(3)螺桿直徑1～5mm，小于吊環螺栓(3)的螺栓頭直徑,使得吊環螺栓(3)的螺桿可自下而上
地插入并留在鉆孔中；2)安裝吊環螺栓：將吊環螺栓(3)的螺桿自下而上地插入掛籃底模板(7)上的待測位置的鉆孔中，墊圈(2)套裝在吊環螺栓(3)的伸出掛籃底模板(7)的螺桿上，再將與吊環螺栓(3)配套的螺母(1)套裝在伸出墊圈(2)的吊環螺栓(3)的螺桿上，擰動螺母(1)至吊環螺栓(3)與掛籃底模板(7)之間緊密連接；3)將鋼絲繩上端與吊環螺栓連接：將鋼絲繩上端(C)自下而上依次穿過銅環(4)及吊環螺栓(3)上的吊環內孔后，鋼絲繩上端(C)自上而下地再次穿過銅環(4)的內孔，當穿過銅環(4)的鋼絲繩上端(C)的長度超出銅環(4)下緣1～5cm時，用鉗子捏扁銅環(4)，使銅環(4)與其內部的鋼絲繩(5)之間緊固而不發生相對滑動；4...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程永春，李安平，張禹維，趙文碩，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：