连续刚构托架预压技术

刘文学

中铁电气化局集团西安铁路工程有限公司一段，陕西西安 710613

连续刚构托架预压技术

刘文学

中铁电气化局集团西安铁路工程有限公司一段，陕西西安 710613

本文介绍如何应用“体外等效预应力预压法”快速、简便、经济、安全的完成高墩、大吨位悬臂浇筑桥梁托架预压施工任务。

体外预应力；悬臂现浇；托架；预压

悬臂现浇梁0#块采用托架法施工，托架安装完成后必须对托架进行预压，以消除非弹性变形同时测量其弹性变形量，为后续块段施工提供预抛高值。常规预压方法为砂袋或水箱预压，适用于墩高较小的现浇梁，对于较高墩柱的现浇梁，砂袋或水箱预压费工费时。本文通过工程实例介绍目前国内较为先进的高墩托架预压施工技术—体外等效预应力预压法。

1 工程概括

窟野河特大桥主桥桥墩最高为74.28m，最低为50.5m，梁体上部采用（88+4×165+88）m六跨预应力混凝土变截面连续钢构-连续梁组合体系。其中0#块在墩身施工时提前预埋的托架上完成浇注，其余节块采用挂篮悬臂现浇法施工。原设计托架预压方式采用沙袋或水箱进行预压，但考虑到采用此方式预压工作量繁重且不能完全模拟托架的受工况。所以本桥0#块托架预压采用“预应力等效加载法”的方式在托架横梁顶进行施压。

2 托架预压目的

预压试验的主要目的是消除托架的非弹性变形，测量托架的弹性变形，为后续块段施工提供预抛高参数，并检验托架的结构安全性与稳定性。

3 预压加载方案

采用液压千斤顶在托架横梁顶与承台连接的钢绞线对托架进行预压加载。即在承台内预埋Ф32精轧螺纹钢筋，通过预埋件上的分配梁将钢绞线连接至托架横梁顶，千斤顶钢绞线施压，利用其反作用力向托架施加所需的预压荷载。

4 承台内钢筋埋设

在承台混凝土浇注前，将Ф32精轧螺纹钢筋预埋在承台中，伸入承台的精轧螺纹钢筋采取与承台中的结构钢筋相焊接并带下螺母和下锚垫板固定，以增加预埋钢筋的抗拉强度。

由于本工程主桥托架预压方案原设计为水箱或砂袋预压，承台施工中未预埋预压用精轧螺纹钢筋，所以采取在承台内打眼锚固精轧螺纹钢筋的方法，具体施工工艺如下：

1）放线、验线：放出结构植筋的位置。复查点位无误后，对其进行打眼开孔；

2）钻孔：根据现场实际情况及先前植筋拉拔实验结果决定采用风钻进行打眼作业，开孔直径为4.5cm，开孔深度自承台面向下62cm，钻孔施工完成，需检查成孔直径及深度是否符合要求；

3）清孔：用空压机或其它吹风设备吹出植筋孔内灰尘，保证孔内干净无其它杂物，用棉丝封堵植筋孔口待用；

4）钢筋除锈：为了使植筋锚固牢靠，把附有铁锈的钢筋利用角磨机和钢丝刷将钢筋锚入部分除去铁锈，油污等，并用丙酮擦干净；

5）注胶植筋：将植筋胶安放在注胶器内，把胶注入植筋孔内40cm。根据设计要求的植入深度，在处理好的钢筋除锈端做好明显标记，然后插向孔洞，一边插一边向同一方向缓慢旋转，直至达到孔洞底部为止，此时应有锚固胶体从洞口流出，则锚固合格。

锚固完成后的钢筋，在2小时内不得有任何人为的扰动，以保证钢筋锚固的质量，3天后即可使用。

5 预压加载

5.1 预压加载力计算

设计荷载包括箱梁自重、支架及模板系统自重、施工人员及机具荷载等。

1）箱梁自重：0#块箱梁砼83.8m3，箱梁自重：83.8×26kN/m3=2 178.8kN；

2）支架及模板系统自重：0#块箱梁内外模板及支架自重按16T考虑；

3）施工人员及机具荷载：施工人员及机具荷载按2.5kN/m2考虑，0#块托架上人员机具荷载为17.6×3.5×2.5kN/m2=154kN；

4）荷载组合：荷载组合：0#块箱梁自重×1.2+1#块模板及支架系统自重×1.2+1#块施工人员及机具荷载×1.4=3 022.16kN，即每侧托架需承担3 022.16kN的力。

5.2 精轧螺纹拉拔实验

由于每个承台上植筋达24根之多，植筋效果的不确定因素较多，故在对托架进行正式加载前，需提前对承台中所植精轧螺纹钢筋进行拉拔实验，以检验植筋强度是否达到设计要求。

5.3 组装预压装置

待拉拔实验合格后便可组装预压装置，按照托架预压加载设计图要求，每相邻两根精轧螺纹钢筋为一组，每侧托架6组，为便于预埋精轧螺纹钢筋与张拉用钢绞线的连接，在每组预埋精轧螺纹钢筋顶设一道分配梁。

5.4 挠度测点布置

挠度测点布置于牛腿最外侧，每侧3个牛腿，每侧共设3个测点。除基点外，其余均左右对称布置，以精密水准仪观测之。

5.5 预压加载分级

按照加载力的20%、50%、80%、100%预压荷载进行分级均匀对称加载，卸载按80%、50%、0%进行。每级工况至少维持半小时，最大荷载持载要求24小时。

5.6 预压加载力

托架预压加载力包括0#块箱梁自重、模板及支架自重、施工人员及机具荷载，即3 022.16kN。由于横桥向托架（翼缘板下托架）只承受翼缘板等较轻重量，所以采用沙袋或水箱施压以消除其非弹性变形即可，无需采用预应力预压。

5.7 预压力加载顺序

本次预压加载采取先中间后边缘对称分阶段施加张拉力的原则。即先将中间两组施加张拉力至20%后锚固，再将次边缘两组张拉至20%后锚固，最后再将边缘两组张拉至20%后锚固，以此作为张拉的一个阶段；而后同样按此顺序直至张拉力达到100%。

5.8 预压观测

为了给后续块段施工提供预抛高值，要求必须在预压前、预压加载达到最大值后及卸载后分别对挠度测点进行观察并记录数据。

在加载过程中对托架受力关键部位进行观察检查。主要观察托架受力后有无刚度不够产生变形、牛腿与预埋件焊缝有无脱焊、各种连接有无松动等异常情况发生。

6 安全质量措施

1）托架预埋件的预埋与焊接、以及预埋位置的准确与否和精轧螺纹在承台中的植筋质量等直接关系到本次托架预压的效果，所以对于以上施工环节的施工质量必须严格把关；

2）由于施工地点墩身较高，施工人员在墩顶进行张拉操作时必须执行高空作业之相关安全技术操作规程，并防止高空坠落等安全事故的发生；

3）在张拉过程中必须安排专人全程监控托架以及承台中精轧螺纹等受力关键部位是否有变形、松动等迹象的发生，如发现此

类情况必须及时停止张拉，待查明原因采取相应措施后方可进行张拉。

7 结论

本方案通过在本项目的成功应用与传统托架预压方案相比，不仅大大缩短了托架预压周期，而且最值得称道的是经初步估算为本项目节约成本50余万元。通过以上工程实例可见本方案在高墩大跨连续刚构托架预压中值得推广。

[1]杨文渊，徐犇主编.桥梁施工工程师手册.2版.北京：人民交通出版社，2003.

[2]中华人民共和国国家标准.建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001.

[3]中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）.北京：人民交通出版社，2000.

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1674-6708（2011）57-0143-02