连续梁0号块反支点预压施工工法

连续梁0号块反支点预压施工工法

马辰 张信勤 彭卓

（中国建筑第八工程局西南公司，610041）

【摘 要】结合跨遂内高速公路特大桥施工实例，在连续梁0#块浇筑混凝前，对0#块架采用反力法预压，总结了反支点预压施工过程中的精轧螺纹钢预埋、受力计算、加载过程和卸载过程等技术要点，对类似工程有一定的参考价值。

【关键词】连续梁0#块；托架；反支点预压

0 引 言

预压是连续梁施工中的一项重要工作。但是由于高墩大跨桥梁的支架、托架、挂篮等要求的预压荷载较大, 且位置较高, 传统预压操作难度很大, 需要投入大量的人力、物力和时间, 所以设计选择预压方案在高墩大跨桥梁施工中是一件很重的工作, 他将直接影响施工进度、成本等。反支点预压法就是采用张拉钢绞线(或精轧螺纹钢等) 的方法对支架施加反力, 使其所受反力等于预压荷载, 以消除整个支架的非弹性变形, 得出弹性变形, 确定预拱度。该文将结合跨遂内高速公路特大桥施工实例, 着重介绍反支点预压法在高墩大跨桥梁施工中的应用, 同时与通常的水袋预压法、混凝土预制块预压法、钢材预压法在预压工艺、预压成本方面进行对比, 总结反支点预压法的优缺点。

1 工程概况

跨遂内高速公路特大桥52+88+52m连续梁梁体为单箱单室直腹板变截面箱梁，防护墙内侧净宽9.0m，桥面板宽12.6m； 梁体全长193.5m，中跨中部10m梁段和边跨端部13.75n梁段为等高梁段，梁高为4.0m； 支点处梁高为7.0m，除0号段外其余梁段梁底下缘按.二次抛物线Y=4.0+ 3.0X²/1296（m）变化，X取值范围（0-36m）。

箱梁顶板宽12.6m，底板宽6.7m，顶板厚40cm，边跨端块处顶板厚由40cm渐变至60cm，底板厚42-80cm，腹板厚40-80cm。梁体在支座处设横隔板，全联共设4道横隔板，横隔板中部设有孔洞，以利人员通过。

0#块支架主要采用承重牛腿、三角托架2[36b、主横梁2工40b、翼板纵梁2[32b、调坡托架[16b组成的结构形式。

2 预压方案比选

0#块总重量872.96t，单侧悬臂段重量为190t，模板重量按180kg/㎡计算，模板及施工荷载重量为20t，预压荷载按照最大施工荷载的1.2倍进行计算，单侧预压总荷载为252t。现对几种预压方案进行对比, 选出合理的预压方案

2．1砂袋预压

砂袋预压需400m³砂子, 和250个吨袋，使用塔吊吊装，每吊一次所用时间平均为15min, 每次吊重为2t，需3-4个工人配合，则吊装和卸载全过程需要125h，普工62个工日，吊塔15.6个台班，同时沙袋预压模拟荷载效果较差, 对于荷载分布不均匀的结构, 模拟荷载预压更为困难，砂袋容重取15kN/m,仅为钢筋混凝土容重60%，腹板位置堆高达到11m，存在较大安全隐患。

2．2钢筋预压

钢筋预压需提前储备500t钢材，需积压资金达到230万，使用塔吊吊装，每吊一次所用时间平均为15min, 每次吊重为3t，则吊装和卸载全过程需要83h，普工42个工日，吊塔10个台班。

2．3水袋预压

注水预压,需要500t水和相应水源，现场远离自然水系，使用水车加水，需水车50个台班，用抽水预压, 从吊装水袋到抽水,需350h。且放水易污染现场环境。

2．4反支点预压

反支点预压只需2-4个人工，设备仅需投入张拉锚具和预应力施工设备，无需大型起吊和运输设备，完成0号块预压施工仅需2天，缩短预压周期，且分级加载效果直观、可测。

综合上述预压方案，项目部决定采用反支点预压。

3 预压方案

0#块支架预压采用反力架千斤顶预压，预应力筋采用Φ32PSB830精轧螺纹钢，抗拉强度1030MPa，连接采用连接器连接，0#块总重量872.96t，悬臂段重量为190t，模板重量按180kg/㎡计算，模板及施工荷载重量为20t，预压荷载按照最大施工荷载的1.2倍进行计算，预压总荷载为252t，单根1×7-15.2钢绞线承力为20t，采用6根Φ32PSB830精轧螺纹钢作为预应力筋张拉。

4 施工工艺流程及操作要点

反支点预压的工艺流程为：精轧螺纹钢下料一承台精轧螺纹钢预埋一墩身施工一搭设0#块支架一安装横向分配梁、千斤顶及锚具一分级对称张拉一持荷一卸载一确定各断面变形量一确定立模标高。

4.1精轧螺纹钢下料

下料前先将整根精轧螺纹钢固定，下料长度根据承台内预埋深度、墩身高度、锚具、张拉工作长度等实际高度综合控制，用砂轮等机械式切割机切割钢绞线，严禁使用电弧等热源切割。

4.2预埋承台精轧螺纹钢

按照现有技术施工建造承台，在承台内的左右两侧按照预压设计图纸预埋精轧螺纹钢，埋置深度宜为2m左右。上端设置钢筋网片，钢筋网片宜分三层，宽度以40cm，层间距以80cm为宜。

4.3主墩墩身施工

绑扎主墩墩身钢筋和预埋件，支立模板，浇筑砼。
4.4支架搭设

支架安装时，先测量放样，按设计支架规格、间距有序搭设，及时加固。

4.5安装横向分配梁、千斤顶及锚具

采用I20工字钢作预压分配梁，根据反支点预压点位分布图在0#块支架上搭设分配梁。分配梁沿0#块支架的纵向主梁布置，搭设在横向主梁上。每两根分配梁间每隔50cm采用[10槽钢进行连接，防止张拉过程中失稳。检查主梁表面平整度，防止张拉时产生水平偏载力。牵引精轧螺纹钢穿过分配梁，在分配梁顶部安装锚具，打紧夹片

4.6分级对称张拉

采用4台250t液压千斤顶在支架顶面从中间向两侧分三级对称张拉。预压加载及卸载按照施工荷载的60%、100%和120%分三级进行。每级加载完成1h后进行支架的变形观测，对支架体系进行变形观测，当相邻两次监测位移平均值之差不大于2mm时，方可进行后续加载。终级加载完成后，应间隔6h 监控记录各监测点的位移量，当连续24h 监测位移平均值之差不大于2mm后，表明支架已基本稳定。

4.7持􀀁荷

钢绞线按设计张拉到位后, 持荷48h每12h测量一次支架变形量。对统计的数据进行分析, 确定分级张拉力与理论支架变形是否一致, 以确保预压的安全性, 同时可搜集预压数据, 并最终确定出弹性变形量及非弹性变形量。该桥确定中弹性变形量为16.3mm (理论弹性变形为16mm ), 非弹性变形为9.8mm。弹性变形与理论计算比较吻合。

4.8卸􀀁载

持荷48h后, 支架达到稳定即可进行卸载。同样采用4台液压千斤顶在支架顶面从两侧向中间分三级对称卸载, 卸载过程中每阶段静止1h 并进行沉降观测，空载后6h进行观测，对底模进行全面测量，做好记录。

4.9支架变形数据分析

分析观测数据，计算出支架弹性变形值用以调整立模高程，并及时调整支架和模板标高。

沉降观测数据要如实填写在沉降观测记录表上，绘制加载-支架沉降曲线。支架的变形主要考虑以下因素：

δ=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5

δ1——箱梁自重产生的弹性变形量；

δ2——支架弹性压缩量；

δ3——支架与方木、方木与模板、支架与下垫垫木之间的非弹性压缩量；

δ4——支架基础地基的弹性压缩量；

δ5——支架基础地基的非弹性压缩量。

通过预压施工，可以消除δ3、δ5的影响，则在底模安装时，其预拱度的设置按Δ=δ1+δ2+δ4计算，在模板的高程控制时加入预拱度数值。对于预应力钢筋混凝土连续箱梁，考虑到张拉时起拱，预拱度的设置要适当减小。

实际立模高程=设计立模高程+预拱度+支架预压变形观测值。

5结束语

跨遂内高速公路特大桥0号块支架通过反支点预压加载，消除了各杆件的间隙即非弹性变形，并通过监测得出支架在最大荷载加压后的弹性变形值，从而确定施工合理的预拱度数值，为立模标高提供可靠的依据，取得了很好的效果。与通常的预压法相比，反支点预压施工技术在加载模拟、材料用量、安全可靠、施工方便、节约成本、受力分析方面都有很大的优越性。尽管如此，该技术仍存在变形量突变、预应力损失等诸多不足，相信通过不断探索和优化完善，反支点预压施工技术一定会在桥梁支架法施工中得到更加广泛的应用。

参考文献

[1]公路施工手册 桥涵下册  北京: 人民交通出版社2000􀀂

[2]高速铁路桥涵工程施工技术规程  北京：中国铁道出版社2015

[3]铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程  北京：中国铁道出版社2012．

[4]东平，何占忠．反支点预压法在高墩大跨桥梁施工中的应用 公路，2007(7)：16～19．

[5] 范超，陈诚，孙晓伟．连续梁。号块现浇支架反力法预压施工

关键技术．公路，2016(6)：323~324．