劉宏科 / 中鐵十八局集團軌道交通工程有限公司

連續(xù)梁0、1號塊托架千斤頂預壓施工技術(shù)

劉宏科 / 中鐵十八局集團軌道交通工程有限公司

隨著我國交通事業(yè)的快速發(fā)展，高墩連續(xù)剛構(gòu)橋在公路橋梁工程中比例越來越大，懸臂托架施工越來越多，千斤頂預壓技術(shù)已在國內(nèi)建筑工程行業(yè)中日益成熟，尤其在橋梁施工中應用十分廣泛。為了進一步優(yōu)化、總結(jié)該項施工技術(shù)，本文以梧州市西江三橋主橋8#墩0、1號塊托架千斤頂預壓實例，詳細介紹了托架預壓方法及施工步驟，希望能為今后類似工程建設提供一些參考。

0、1號塊托架；千斤頂；預壓；技術(shù)；

前言

千斤頂預壓法是一種新穎的施工方法，構(gòu)思來源于連續(xù)梁預應力張拉工藝原理，因施工靈活，近年來被廣泛用于建筑物懸臂施工托架預壓。其原理是根據(jù)構(gòu)筑物荷載分布情況劃分預壓區(qū)，確定預壓頂位置，通過在承臺與預壓梁之間安裝鋼絞線，然后利用千斤頂張拉鋼鉸線，形成張拉力反作用于托架上，達到預壓的目的。

1.工程概況

梧州西江三橋為5×30m+108m+3×188m+108m+4×30m，共計1050m，主橋上部結(jié)構(gòu)為5聯(lián)跨主跨188m跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，全長780m（主橋橋型布置圖見圖1）。主墩箱梁0、1#塊為整體施工，梁段長16m，高11.0～10.592m，頂板寬13.25m，底板寬7.0m，三向預應力體系，單箱單室、直腹板、變高度結(jié)構(gòu)，C60高強度混凝土，采用三角托架施工方法。因梁高，體積大，體內(nèi)鋼筋及三向預應力管道縱橫交錯，一次立模澆注成型難度較大，梁體分兩層澆注，第一層澆注5.5m，第二層澆注剩余部分。

圖1 主橋橋型布置圖

2.選擇預壓方案

該墩位于江中，采用傳統(tǒng)的預壓工藝施工，材料運輸不暢，施工周期長，操作難度較大，功效低，安全風險高。通過綜合對比、分析，該墩采用千斤頂張拉工藝預壓。0、1#塊托架預壓布置圖見圖2、圖3。

圖2 0、1塊托架預壓縱斷面布置圖

圖3 0、1#塊托架預壓橫斷面圖

3.預壓目的

檢驗托架受力性能和安全性，消除非彈性變形、測量彈性變形量，確定立模標高，確保安全施工。

4.預壓荷載及張拉力計算

按受力原理，墩頂范圍內(nèi)梁體混凝土重量由橋墩承擔，懸臂部分重量由托架承擔，預壓時按照第一層懸臂部分重量進行預壓，并將均布荷載轉(zhuǎn)換成線荷載。受力分析如下：

4.1 荷載取值

混凝土容重：ρ=26kN/m3；模板荷載：q1=3kN/m2；人群荷載：q2=2.5kN/m2；

混凝土振搗沖擊荷載：q3=2kN/m2；恒載組合系數(shù)：U1=1.2；活載組合系數(shù)：U2=1.4。

4.2 荷載計算

⑴ 0#塊荷載計算：

腹板截面面積：A=9.9m2，截面寬度：W=0.9m，底板截面面積：A=5.8m2；截面寬度：W=5.2m，根據(jù)計算公式：P=(混凝土自重+模板)×U1+(人群+振搗)×U2(腹板組合荷載980.1 KN；底板組合荷載697.32KN)。故0#塊組合荷載F=980.1 +697.32=1677.42kN。

⑵ 1#塊荷載計算：

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腹板截面面積：A=8.52m2；截面寬度：W=0.8m，底板截面面積：A=5.9m2；截面寬度：W=5.4m，根據(jù)計算公式：P=(混凝土自重+模板)×U1+(人群+振搗)×U2(腹板組合荷載847.15KN；底板組合荷載577.08KN)。故1#塊組合荷F=847.15+577.08=1424.23kN。

4.3 千斤頂選型及張拉力計算

根據(jù)0、1#塊荷載分布情況，選用YCB500B-200型500t穿心千斤頂預壓，每側(cè)布置2臺，單幅共設置8個預壓點。則0#塊每臺千斤頂張拉力：P=F/2=1677.42/2=838.71kN；1#塊每臺千斤頂張拉力：P=F/2=1424.23/2=712.12kN。

4.4 鋼絞線選型布置

選用φs15.2mm低松弛鋼絞線，截面積Ay=140mm2，標準強度R=1860Mpa，最大張拉力F=1860×140/1000=260.4kN。每臺千斤頂布置2束（4根）鋼絞線，單根鋼絞線所受拉力F=P/4=838.71/4=209.68kN，理論拉力大于實際拉力，鋼絞線布置、受力滿足要求。

4.5 油表讀數(shù)計算

根據(jù)千斤頂標定報告線性回歸方程，按預壓比例分級計算出對應的油表讀數(shù)。

5.方案實施

5.1 承臺固定端安裝

5.2 預壓梁安裝

預壓梁為雙拼40b工字鋼（掛籃前上橫梁），0#塊為平面，直接安裝預壓梁，1#塊底板為斜面，采用楔形鋼墊墩調(diào)平，鋼墊墩50cm一道（底模范圍內(nèi)），焊接在工字鋼底面，確保預壓時受力均勻。

5.3 千斤頂安裝

千斤頂布置在腹板中線預壓梁上，安裝時千斤頂受力面水平、垂直，確保加載時受力均勻，預防加載時扭曲、變形。

5.4 鋼絞線安裝

鋼絞線布置在千斤頂兩側(cè)，與箱梁腹板同寬，兩端為自錨式結(jié)構(gòu)，采用BM15-2錨具及夾片固定，下方固定于承臺錨固梁上，上方穿過預壓梁、千斤頂錨固在墊梁上。

5.5 變形觀測點布置及觀測

預壓前在每片托架前端布置變形觀測點，并觀測初始值，加載時分級觀測，逐點記錄數(shù)據(jù)。

5.6 預壓、卸載

各構(gòu)件安裝好后，采用單頂（25t千斤）逐根調(diào)整好鋼絞線，使其帶緊，均衡受力，然后再用預壓頂對稱預壓，按照10%、60%、100%、120%逐級、均衡加載，每級加載后持荷時間1小時，達到120%后持荷48小時。

當預壓力達到120%且持續(xù)48小時后分級卸載，其程序為：100%、60%、10%。每卸一級，對測點進行一次測量，并做詳細記錄。

5.7 預壓結(jié)果整理及預拱度設置

根據(jù)加、卸載記錄數(shù)據(jù)，用總變形量-彈性變形量=非彈性變形量，再按照彈性變形數(shù)確定預拱度，其立模標高=監(jiān)控單位提供的底模標高+支架彈性變形值+5mm。

5.8 預壓注意事項

⑴ 預壓千斤頂選擇要合理、不超負荷。一般選擇大于預壓荷載1.2倍千斤頂。

⑵ 加載前檢查千斤頂、油表匹配情況，確保千斤頂壓力準確。

⑶ 加載時，油泵平穩(wěn)緩慢供油，做到勻速加載，遇到特殊情況立即停止加載，分析原因，采取相應處理措施。

⑷ 每一級加載完成后詳細記錄加載時間、油表讀書，檢查托架焊縫情況，及時進行沉降觀測。

6.結(jié)束語

梧州西江三橋8#墩利用該施工技術(shù)，通過對托架反預壓試驗，一個墩托架預壓6個工人共需用2.5天時間（持荷48小時、施工準備0.5天），測出了該托架的非彈性和彈性變形量，同時測得其強度與剛度合格，該方法在工期與成本方面大大優(yōu)于堆載預壓。其工藝簡單、操作靈活、方便，能有效提高工作效率、降低施工成本，縮短施工工期，施工過程安全可靠，為同類工程總結(jié)了施工經(jīng)驗，具有很好的借鑒意義。

[1]JTG/TF50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].26－27頁；

[2]JTJ025-86，公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設計規(guī)范[S].96－97頁；

[3]路橋施工計算手冊[M]，中國建筑工業(yè)出版社。