连续刚构桥梁主墩施工托架千斤顶反力法预压技术

2019-05-04

【摘 要】紫阳港汉江⼤桥为预应⼒混凝⼟连续刚构桥，主墩上部箱梁1-0-1’#块段采⽤托架法施⼯，⽂章重点阐述该桥施⼯中托架预压采⽤的千⽄顶反⼒法预压技术。

【关键词】连续刚构；托架；预压；千⽄顶；反压引⾔

连续刚构桥梁主墩上部箱梁0#块段或1-0-1’#块段常采⽤托架法施⼯，托架预压是施⼯中的⼀项重要⼯序。常规预压⽅法采⽤堆载法，以检验托架的受⼒性能和安全性，消除⾮弹性变形、测量弹性变形量，为⽴模标⾼提供依据。堆载材料常⽤砂袋装砂、钢材、混凝⼟预制块、⽔箱加⽔等，但如果出现桥墩⾼、桥墩所处位置⽔平或垂直运输不便利、箱梁实体混凝⼟量⼤或堆载作业⾯狭窄等情况，采⽤常规堆载预压时，需对⼤量预压材料进⾏转运、吊装、卸载等⼯作，⼯作量⼤、周期长、安全风险⾼、成本⼤，为缩短⼯期节约成本提⾼施⼯安全性，结合⼯程现场实际状况，采⽤千⽄顶反⼒对托架进⾏预压，达到预期⽬的。1 ⼯程概况

紫阳港汉江⼤桥位于陕西省紫阳县城，⼤桥横跨汉江，连接南岸规划新区与北岸主城区。⼤桥全长333.48m，主桥为三跨（66m+120m+66m）预应⼒混凝⼟连续刚构，引桥为两跨2×20m预制箱梁。主桥桥墩采⽤空⼼薄壁墩，截⾯7.0×4.0m矩形，梁体为预应⼒混凝⼟连续刚构体系，单箱单室箱形截⾯，箱梁顶板宽度13m，底板宽7.0 m，翼缘板长3.0 m，箱梁中线处根部梁⾼6.73 m，跨中梁⾼2.6 m，箱梁顶板厚度30～45cm，底板厚度120～30cm，腹板厚度95～45cm。桥梁3#、4#主墩共2个“T”对称悬臂现浇施⼯，箱梁除0#、1#、1’#块段采⽤搭设托架浇筑完成外，其余13个块段均采⽤挂篮悬浇。

0#块段长6.0m，其余1（1’）#～14（14’）#块段分段长度为5×3.5m+4×4.0m+5×4.5m，中、边跨合拢段均为2.0m，边跨现浇段长度为6.76m。根据设计要求，1-0-1’#块段⼀起浇筑，为了操作便利并进⼀步保证施⼯安全，1-0-1’#块段分两次进⾏浇筑。图1 0#、1（1’）#块段结构图2 施⼯托架

1-0-1’#块施⼯平台采⽤三⾓托架⽅案，每个墩两侧横桥⽅向各设3排三⾓托架，顺桥⽅向各设2排三⾓托架，托架主桁由主梁、斜撑杆、竖杆组成，构造简单，受⼒明确，重量轻，刚度⼤，制作安装⽅便。在主墩上的相应位置设置预埋件，托架与墩⾝预埋件相连，⽀承在临时⽀撑⽜腿上，托架安装完成后，在主梁上安装分配梁。三⾓托架间设置平联横撑，增强其整体性稳定性。

横桥向托架主桁采⽤双⼯45a作为主梁，双[32a作为斜撑及竖杆。每侧设3组，间距3.15⽶，翼缘板两侧采⽤主梁为双[32a的双排托架，间距3⽶，斜撑及竖杆采⽤双[28a型钢。托架主梁插⼊墩⾝预留槽通过精扎螺纹钢对拉，斜撑及竖杆下端部与墩⾝预埋件连接牢固。

托架采⽤两层分配梁进⾏分配，下层分配梁为⼯45a型钢，上层为双拼[10型钢， 0#悬臂部分采⽤φ48（δ=3.5mm）钢管扣件⽀架作为⽀撑结构⽅便卸载，布置图如图2。图2 托架布置图

根据墩⾝结构形式，墩⾝施⼯⾄距墩顶31cm处，其余部分与0#⼀起浇筑，故墩内需设封顶⽀架。封顶⽀架主梁采⽤⼯20a⼯字钢，间距50cm布置，主梁长度2.5m，深⼊到墩柱主筋中间，并于主筋采⽤焊接连接。分配梁上布置10cm×5cm⽅⽊，间距25cm，底模采⽤1cm厚⽵胶板。结构布置图如图3：图3 墩内封顶⽀架布置图3 托架预压⽅法

由于本桥主墩位于江中，⽔位较深，采⽤常规堆载法预压，运输、吊装、卸载效率低下且在⽔⾯吊装作业安全风险⼤，周期长，结合现场实际，依据设计图纸对主桥箱梁0#块墩⾝竖向预应⼒设计构造要求，利⽤墩⾝中预埋竖向预应⼒Φ32精轧螺纹钢作为反压受⼒筋，加⼯制作上下承压梁、反压梁，安装托架纵梁、横梁后安装反压梁对托架进⾏预压，预压重量为⾃重和所有施⼯荷载总重量的120%。反压梁、千⽄顶、预埋精轧螺纹钢与分配梁等组成托架预压的施⼒体系。预压系统见图4。图4 托架预压总体布置图4 托架预压实施4.1 预压前的准备

（1）反压构件加⼯

反压构件主要材料为型钢，根据构件的受⼒要求，选择合适的型钢制作反⼒架；（2）墩⾝预埋精轧螺纹钢反⼒⽀点处钢筋接长；（3）预埋精轧螺纹钢模拟试拉；（4）托架安装完成后检查验收（5）千⽄顶、油泵、油表检验校定；4.2 反压系统安装

（1）分配梁、下承压梁铺设

在已经安装完成的托架梁上铺设⼯20a分配梁，间距50cm，确保荷载传递⾄托架梁上相对均匀；下承压梁采⽤双拼⼯45a型钢，横桥⽅向铺设于分配梁上，距离墩⾝135cm；（2）安放千⽄顶

将已校定好的千⽄顶，安放在下承压梁上；（3）安装上承压梁、反压梁

在千⽄顶上⽅顺桥向安装双层双拼⼯45a型钢上承压梁，上承压梁位置避开墩⾝钢筋，紧贴墩⾝内侧；在上承压梁顶横桥向安装⼯45a型钢反压梁；

（4）将穿过反压梁的精轧螺纹钢上安装双拼[20a型钢锚垫板及专⽤螺母，将精轧螺纹钢与反压梁紧固，作为反⼒⽀撑点；（5）将油泵与千⽄顶相连接。

图5 反压系统1（由上⾄下依次为型钢锚垫板、反压梁、上承压梁、千⽄顶、下承压梁）图7 反压系统2图6 反⼒梁锚固端4.3 施压

托架承受重量计算：547t（钢筋混凝⼟重） +25.44t（模板重量）+0.26t（施⼯荷载，按每m22.5KPa，共104 m2）=572.7t根据计算数据和现场已有设备，采⽤4套400t油压千⽄顶对使⽤反压系统托架进⾏预压。由4套千⽄顶分三级加载完成，加载到572.7t ，考虑到⼒传递的滞后效应，静载10分钟，基本稳定后，观测是否有变化，然后再加载到1.2倍重量+施⼯荷载

=（547）*1.2+25.44+0.26=682.1t，静载1⼩时，稳定后，观测沉降值，将数据整理后上报监控单位。同时按1.2倍⾃重+施⼯荷载超载预压，检验其安全性，每个千⽄顶分配的最⼤的反压⼒为=682.1/4=170.53t。

单个千⽄顶所受荷载分摊在墩⾝竖向4根32精扎螺纹钢筋，计算吨位为170.53/4=42.63t，约合426.3kN。依据《紫阳港汉江公路⼤桥两阶段施⼯图设计》第⼆册SIV-11对竖向预应⼒的要求，墩⾝竖向预应⼒采⽤785MPa的JL32精轧螺纹钢，张拉⼒为56.8T，因此，58.6T>42.63T，精轧螺纹钢承受⼒满⾜要求。具体压载步骤如下：（1）设置观侧点

在托架主梁梁端与墩⾝外边缘10cm处设置观测点，测点布置数量每墩12个；（2）测量各观测点压载前的标⾼H1，然后分级加载，加载时，4套千⽄顶必须同步加载，第⼀次加载为预压荷载的50%，（每套千⽄顶每级加载85.27t），第⼆次加载100%既170.53t，最后按1.2倍钢筋混凝⼟⾃重+施⼯荷载进⾏最后⼀级加载，根据千⽄顶校验曲线观测每段油表读数，每级静载预压时间为10分钟，⾄托架承受钢筋混凝⼟的1.2倍重量+施⼯荷载=682.1t。在加载期间，测出加载重量后各沉降控制点标⾼H2，达到120%后持荷24⼩时观测标⾼变化，然后卸载，完毕后再测量⼀次各点标⾼H3。注：本⽂为⽹友上传，不代表本站观点，与本站⽴场⽆关。0

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