連續剛構托架預壓技術

劉文學

中鐵電氣化局集團西安鐵路工程有限公司一段，陜西西安 710613

連續剛構托架預壓技術

劉文學

中鐵電氣化局集團西安鐵路工程有限公司一段，陜西西安 710613

本文介紹如何應用“體外等效預應力預壓法”快速、簡便、經濟、安全的完成高墩、大噸位懸臂澆筑橋梁托架預壓施工任務。

體外預應力；懸臂現澆；托架；預壓

懸臂現澆梁0#塊采用托架法施工，托架安裝完成后必須對托架進行預壓，以消除非彈性變形同時測量其彈性變形量，為后續塊段施工提供預拋高值。常規預壓方法為砂袋或水箱預壓，適用于墩高較小的現澆梁，對于較高墩柱的現澆梁，砂袋或水箱預壓費工費時。本文通過工程實例介紹目前國內較為先進的高墩托架預壓施工技術—體外等效預應力預壓法。

1 工程概括

窟野河特大橋主橋橋墩最高為74.28m，最低為50.5m，梁體上部采用（88+4×165+88）m六跨預應力混凝土變截面連續鋼構-連續梁組合體系。其中0#塊在墩身施工時提前預埋的托架上完成澆注，其余節塊采用掛籃懸臂現澆法施工。原設計托架預壓方式采用沙袋或水箱進行預壓，但考慮到采用此方式預壓工作量繁重且不能完全模擬托架的受工況。所以本橋0#塊托架預壓采用“預應力等效加載法”的方式在托架橫梁頂進行施壓。

2 托架預壓目的

預壓試驗的主要目的是消除托架的非彈性變形，測量托架的彈性變形，為后續塊段施工提供預拋高參數，并檢驗托架的結構安全性與穩定性。

3 預壓加載方案

采用液壓千斤頂在托架橫梁頂與承臺連接的鋼絞線對托架進行預壓加載。即在承臺內預埋Ф32精軋螺紋鋼筋，通過預埋件上的分配梁將鋼絞線連接至托架橫梁頂，千斤頂鋼絞線施壓，利用其反作用力向托架施加所需的預壓荷載。

4 承臺內鋼筋埋設

在承臺混凝土澆注前，將Ф32精軋螺紋鋼筋預埋在承臺中，伸入承臺的精軋螺紋鋼筋采取與承臺中的結構鋼筋相焊接并帶下螺母和下錨墊板固定，以增加預埋鋼筋的抗拉強度。

由于本工程主橋托架預壓方案原設計為水箱或砂袋預壓，承臺施工中未預埋預壓用精軋螺紋鋼筋，所以采取在承臺內打眼錨固精軋螺紋鋼筋的方法，具體施工工藝如下：

1）放線、驗線：放出結構植筋的位置。復查點位無誤后，對其進行打眼開孔；

2）鉆孔：根據現場實際情況及先前植筋拉拔實驗結果決定采用風鉆進行打眼作業，開孔直徑為4.5cm，開孔深度自承臺面向下62cm，鉆孔施工完成，需檢查成孔直徑及深度是否符合要求；

3）清孔：用空壓機或其它吹風設備吹出植筋孔內灰塵，保證孔內干凈無其它雜物，用棉絲封堵植筋孔口待用；

4）鋼筋除銹：為了使植筋錨固牢靠，把附有鐵銹的鋼筋利用角磨機和鋼絲刷將鋼筋錨入部分除去鐵銹，油污等，并用丙酮擦干凈；

5）注膠植筋：將植筋膠安放在注膠器內，把膠注入植筋孔內40cm。根據設計要求的植入深度，在處理好的鋼筋除銹端做好明顯標記，然后插向孔洞，一邊插一邊向同一方向緩慢旋轉，直至達到孔洞底部為止，此時應有錨固膠體從洞口流出，則錨固合格。

錨固完成后的鋼筋，在2小時內不得有任何人為的擾動，以保證鋼筋錨固的質量，3天后即可使用。

5 預壓加載

5.1 預壓加載力計算

設計荷載包括箱梁自重、支架及模板系統自重、施工人員及機具荷載等。

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

2）支架及模板系統自重：0#塊箱梁內外模板及支架自重按16T考慮；

3）施工人員及機具荷載：施工人員及機具荷載按2.5kN/m2考慮，0#塊托架上人員機具荷載為17.6×3.5×2.5kN/m2=154kN；

4）荷載組合：荷載組合：0#塊箱梁自重×1.2+1#塊模板及支架系統自重×1.2+1#塊施工人員及機具荷載×1.4=3 022.16kN，即每側托架需承擔3 022.16kN的力。

5.2 精軋螺紋拉拔實驗

由于每個承臺上植筋達24根之多，植筋效果的不確定因素較多，故在對托架進行正式加載前，需提前對承臺中所植精軋螺紋鋼筋進行拉拔實驗，以檢驗植筋強度是否達到設計要求。

5.3 組裝預壓裝置

待拉拔實驗合格后便可組裝預壓裝置，按照托架預壓加載設計圖要求，每相鄰兩根精軋螺紋鋼筋為一組，每側托架6組，為便于預埋精軋螺紋鋼筋與張拉用鋼絞線的連接，在每組預埋精軋螺紋鋼筋頂設一道分配梁。

5.4 撓度測點布置

撓度測點布置于牛腿最外側，每側3個牛腿，每側共設3個測點。除基點外，其余均左右對稱布置，以精密水準儀觀測之。

5.5 預壓加載分級

按照加載力的20%、50%、80%、100%預壓荷載進行分級均勻對稱加載，卸載按80%、50%、0%進行。每級工況至少維持半小時，最大荷載持載要求24小時。

5.6 預壓加載力

托架預壓加載力包括0#塊箱梁自重、模板及支架自重、施工人員及機具荷載，即3 022.16kN。由于橫橋向托架（翼緣板下托架）只承受翼緣板等較輕重量，所以采用沙袋或水箱施壓以消除其非彈性變形即可，無需采用預應力預壓。

5.7 預壓力加載順序

本次預壓加載采取先中間后邊緣對稱分階段施加張拉力的原則。即先將中間兩組施加張拉力至20%后錨固，再將次邊緣兩組張拉至20%后錨固，最后再將邊緣兩組張拉至20%后錨固，以此作為張拉的一個階段；而后同樣按此順序直至張拉力達到100%。

5.8 預壓觀測

為了給后續塊段施工提供預拋高值，要求必須在預壓前、預壓加載達到最大值后及卸載后分別對撓度測點進行觀察并記錄數據。

在加載過程中對托架受力關鍵部位進行觀察檢查。主要觀察托架受力后有無剛度不夠產生變形、牛腿與預埋件焊縫有無脫焊、各種連接有無松動等異常情況發生。

6 安全質量措施

1）托架預埋件的預埋與焊接、以及預埋位置的準確與否和精軋螺紋在承臺中的植筋質量等直接關系到本次托架預壓的效果，所以對于以上施工環節的施工質量必須嚴格把關；

2）由于施工地點墩身較高，施工人員在墩頂進行張拉操作時必須執行高空作業之相關安全技術操作規程，并防止高空墜落等安全事故的發生；

3）在張拉過程中必須安排專人全程監控托架以及承臺中精軋螺紋等受力關鍵部位是否有變形、松動等跡象的發生，如發現此

類情況必須及時停止張拉，待查明原因采取相應措施后方可進行張拉。

7 結論

本方案通過在本項目的成功應用與傳統托架預壓方案相比，不僅大大縮短了托架預壓周期，而且最值得稱道的是經初步估算為本項目節約成本50余萬元。通過以上工程實例可見本方案在高墩大跨連續剛構托架預壓中值得推廣。

[1]楊文淵，徐犇主編.橋梁施工工程師手冊.2版.北京：人民交通出版社，2003.

[2]中華人民共和國國家標準.建筑工程施工質量驗收統一標準（GB50300-2001）.北京：中國建筑工業出版社，2001.

[3]中華人民共和國行業標準.公路橋涵施工技術規范（JTJ041-2000）.北京：人民交通出版社，2000.

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1674-6708（2011）57-0143-02