預應力混凝土連續(xù)箱梁零號塊支架預壓施工技術

李勝臣

（中鐵二十三局二公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

目前在橋梁施工中比較常見的梁型是預制梁和現(xiàn)澆連續(xù)梁。其中預制梁的施工方法基本相同，應用比較廣泛。而現(xiàn)澆連續(xù)梁，特別是針對用掛籃法施工的連續(xù)梁0號塊時，在方案制訂時需要綜合考慮外部環(huán)境和內(nèi)部條件等因素，選擇出既合理又簡單易行的方法。本文以哈爾濱西客站地區(qū)龍葵路鐵路跨線橋工程為例，研究了0號塊的支架預壓施工技術。

一、概述

本工程位于哈爾濱西客站地區(qū)，自哈爾濱大街起橋，跨越鐵路街、哈大鐵路咽喉區(qū)、車站街、七臺河路，于先進街前落地，是哈爾濱市重點工程。

橋梁全長997.24m，主橋上跨哈西客站高速、普速場鐵路，采用1聯(lián)（65+110+65）m預應力混凝土連續(xù)梁，梁體截面為雙幅單箱雙室、變高度、直腹板箱形。其中0號段總長12.0m，重量為764.5t，在墩頂上部范圍內(nèi)的長度為4米，其余懸挑部分采用鋼管樁支架法施工，該混凝土單幅合計428.2m3。

二、施工工藝

1 0號塊支架結構設計

0號塊鋼管樁位置設計在本墩承臺上，該處承臺尺寸為長31.3m、寬10.6m、厚4m，混凝土強度等級C30。

0號塊支架結構標準設計：在腹板、底板下部采用直徑630mm、壁厚10mm的鋼管樁，在翼緣板下部采用直徑450mm、壁厚10mm的鋼管樁，所有鋼管樁下部墊2.0cm厚鋼板，上部布置縱橫向工字鋼作為分配梁。箱室內(nèi)支架采用碗扣式腳手架作支撐，布置間距0.6m×0.6m。見圖1、圖2。

2 支架結構檢算

針對主橋連續(xù)箱梁0號段支架，對模板、分配梁及鋼管柱進行力學檢算，結果均滿足規(guī)范要求。

2.1 橫向分配梁

腹板、底板下按兩等跨連續(xù)梁計算，翼緣板下按懸臂外伸梁計算，采用I22b工字鋼，間距30cm，每側16根，共計32根。

翼緣板下橫向分配梁：抗彎強度σ=21.4MPa＜ [σ]=170MPa；最大撓度fmax=0.31mm＜[f]= L/400=2.4/400=6mm。

腹板、底板下橫向分配梁：抗彎強度 σ= 119.5MPa＜ [σ]=170MPa； 最 大撓度fmax=5mm＜[f]= 4.05/400=10mm。

2.2 縱向分配梁

腹板、底板下縱向分配梁采用I40b工字鋼，腹板、底板下布置3根，翼緣板下布置一根。

腹板底板下縱向工字鋼：抗彎強度σ=51MPa＜[σ]=170MPa；最大撓度fmax=0.4mm＜[f]=L/400=1.67/400=4mm。

翼緣板下縱向工字鋼：抗彎強度σ=59MPa＜ [σ]=170MPa； 最 大 撓 度fmax=2mm＜[f]= L/400=3.27/400=8mm。

2.3 鋼管樁

腹板下鋼管樁穩(wěn)定性驗算：壓桿穩(wěn)定的允許應力 ψ[σ]=162.9×103 kPa；鋼管柱允許抗壓強度σ=N/（ψA）＝55.5MPa ＜ [σ]= 162.9MPa。

翼緣板下鋼管樁穩(wěn)定性驗算：壓桿穩(wěn)定的允許應力ψ[σ]=159×103 kPa；鋼管柱允許抗壓強度σ= 15.8MPa＜[σ]=159MPa。

圖2 0號塊支架立面

鋼管樁底部混凝土承載力驗算：σ=1.9N/mm2＜ 11.9 N/mm2。

2.4 方木計算

型鋼支架上采用10×10cm方木作橫向分配梁，腹板下跨度L=0.4m，底板下跨度L=0.6m，寬度b=0.2m計算，10×10cm普通松木方允許彎曲應力[σ]=10N/mm2，彈性模量E=9×103N/mm2，截面抵抗矩Wx=1.667×10-4m3，慣性矩I=8.333×10-6m4。

腹板下橫向木方檢算：抗彎強度 σ=6MPa＜ [σ]=10MPa；跨中撓度fmax=2.4×10-4m＜[L/400]=10×10-4m。

底板下橫向木方檢算：抗彎強度σ=3.5MPa＜ [σ]=10MPa；跨中撓度fmax=2.9×10-4m＜[L/400]=15×10-4mm。

2.5 底模計算：

箱梁底部模板采用15mm厚竹膠板作底模，底模下木方間距L=0.2m，凈距L=0.1m，取縱向長度p=1.0m進行檢算。竹膠板厚度為15mm，允許彎曲應力[σ]=60N/mm2，彈性模量 E=4.5×103N/mm2，截面抵抗矩Wx=0.375×10-4m3，慣性矩I=2.813×10-7m4。

腹板下底模檢算：抗彎強度σ=5.1MKPa ＜ [σ]=60MKPa；跨中撓度fmax=0.1mm＜[f]= 1/400=0.25mm。

三、預壓技術要求

1 設置觀側點

順橋方向在0號塊兩側的端部、中部布設3個變形觀測斷面。橫橋向根據(jù)荷載分布情況，每斷面在橋上及支架底部上分別設7個沉降觀測點（布置在兩腹板中心，底板中心、翼緣板中心）。當觀測點布置好并且觀測完基點數(shù)值后才可進行加載預壓施工。

2 施加壓力

在堆載預壓前將觀測標埋到底模的相應位置上（注意對觀測標的保護），進行首次觀測，記錄其初始高程。然后進行分級加載。預壓荷載為設計荷載梁體自重（在支架上的梁體重量）的1.2倍進行加載。按梁體的大致等效荷載進行布載。加載時分級進行，按照30%、70%、100%、120%四級加載。待前一級荷載加載30分鐘后，并同時觀察讀數(shù)變化并記錄。然后施加下一級荷載。

圖3 千斤頂布置圖

圖4 沉降變形測量

在開始的兩級加載完成后要進行沉降變形觀測，做好觀測記錄。當基礎穩(wěn)定后可以進行卸載，卸載時要分層均勻卸載。卸載后待支架相對穩(wěn)定后進行最終的沉降觀測，記錄最終的數(shù)據(jù)。見圖3、圖4。

3 施工要求

3.1 承臺混凝土澆筑前應在內(nèi)部預埋鋼墊板，安放的鋼管必須保證垂直度，鋼管與承臺內(nèi)的預埋鋼板采取焊接固定，防止產(chǎn)生位移。

3.2 鋼管縱橫向之間水平方向采用22槽鋼連接，斜撐采用16槽鋼連接，槽鋼與鋼管柱間均采用節(jié)點板焊接。

3.3 墩身前后兩側管柱支架采用對拉筋利用墩身拉模筋孔對拉固定，形成整體連接。

3.4 使用前千斤頂須與油表配套校定合格。

3.5 加壓前必須仔細檢查支架的位置，尺寸，數(shù)量及牢靠性，并由測量人員對支架頂面高程進行復核。加壓期間要注意對觀測點預埋件的保護，待穩(wěn)壓5-10min后專人負責測量、記錄。

3.6 加壓時注意加載重量大小和加載速率，嚴格控制每級加載速率。千斤頂張拉過程中，與油泵需分離作業(yè)，不得放置在同一構件上，且千斤頂?shù)腻^墊板必須水平與支架密貼，施壓時須同步對稱推進。

3.7 支架結構頂部周圍采用欄桿防護，防止發(fā)生墜落事故。

四、結論

通過對0號塊支架預壓施工記錄的整理分析，算出了支架基礎的彈性及非彈性變形數(shù)值，據(jù)此對支架高程進行了相應地調整，經(jīng)過施工后的線形檢查均滿足設計要求，除此之外，該方法還起到如下作用：

1 千斤頂預壓技術取代了傳統(tǒng)的堆載預壓工藝，可以降低部分施工成本。

2 投入的設備操作簡單，施工速度快，能有效地縮短相應的施工工期。

[1]JTG D62-2004，公路鋼筋混凝土和預應力混凝土橋梁設計規(guī)范[S].

[2]JTG F80/1-2004，公路工程質量檢驗評定標準[S].

[3]TB10002.3-2005，鐵路鋼筋混凝土和預應力混凝土橋梁設計規(guī)范[S].