紅水河特大橋主塔下橫梁支架預(yù)壓方案設(shè)計

秦大燕，陳　林

(廣西路橋工程集團有限公司，廣西　南寧　530011)

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紅水河特大橋主塔下橫梁支架預(yù)壓方案設(shè)計

秦大燕，陳林

(廣西路橋工程集團有限公司，廣西南寧530011)

橋塔是斜拉橋的重要承重構(gòu)件，其施工質(zhì)量是確保橋梁結(jié)構(gòu)安全的重要因素。文章結(jié)合紅水河特大橋主塔下橫梁施工實例，介紹了利用鋼絞線反拉分配梁施力的方式對下橫梁現(xiàn)澆支架進行預(yù)壓的施工方案，并闡述了其反拉點布置方式和加載方案。施工結(jié)果表明，該技術(shù)切實可行，安全可靠，可節(jié)約施工工期。

斜拉橋；橫梁；現(xiàn)澆支架；鋼絞線；反拉；預(yù)壓

0　引言

大跨度斜拉橋的下橫梁是橋梁結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)受力和構(gòu)造均比較復(fù)雜，決定了橋梁的安全性，因此，下橫梁的施工質(zhì)量是確保安全的決定因素。常規(guī)情況下橫梁現(xiàn)澆施工支架的預(yù)壓采用堆載預(yù)壓的方法，費工費時，經(jīng)濟性不好，故如何利用橋梁已施工結(jié)構(gòu)進而設(shè)計出一種具有創(chuàng)新性、安全性以及經(jīng)濟性的支架預(yù)壓方案是值得探索的問題。本文依托紅水河特大橋，結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點，采用了一種利用鋼絞線反拉分配梁施力的方式對下橫梁的現(xiàn)澆支架進行預(yù)壓，并闡述了其加載方案，該技術(shù)方案安全可靠，可為類似橋梁工程提供借鑒作用。

1　工程概述

紅水河特大橋橋型布置為：上部結(jié)構(gòu)為2×20 m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱+(213+508+185)m雙塔雙索面混合式疊合梁斜拉橋，橋長956 m。主塔為5#、6#墩，塔高均為195.1 m(從塔座頂面算起)，下塔柱高55.0 m，中塔柱高72.0 m，上塔柱高68.1 m。塔柱采用折H型索塔，塔柱截面為箱形截面，在四周倒圓角，共設(shè)兩道橫梁，橫梁采用箱形截面(如圖1所示)，均布置了預(yù)應(yīng)力鋼束。

圖1　主塔結(jié)構(gòu)圖

1.1下橫梁構(gòu)造

主塔下橫梁凈跨度30 m，梁高6 m，梁寬8.6 m，頂、底板厚1 m，腹板厚1 m(如圖2～3所示)。

圖2　下橫梁橫斷面圖

圖3　下橫梁立面圖

1.2支架布置

下橫梁采用φ530×10mm鋼管樁貝雷片支架施工，φ530鋼管布置順橋間距為2.35m、2.53m、2.35m，橫橋向間距為7.5m、6m、6m、7.5m。鋼管之間用Ⅰ25工字鋼作平聯(lián)，用[20槽鋼作為剪刀撐連接來提高支架的穩(wěn)定性。鋼管樁頂用雙拼Ⅰ40工字鋼做為主橫梁，貝雷片布置間距為0.45m(如圖4所示)。

圖4下橫梁現(xiàn)澆支架布置圖

2　預(yù)壓設(shè)計方案

2.1預(yù)壓目的

(1)驗證支架結(jié)構(gòu)的可靠性，確保橫梁施工的安全和質(zhì)量；

(2)量測支架結(jié)構(gòu)的彈性和非彈性變形量；

(3)根據(jù)預(yù)壓試驗取得的數(shù)據(jù)，合理設(shè)置支架的預(yù)拱度，確保梁體線型美觀。

2.2預(yù)壓設(shè)計概要

下橫梁現(xiàn)澆支架設(shè)計承載混凝土重量1 600t，第一次澆筑鋼筋混凝土重量為1 196.4t，設(shè)計將其安全性和可靠性放在首要位置。支架安裝完成后需對支架進行預(yù)壓，預(yù)壓采用鋼絞線反拉到塔座錨點加載的方法，澆筑塔座時提前預(yù)埋反拉裝置。

根據(jù)梁體截面及縱斷面變化情況，確定預(yù)壓荷載，預(yù)壓最大荷載等于1.2倍梁體自重[1]。預(yù)壓分5級加載：30%、50%、80%、100%、120%，預(yù)壓加載到120%后，靜載需超過24h且最初24h的沉降量平均值<1mm預(yù)壓才合格[1]，方能卸載。預(yù)壓遵循先中間后兩邊對稱張拉的原則進行。預(yù)壓過程中，利用水準儀測量支架變形量，卸載完成后根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算各類變形量。

2.3預(yù)壓荷載計算

下橫梁第一次澆筑混凝土以3m高度段劃分，預(yù)壓鋼絞線反拉扁擔梁按3m一道布置，根據(jù)布置情況計算混凝土自重：空心段為96.2t，倒角段為151.3t，實心段為158.3t(如圖5所示)。

圖5　荷載分布圖

2.4預(yù)壓反拉點布置

根據(jù)荷載計算結(jié)果，預(yù)壓反拉點布置為：橫向8排，每排3個施力點，共24個施力點(如圖6～8所示)。

圖6　支架預(yù)壓反拉點橫橋向布置圖

圖7　支架預(yù)壓反拉點順橋向布置圖

圖8　支架預(yù)壓反拉點平面布置圖

倒角段不設(shè)預(yù)壓扁擔梁，其重量分攤到兩邊，則A、H段重量為258.3t；B、G段重量為147.5t；C、D、E、F段為96.2t。每段設(shè)3個施力點，力均勻平攤。一根鋼絞線滿載按0.75fk控制(見表1)。預(yù)壓最大總重1 436.4t，混凝土自重1 196.4t，滿足設(shè)計1.2倍的要求。

表1　預(yù)壓點施力明細表

2.5沉降觀測點布置

為使支架預(yù)壓能對施工確實起到指導(dǎo)意義，支架預(yù)壓時必需對標高進行全程監(jiān)控，在加載前、加載過程及卸載完成后都要進行標高測量。沉降測量點在預(yù)壓點附近取，其編號跟預(yù)壓點編號統(tǒng)一。

2.6預(yù)壓實施

預(yù)壓系統(tǒng)安裝完成后，采用合格標定期內(nèi)的千斤頂，按由內(nèi)到外、先中間后兩邊對稱的原則，對鋼絞線進行逐級張拉。由于預(yù)壓加載過程中，支架會下?lián)希鄳?yīng)的鋼絞線反拉力也會有一定的損失，每級需根據(jù)沉降測量數(shù)據(jù)，確定是否對鋼絞線進行補張，以保證加載的反拉力達到設(shè)計要求。

3　施工方法合理性及效果

施工結(jié)果表明，利用鋼絞線反拉分配梁施力的方式對下橫梁現(xiàn)澆支架進行預(yù)壓的施工技術(shù)達到了支架預(yù)壓的目的，確保了下橫梁的施工質(zhì)量，整個施工過程安全可靠，沒有造成對塔座的損傷，變形監(jiān)測顯示施工過程結(jié)構(gòu)變形達到規(guī)范要求，其直接效益是節(jié)約工期7 d。

4　結(jié)語

(1)在一定的條件下，通過在塔座預(yù)埋反拉裝置，利用張拉鋼絞線對下橫梁現(xiàn)澆支架預(yù)壓的施工技術(shù)是可行、可靠、安全的。

(2)張拉鋼絞線對下橫梁現(xiàn)澆支架預(yù)壓，操作簡單輕便，工藝成熟，相比常規(guī)堆載預(yù)壓方法而言，材料、設(shè)備投入少，經(jīng)濟合理。

[1]王勝利，卜東平.主塔下橫梁在百米高空施工的新技術(shù)[J].公路，2008(4)：99-102.

[2]劉昀，顏東煌，等.大跨度斜拉橋橋塔下橫梁安全施工方案研究[J].中外公路，2014，34(5)：105-109.

[3]JTJ/T 194-2009，鋼管滿堂支架預(yù)壓技術(shù)規(guī)程[S].

Preloading Program Design for Lower Cross-beam Stent of Main Tower in Hongshui River Super-large Bridge

QIN Da-yan，CHEN Lin

(Guangxi Road and Bridge Engineering Group Co.，Ltd.，Nanning，Guangxi，530011)

The bridge tower is an important load-bearing member of cable-stayed bridge，and its construction quality is an important factor to ensure the bridge structure safety.Combining the lower cross-beam construction practice of main tower in Hongshui River Super-large Bridge，this article introduced the construction scheme with the preloading on lower cross-beam in-situ stent by using the steel strand anti-pull to distribute the beam forces，and described its anti-pull point arrangement method and loading program.Construction results showed that this technology is feasible，safe and reliable，and able to save the construction time.

Cable-stayed bridge；Cross beam；In-situ stent；Steel strand；Anti-pull；Preloading

U445.46

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.07.022

1673-4874(2016)07-0087-03

2016-06-15

秦大燕(1980—)，高級工程師，研究方向：公路與橋梁施工技術(shù)；

陳林(1986—)，工程師，研究方向：公路與橋梁施工技術(shù)。