柔性拉索千斤頂分級(jí)加載預(yù)壓技術(shù)

張寶永

(中鐵十九局集團(tuán)有限公司，北京 100076)

1 堆載預(yù)壓存在問(wèn)題

目前在對(duì)托架、掛籃及支架等進(jìn)行預(yù)壓時(shí)國(guó)內(nèi)多使用堆載預(yù)壓法。常見的堆載預(yù)壓方法有砂袋預(yù)壓、預(yù)制混凝土構(gòu)件預(yù)壓、水箱加水預(yù)壓等。采用這些方法存在下列問(wèn)題：

(1)耗費(fèi)材料多。采用砂袋預(yù)壓，需要配置大量的砂子和編織袋；采用砼塊預(yù)壓，需要消耗大體積的混凝土；若采用水箱預(yù)壓，需要往特制水箱中注入大體積的水。

(2)加載時(shí)間長(zhǎng)。吊裝工作一般采用塔吊和汽車吊進(jìn)行，尤其是在需要高處吊裝的環(huán)境下，每吊一次都需要花費(fèi)大量的時(shí)間。

(3)預(yù)壓效果較差?；炷令A(yù)制塊重度為23 kN/m3，砂袋重度為16 kN/m3，水重度為10 kN/m3。預(yù)壓時(shí)加載系數(shù)取1.2，采用砂袋預(yù)壓換算砂袋體積為混凝土體積的1.4倍，采用水箱預(yù)壓水體積為混凝土體積的2.3倍。預(yù)壓時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)往往受場(chǎng)地限制，采用堆載預(yù)壓在現(xiàn)場(chǎng)將很難實(shí)現(xiàn)。

2 柔性拉索千斤頂分級(jí)加載預(yù)壓技術(shù)

2.1 工藝原理

柔性拉索千斤頂分級(jí)加載模擬托架施工過(guò)程受力狀況，將面荷載模擬成等效的多點(diǎn)集中荷載，通過(guò)液壓千斤頂施加集中力，由柔性拉索將力傳遞給預(yù)壓結(jié)構(gòu)物，隨著千斤頂?shù)闹鸺?jí)加載達(dá)到與堆載預(yù)壓等效的目的。此外還可以通過(guò)千斤頂對(duì)柔性拉索分級(jí)加載模擬預(yù)壓的方式消除非彈性變形，繪出彈性變形關(guān)系曲線。

2.2 加載預(yù)壓過(guò)程

圖1 托架預(yù)壓裝置

錨固長(zhǎng)度計(jì)算：L=a×fy×d/ft。式中：L為鋼絞線預(yù)埋入承臺(tái)的最小長(zhǎng)度；a為鋼筋的外形系數(shù)，取0.16；fy為鋼絞線的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取1 395 MPa；ft為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，C35混凝土取1.57 MPa；d為鋼絞線的公稱直徑，取15.2 mm。則L=2.2 m[1]。

承臺(tái)澆筑完成以后，上下鋼絞線連接固定在一起，托架上部的鋼絞線用錨具固定，采用千斤頂張拉。

承臺(tái)預(yù)埋鋼絞線與上部鋼絞線采用專門的連接器連接，此類連接器可采用多根鋼絞線連接器也可以采用單根鋼絞線連接器，無(wú)論采用哪一種一定要保證鋼絞線的連接可靠。連接器結(jié)構(gòu)詳見圖2。

圖2 單根鋼絞線連接器

托架安裝完成后，在扁擔(dān)梁上安裝工作錨具與鋼絞線相連，錨具夾片安裝緊密。張拉時(shí)應(yīng)根據(jù)鋼絞線的受力大小采用配套千斤頂及錨具[2-4]。

觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)均勻布置，在0號(hào)塊托架單側(cè)分布橫梁頂共布置12處，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置貼設(shè)反光片。每級(jí)堆載對(duì)應(yīng)測(cè)量節(jié)點(diǎn)豎向位移作為底模調(diào)整標(biāo)高的依據(jù)，預(yù)壓觀測(cè)點(diǎn)在底板橫向?qū)?yīng)的每片托架位置上，按主梁跨徑的靠墩柱第1個(gè)節(jié)點(diǎn)處、跨中1/2及端點(diǎn)處布設(shè)3道預(yù)壓觀測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布置詳見圖3[2-4]。

圖3 托架預(yù)壓觀測(cè)點(diǎn)布置

2.3 技術(shù)特點(diǎn)

托架、掛籃、支架等采用的柔性拉索千斤頂分級(jí)加載預(yù)壓施工技術(shù)設(shè)備新穎、施工工藝先進(jìn)、操作方便，很好地解決了托架在預(yù)壓過(guò)程中分級(jí)堆載不易操作的難題。本項(xiàng)目有以下技術(shù)特點(diǎn):

(1)節(jié)省時(shí)間，與傳統(tǒng)的技術(shù)相比用很少的時(shí)間即可完成單個(gè)托架的預(yù)壓。

(2)施工方便，可以利用千斤頂分級(jí)加載，提高了加載精度。

偵查機(jī)關(guān)由于無(wú)法事先預(yù)測(cè)被監(jiān)聽者的談話內(nèi)容及對(duì)象，因此常常在合法監(jiān)聽過(guò)程中意外得知另案的通訊內(nèi)容?；诒O(jiān)聽有先天上難以克服的技術(shù)問(wèn)題，監(jiān)聽上的失誤不能由意外被監(jiān)聽人完全承受，因?yàn)槿绻翢o(wú)條件地承認(rèn)偶然監(jiān)聽所得材料的證據(jù)能力，無(wú)異于再次侵害或加深傷害意外受監(jiān)聽人的合法權(quán)利，因此應(yīng)當(dāng)有條件的承認(rèn)偶然監(jiān)聽所得材料的證據(jù)能力[3]。通過(guò)借鑒美國(guó)及德國(guó)關(guān)于偶然監(jiān)聽材料證據(jù)能力的立法例，并結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，我國(guó)應(yīng)當(dāng)建立如下的偶然監(jiān)聽材料的證據(jù)能力規(guī)則。

(3)節(jié)約了成本，減少了大量砂袋的使用及砂袋吊裝時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械費(fèi)用。

(4)不受堆載物材料碼放高度的影響。

3 施工工藝研究

3.1 加載與觀測(cè)方法(托架預(yù)壓為例)

(1)張拉順序：對(duì)稱分階段進(jìn)行張拉。

(2)加載、卸載與觀測(cè)方法：① 測(cè)量每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的初始高程。②采用YDC-250Q型千斤頂對(duì)鋼絞線進(jìn)行單端張拉。③張拉前，先測(cè)出測(cè)設(shè)點(diǎn)的初始標(biāo)高和平面位置，然后開始張拉，荷載按照0→50%→80%→100%→120%分級(jí)加載。④加載至120%荷載持續(xù)24 h，每2 h測(cè)量一次變形值。在24 h后，預(yù)壓后沉降變化值小于2 mm時(shí)，卸載并再次測(cè)量各觀測(cè)點(diǎn)高程。⑤按加載等級(jí)的相反順序分級(jí)卸載。⑥卸載完成后，通過(guò)全站儀或RTK對(duì)觀測(cè)點(diǎn)高程進(jìn)行測(cè)量。⑦對(duì)所有測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出托架的彈性變形量與非彈性變形量，并將彈性變形量作為施工中的預(yù)留上拱度。⑧預(yù)壓過(guò)程中如遇到高程變化較大的情況，應(yīng)立即停止加載[5]。

加載前初始高程(H1)、加載完成并待沉降穩(wěn)定后測(cè)出各控制點(diǎn)的標(biāo)高(H2)、卸載后控制點(diǎn)標(biāo)高(H3)[1]。變形值為：非彈性變形δ0=H1-H3， 彈性變形δ1=H3-H2。

梁段施工控制標(biāo)高除考慮支架系統(tǒng)的變形外還應(yīng)考慮梁段預(yù)應(yīng)力束張拉后所產(chǎn)生的起拱值(預(yù)估δ2=3 mm)和施工時(shí)引起的撓度δ3。

經(jīng)過(guò)預(yù)壓后的塊段標(biāo)高控制H為：H=H0+δ1-δ2+δ3[6]。其中：H0為相應(yīng)控制點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高。

(3)數(shù)據(jù)分析：試驗(yàn)結(jié)束后首先檢查托架結(jié)構(gòu)的外觀，觀察是否有破損和開裂。試驗(yàn)獲得的變形數(shù)據(jù)包括彈性變形和非彈性變形，以彈性變形為主。在120%荷載作用下，托架總變形量最大值應(yīng)小于規(guī)范的允許值即δ0+δ1

預(yù)壓時(shí)托架受力及位移情況詳見圖4、圖5[7-8]。

圖4 預(yù)壓時(shí)托架內(nèi)力(單位：kN)

圖5 預(yù)壓時(shí)托架位移(單位：mm)

3.2 施工注意事項(xiàng)

(1)預(yù)埋鋼絞線時(shí)應(yīng)保證其穩(wěn)固性，無(wú)損傷及銹蝕。

(2)連接器必須一次連緊，防止鋼絞線張拉時(shí)產(chǎn)生滑絲現(xiàn)象。

(3)專職測(cè)量監(jiān)控人員記錄千斤頂加載噸位和鋼絞線的伸長(zhǎng)量。

(4)在千斤頂加載過(guò)程中托架如出現(xiàn)撓度超警戒范圍，應(yīng)停止加載。

4 應(yīng)用概況

我單位承建的南欽鐵路玉洞貨車上下行疏解線一聯(lián)(48+80+48)m連續(xù)梁在托架預(yù)壓過(guò)程中采用此技術(shù)取得了良好的效果。整個(gè)托架預(yù)壓過(guò)程中耗時(shí)較短，比原計(jì)劃縮短了12 d。采用傳統(tǒng)的砂袋預(yù)壓技術(shù)每個(gè)砂袋價(jià)格為50元，考慮砂袋的循環(huán)利用，砂袋費(fèi)用為22 000元(1.1折舊率×50元/個(gè)×400個(gè)=22 000元)。預(yù)壓前需要裝袋及吊車吊裝，預(yù)壓完成后需要吊車對(duì)砂袋進(jìn)行卸載，機(jī)械費(fèi)用總共為30 000元。采用柔性拉索千斤頂分級(jí)加載預(yù)壓施工技術(shù)省去了加載和卸載的時(shí)間，兩處連續(xù)梁共省去12 d時(shí)間(其中每處中跨節(jié)省2 d，每處邊跨節(jié)省1 d)，創(chuàng)造綜合效益30萬(wàn)元，各項(xiàng)費(fèi)用節(jié)省約352 000元[9]。

5 結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)階段的交通建設(shè)中，線路不斷地跨越河流、街道、高山峽谷，大跨度橋梁的比重隨著增高，各種托架、支架、掛籃等預(yù)壓的施工難度也隨之增大，柔性拉索千斤頂分級(jí)加載預(yù)壓施工技術(shù)適用于多種復(fù)雜的條件，具有很高的推廣價(jià)值。