某大跨高墩現(xiàn)澆支架預壓方案比選及施工技術(shù)

朱治沛ZHU Zhi-pei

（中鐵二十五局集團有限公司西北分公司，西安 710021）

1 概述

近年隨著交通建設的高速發(fā)展，橋梁跨道路及河道等越來越多，現(xiàn)澆連續(xù)梁使用也越來越廣泛。支架體系作為現(xiàn)澆連續(xù)梁施工中的首要環(huán)節(jié)，其安全性及施工質(zhì)量效果對工程安全尤為重要。支架在使用前必須進行預壓試驗，一是為了消除支架結(jié)構(gòu)間及地基在各受力作用下的非彈性變形，二是通過預壓，確保支架體系的安全及沉降滿足規(guī)范要求，為下一步立模及混凝土澆筑預留沉降量和預拱度提供一定的參考依據(jù)。支架預壓方案的選擇還直接影響連續(xù)梁施工工期及成本。

支架預壓方案主要為2 類，一類為采用均布荷載進行預壓，常采用沙袋、水箱、鋼材及預壓塊等方式進行配重，等截面等荷載預壓；第二類為等效荷載反力預壓，常用施壓方式有兩種，一種采用預埋鋼絞線及精軋螺紋鋼反力預壓，一種采用反力架預壓。支架預壓方案及適用條件見表1。

表1 支架預壓方案及適用條件

2 工程概述

某鐵路特大橋在DK268+254.98 處跨越信江西支，設計采用（90+180+90）m 連續(xù)梁拱跨越，橋墩設計為圓端實體橋墩，主墩291#、292#墩，墩高分別為23.5m 和23m，截面尺寸為16.92m×6.92m。本梁主跨180m，梁全長361.6m，計算跨度（90+180+90）m，支點至梁端長0.8m。主梁為單箱雙室、變高度、直腹板箱形截面，中支點處梁高11m，邊跨和跨中直線段梁高為5m，直線段長度分別為11.3m、21m，梁底下緣按二次拋物線變化。主梁頂寬一般段13.2m，中支點處考慮拱腳影響頂寬線性變化為15.9m，頂板厚0.42～0.62m，中支點附近頂板加厚為1.12m，邊支點處局部頂板加厚為0.72m。主梁底寬10.8m，底板厚0.4～1.3m，中支點附近底板加厚為1.7m，邊支點處局部底板加厚為0.85m。采用直腹板，腹板厚按折線0.47～0.55～0.7m 變化。連續(xù)梁0#塊總長17m，墩頂范圍寬6m，0# 塊每側(cè)外懸5.5m，外懸每邊重1050 噸，采用落地支架施工。0#塊墩身支架結(jié)構(gòu)圖見圖1。

圖1 0# 塊墩身支架結(jié)構(gòu)圖

懸臂澆筑段長度均為4.5m，最大重量為450 噸，采用四組三角掛籃施工。連續(xù)梁的施工條件見表2。

表2 信江西支特大橋連續(xù)梁施工條件一覽表

3 預壓方案選擇

根據(jù)設計文件要求，支架及掛籃預壓按最大荷載的120%進行預壓，0#塊預壓荷載為1260 噸，掛籃預壓荷載為540 噸。

3.1 0#塊支架預壓方案

根據(jù)主墩墩高及0#塊高度，分別對2 種預壓方案進行經(jīng)濟及工期、安全及效果等情況進行對比，具體比選情況見表3。

表3 0# 塊支架預壓方案比選

根據(jù)比選，0#塊支架采用預埋鋼絞線等效荷載預壓。

3.2 掛籃預壓方案

掛籃采用每邊4 片三角掛籃，掛籃前段懸臂點至墩身邊緣為11.5m，如再采用預埋的鋼絞線施加荷載，掛籃受斜向力作用較大，與實際受力狀態(tài)不符，需重新制定預壓方案，預壓方案比選見表4。

表4 掛籃預壓方案比選

根據(jù)以上四種因素的比選，掛籃預壓采用在0#塊與1#塊交界處腹板位置預埋鋼板，安裝反力框架進行等效荷載預壓。

4 方案實施及施工技術(shù)

4.1 0#塊等效荷載預壓施工

根據(jù)0#塊支架布置及受力分析圖進行等效荷載布置，在承臺施工時，進行反力鋼絞線的預埋，并與承臺鋼筋連接成整體。

等效荷載預埋頂?shù)酌娌贾脠D見圖2。

圖2 0# 塊鋼絞線等效荷載預壓布置示意圖

根據(jù)等效荷載檢算，墩身每側(cè)預埋6 束鋼絞線，靠近外腹板處各為2 束9 根布置，中腹板處為2 束6 根布置，距離墩中心距離為5.25m，預埋承臺內(nèi)深度不小于1m，底部采用P 錨鋼板固定，并與承臺鋼筋連接；墩頂支架上部采用雙45a 工鋼作為反力梁，通過千斤頂及錨墊板張拉，施加反向力荷載。根據(jù)設計圖紙要求及施工規(guī)范，預壓荷載分三級施加，分別為60%，100%，120%，每側(cè)在兩側(cè)外腹板及中腹板的0#塊墩邊緣及0#塊末端、中心三個斷面處設置9 個監(jiān)測點進行預壓沉降觀測。在每級荷載施加完畢1h 后進行變形觀測，間隔6h 后再次進行觀測，當相鄰兩次間隔沉降量小于2mm 時，進行下一級荷載施加，在全部荷載施加完成后，間隔6h 觀測沉降位移量，當連續(xù)12h檢測位移平均值之差不大于2mm 時，方可卸除預壓荷載。

經(jīng)預壓，各觀測點沉降位移量滿足設計圖紙要求，經(jīng)監(jiān)理見證后進行立模施工工序。

4.2 掛籃等效荷載預壓施工

在0#塊澆筑前，先通過掛籃總裝設計圖及節(jié)段設計圖紙進行等效荷載檢算，確定預埋件位置及預埋鋼筋長度等材料類型，確定反力框架所用型鋼類型，掛籃反力框架布置圖見圖3。

圖3 掛籃反力架預壓布置示意圖

在0#塊現(xiàn)澆施工時，在1#塊交界斷面腹板位置預埋鋼板，預埋時注意避讓波紋管位置及預應力張拉千斤頂工作空間。

在掛籃底板組裝完成后，按照設計圖紙在預埋鋼板上焊接安裝反力架型鋼及主受力型鋼，通過反力架及千斤頂施加荷載至主受力型鋼，傳遞荷載至掛籃主桁架，達到等效荷載預壓效果。預壓荷載施加及觀測點設置同0#塊預壓。掛籃預壓完成后，需繪制掛籃重量變形曲線，便于懸澆施工時，不同荷載下掛籃的變形量，便于沉降量預留，控制立模標高。

5 方案優(yōu)化及結(jié)論

信江西支特大橋主跨180m 連續(xù)梁0#塊支架及掛籃預壓經(jīng)過比優(yōu)化，分別采用兩種不同形式的等效荷載施加方式，達到等效荷載預壓效果，荷載預壓均在48h 內(nèi)完成，不但節(jié)約了工期，在成本方面也減少了投入，在滿足安全及預壓目的的前提下，為后續(xù)節(jié)段的懸臂澆筑等后續(xù)工序施工進一步打下了扎實的基礎(chǔ)。

在其他類似支架施工中，還有其他的預壓方案值得我們借鑒和學習，如對于高墩0#塊或蓋梁施工時，也可借助在墩頂安裝臨時錨固鋼筋安裝反力架，進行支架預壓等。

由于結(jié)構(gòu)支架形式多樣，支架預壓也應根據(jù)不同的施工條件及便捷方式選不同的技術(shù)方案。在保證安全及節(jié)約成本的情況下，達到消除結(jié)構(gòu)安裝過程中的非彈性變形并檢驗結(jié)構(gòu)的強度及剛度滿足設計及規(guī)范要求，確保后續(xù)施工質(zhì)量及安全滿足設計的目標。