0#块预压反力架施工研究

0#块预压反力架施工研究

鲁统伟

临沂市政集团有限公司   276000

摘要：通过采用0#块托架反力架对托架施加预压力，在逐级施加预压力过程中，通过对各测点的变形及受力进行观测、统计分析。达到对0#块快速预压的目的，提高施工效率，降低生产成本，具有巨大的应用价值。

关键词：0#块、反力架、千斤顶

引言：

传统箱梁0#块预压采用堆载预压方式，需准备同等重量的预压材料，并逐级吊装至0#块支架，耗时长，且需要较大的人力、机械成本。同时若现场空间小，吊机安装受限时，吊装难度成倍增加。

通过在0#块设置反力架，千斤顶施加压力，利用临时固结用精轧螺纹钢传递压力至0#块支架，从而达到托架预压的目的。不但能够缩短预压时间，同时降低了成本。

一、工程背景

我项目部承建的开发路东延快速化改造工程是扬州城市南部通道的重要延伸，东牵江都、中穿主城、西连仪征，建成后将成为支撑城市“一体两翼”发展战略、促进江广融合的重要东西向快速通道。

其中跨河桥为连续梁桥，采用挂篮施工工艺，其中0#块采用托架进行施工。按照规范要求，托架需进行预压操作，以消除非弹性变形，验证弹性变形的实际值与设计值是否相符。

项目部在编制预压方案时，发现0#块预压若采用传统的堆载预压，则成本超出清单较多，如吊车成本，堆载材料成本、人力成本等。同时堆载预压吊装堆载材料，吊装堆载材料需消耗较多时间，而水中施工，栈道运输繁忙，难以留出时间空白，故需采取其他方式进行预压。

项目部参考相关论文，采用在墩顶预埋精轧螺纹钢筋，并按照装配式反力进行预压的的施工工法①。

二、0#块反力架设计

采用设置反力架结合千斤顶给0#块托架提供一个向下的荷载来模拟施工过程中托架的荷载情况。在墩身预埋反拉锚固点，精轧螺纹与临时锚固共用，用作反拉的精轧螺纹锚在墩身内的加长1m，并设置加强网片，反力架采用长度10m 的双拼 H700×300 型钢，形成H型组合，可对0#块托架均匀施加压力。

1.反力架计算：

托架型式设计完成后，对托架进行计算，确保托架受力安全。经过计算，托架各处型钢受力合理，且变形在规范范围内，满足要求。

托架反力架设计图

2.精轧螺纹钢计算与安装

（1）精轧螺纹钢受力计算

根据0#块节段重量，反力架需提供1085t预压力，单根Φ32精轧螺纹钢约能提供拉力83t，需精轧螺纹钢14钢，为保证安全，计划使用22根精轧螺纹钢，则每根受力不超过50t。精轧螺纹钢筋均匀布置在墩顶位置。经过计算精轧螺纹钢筋受力满足要求。

                    1085÷22=49.3t＜83t

(2)精轧螺纹钢定位、预埋

按照计算模型，在墩顶进行预埋钢筋的定位，定位准确后，与墩身钢筋进行焊接连接，后浇筑于墩身中，作为反力传力结构。

同时墩顶设置采用Φ32精轧螺纹钢作为临时固结，且位置与预压位置基本重复，本次精轧螺纹钢技能作为预压反力钢筋又能作为临时固结钢筋使用，节省成本。

  3.千斤顶同步设计

根据计算，预压反力至少为1085t，拟采用4台设计同步顶升系统进行预压。1085÷4=271.25t。

经计算4台500吨千斤顶完全满足预压力的需求。同时为保证反力架受力均匀，需对千斤顶进行同步，同步系统由电动机、高压液压泵、油箱及操作控制系统、千斤顶和油管、分流器等组成。一个泵站的流量通过分流器输出，分别提供给每个执行油缸，位移控制系统根据每个不同测点的回馈的信号，控制每个油缸的带载顶升的速度，实现整个千斤顶的整体加压动作。

具有优点：（1）分散布置（2）集中操作（3）同步升降（4）实时监控（5）智能管理。

4.测点布设

根据预压要求，以及0#块托架的形式，在支架共设置20处观测点，观测点在模拟实际受力情况在主梁分布，其受力与实际施工时较为贴合，能准确的反应支架施工时的受力状态。

三、反力架制作

首先选定主梁H700型钢，选定分配梁32工字钢，选用经有资质的检测机构检验合格的钢材作为支架材料。在钢筋加工场根据设计图纸进行下料，焊接，并对需用螺栓组装部分进行组装成型。

考虑方便人员行走及作业，可在分配梁安装后进行预压，但此时应注意，千斤顶荷载不可作用在横向分配梁上，造成荷载分摊，应避开横向分配梁位置，荷载直接作用在托架上。

对反力架进行后场加工，局部小构件采用焊接连接成整体，现场吊装，进一步缩短现场安装时间。H型钢因自重较大，焊接后不宜移动，且不利于回收，采用螺栓连接。由于反力架已在后场加工成型，现场安装仅需2h，大大缩短了架体安装时间。

  四、预压

反力架、千斤顶以及观测点布设完成后，进行整体调试，系统无误后进行预压作业。预压力的施加由电脑进行控制，第一级加载在60%荷载，后分别加载至80%、100%、120%进行托架受力分析以及托架变形的观测。

预压荷载为托架所需承受全部荷载的 1.2 倍（单个 0#块体积为 705.1m³，其中墩顶范围内 361.7m³混凝土荷载落在墩柱上，不计入预压荷载，两侧托架范围内混凝土343.4m³，约 892.8T，1.2 倍为 1071.4T，分三级加载，依次为预压荷载的 60%（535.68T）、80%（714.24T）、100%（892.8T）、120%（1285.7t）。

卸载后，再次进行标高观测、记录，作为支架各检测弹性变形量的计算依据。

在取得托架在施工荷载下的弹性变形值，检验了支架的安全性后，对预压成果报监理工程师，经同意后可进行下一工序施工。

支架每一级加载过程中或加载后，支架如出现明显变形或出现异响时，应立即停止作业，检查原因或采取措施后在监理工程师同意下继续观测，直至托架满足要求后，在进行下一级加载。

    支架监测主要包括下列内容：

加载之前测点标高；每级加载后监测点标高；加载至 100%后间稳压 24h 监测点标高；卸载后监测点标高。

五、安全注意事项

0#块预压属于高空作业，且需采用大型机械配合吊装，在施工中应遵守《中华人民共和国安全生产法》、《公路工程施工安全技术规范》、《施工现场临时用电安全技术规范》等规范，同时应按照中华人民共和国住房和城乡建设部令第37号令《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》以及31号文《住房城乡建设部办公厅关于实施〈危险性较大的分部分项工程安全管理规定〉有关问题的通知》编制方案并论证。

结语：

托架预压是确保连续梁0号块施工安全和桥梁线形控制的关键施工环节，通常采用堆载预压和承台预埋钢绞线反拉预压,然而对大跨高墩连续刚构桥而言,上述的两种方法施工难度大；堆载预压成本较高，工期较长；尤其不适用与水中钢栈桥上或者水下承台施工环境进行预压作业。

通过本工艺，预压工期更短，无需进行大规模的吊装堆载工作，可在一天内完成一个0#块的预压工作；且降低了高空吊装作业的风险；降低了堆载材料周转和使用的费用。并且利用临时固结体系作为反力架锚固体系，进一步降低了成本，加快了施工效率。根据项目生产部测算，单个0号块托架预压施工，较传统方案，可节省工期约50h，节省成本约45536元。

参考文献：

1.超百米高墩连续刚构桥0号块支架反力法预压技术    王海军 王朋飞