连续梁0#块托架预压钢绞线反拉工艺技术总结

连续梁0#块托架预压钢绞线反拉工艺技术总结

中铁七局葫白公路II标项目部

二O一三年八月

目录

一、工程概况 (3)

二、0号块托架设计方案 (3)

三、0号块托架预压方案 (4)

四、方案比较 (10)

五、注意事项 (11)

大洪水沟特大桥主墩0#块

托架预压施工方案

一、工程概况

大洪水沟特大桥起止桩号为：BK25+118~BK25+556.75，桥梁全长438.75米，主桥上部结构为90+160+90m预应力混凝土连续刚构箱梁桥，主桥横断面为单箱单室箱形断面，箱梁根部高度10m。采用纵向、竖向预应力体系。箱梁顶板宽10m,底板宽6m，桥墩顶部范围内箱梁顶板厚0.5m，底板厚1.3m，腹板厚0.8m，除桥墩顶部箱梁内设2道横隔板外，其余均不设横隔板。主桥两幅连续刚构箱梁均采用挂篮悬臂浇筑法施工，除墩顶0#块外，分22对梁段，即5×2.5+5×3+6×3.5+6×4m进行对称悬臂浇筑。

墩顶0号梁段长度13m，顶板宽度10m，底板宽度6m，截面高10m，顶板厚0.5m，底板厚1.3m，腹板厚0.8m，每段砼数量450.65m3，全桥共2个0号梁段。

二、0号块托架设计方案

0#块采用托架施工。使用Ⅰ32a工字钢作为平撑，斜撑使用Ⅰ25a 工字钢分别与平撑及预埋钢板焊接形成牛腿支撑，作为0号梁段悬臂部分梁体施工的承重支架。一个0号梁段单侧设置障碍5排牛腿支撑，各排之间采用[14a横向连接为整体。在平撑上横向布置Ⅰ25a工字钢作为支撑模板的底横梁，横梁与平撑之间安装钢垫作为调节和拆卸模

板用，同时在外侧加焊护栏作为施工平台。如下图：

三、0号块托架预压方案

0#块墩顶长度9米，墩顶承受的荷载为849.5T；作用于托架上的长度两侧各2米；每个托架所承受的荷载为161.1T，按1.2系数计算，每个托架需要压重193.3吨。

1、传统预压方案

传统预压方法大多采用吨包堆载预压，即购买吨包，采用小型装载机、吊车，配合人工进行装砂，每包装至1吨左右。在采用吊车或塔吊吊至托架进行预压。

或者采用成捆钢筋进行堆载预压，将项目上购买的成捆钢筋集中到需要预压的桥位，吊车或塔吊吊装至托架进行预压。

2、“钢绞线张拉模拟荷载”预压方案

本桥采用“钢绞线张拉模拟荷载”的方式在托架顶进行施压，施压目的主要通过测量观察各施压节点处的变化以检验托架的稳定性、安全性及变形等。

此种方案是在承台施工时，在承台里预埋锚具及钢绞线，伸出承台顶面，在托架安装完毕铺设横向工字钢后，将承台预埋的钢绞线用锚具连接延伸至托架顶面，采用千斤顶进行分级张拉的方式进行模拟荷载预压。

⑴承台预埋钢绞线

在主墩承台施工时先预埋钢绞线，采用fpk=1860MPa、

Es=1.95×105MPa符合GB/T5224-2003标准要求的ΦS15.2mm钢绞线，具体预埋根数根据荷载作用在托架上的点数而定，本桥托架方案为15个点，因此布置4束，每束设置4根钢绞线，如下图所示：

预埋钢绞线底端在施工承台时，将钢绞线与锚具用夹片等锚固牢固，设置锚下钢筋网片4层。尽量不要使用借助挤压机和油泵实现挤压锚变形对钢绞线形成握裹固定作为固定端，避免因张拉力较大的时候将挤压头拉脱。每处埋入承台内的4根钢绞线分开，钢绞线之间留有5cm左右的空隙，以利于混凝土与钢绞线进行有效的粘结，避免钢绞线之间缠绕在一起。同时，预埋钢绞线距离承台边缘不要小于50cm，固定端埋置深度不小于2m，露出承台顶面不小于50cm。另外，为防止露出承台顶面的钢绞线在浇筑砼时和砼粘结，对钢绞线外露部分套内径5cm的PVC管进行保护并缠绕胶带作失效处理。

⑵预压点位布置

托架施工三角托架顶部的I32a安装完成，在顶部I32a工字钢上安装铺设横梁工字钢后，即开始进行预压工作。本桥考虑到0号块分三次进行浇筑，托架不进行超载预压，按100%荷载进行预压控制。

钢绞线从承台顶伸出的预埋钢绞线上连接，延伸至托架顶，连接方式可以采用整体对接式连接器（例如YM15LB型连接器），也可以采用圆形多孔锚具，利用夹片将预埋的钢绞线和从托架垂下的钢绞线锚在同一个锚具上，相当于整体连接器。尽量不要使用采用挤压锚形式的连接器（例如YM15L型连接器），原因同样是防止张拉力过大将挤压头拉脱。

钢绞线延伸到托架上后，在横梁工字钢与托架顶部I32a的接触点上进行张拉模拟荷载进行预压，考虑到托架斜撑工字钢的影响，可以适当调整下位置，每个点位分一根钢绞线。如下图，共15个点：

⑶预压取值

每根钢绞线的张拉力要事先经过计算确定，考虑0#块作用在托架上的荷载的同时，因托架上个张拉点位位置及承台预埋钢绞线位置的问题，不可能做到每根钢绞线竖直，因此还要考虑钢绞线与托架顶面形成的夹角。将0#块按各部位分解计算重量，分配给每个张拉点位，然后每个张拉点位再根据三角形定理进行计算每根钢绞线的张拉

力，最后根据千斤顶及油表标定的方程计算出对应的油表读数，并据此进行张拉力控制。

⑷预压流程

预压流程图如下图所示：

⑸预压方法

在横梁工字钢顶钢绞线加载处安放2工25a扁担梁，用钢楔块将扁担梁垫平，直至扁担梁顶承压面与钢绞线垂直即可。扁担梁顶面放置工作锚板，将夹片稍稍打紧，其上安装千斤顶进行张拉。扁担梁的安装要注意，位置不挡钢绞线的情况下，尽量靠近节点。

张拉原则：先中间后边缘、前后左右对称分阶段施加张拉力。

在加载前测量各观测点的标高。

钢绞线采用单端张拉，千斤顶型号采用YDC—240Q型，数量为2

台，以便满足对称施加张拉力的要求。荷载按照0→20%→80%→100%分级加载，每级加载完毕持荷30分钟后观测标高。

当加载至100%后，宜每6小时测量一次变形值。预压荷载持续时间以托架变形稳定为原则确定，最后两次沉落量观测平均值之差不大于2mm时，即可终止预压。根据实际观测显示，加载至100%后6

个小时内，变形值较大，12小时后就基本稳定，因此保持100%荷载24小时即可开始卸载。

分级卸载，并及时观测。卸载按照100%→50%→0分级卸载，同时做到前后、左右对称卸载。

全部卸载后，测量其标高。

对所有测量数据进行统计分析，得出托架的弹性变形量与非弹性变形量，并将弹性变形量作为施工中的预留抬高量。

⑸注意事项

①预压准备工作要在桩基施工完毕就要开始进行，钢绞线、锚具等需要在承台施工时进场，并进行预埋。

②张拉前要将托架满铺，可以采用空心薄壁墩或0#块的钢模板铺设。

③加载过程中，有专人负责记录钢绞线的加载吨位及钢绞线伸长量，以便复核。

④加载过程中，有专人检查托架各部件，发现异常情况及时处理。

⑤托架如加载过程中发现挠度过大，应暂停加载，查找原因。

四、方案比较

1、传统堆载预压方案在托架预压中的弊端

⑴存在很大安全风险。目前预压所广泛使用的吨包多为一些化工产品的包装袋回收使用，化工产品的残留以及吨包的质量都是不安全因素。同时，因0#块伸出墩顶只有2米，人工在上面摘钩也存在很大安全隐患，尤其在高堆载上面更加危险。

⑵无法达到预计重量。 0#块伸出墩顶只有2米，底板宽度也只有6米，每个托架受力面积只有12平方米，一个吨包平均占用约1平方米，每层也就是12个吨包，要满足预压重量193.3吨，需要16层。在这么小的面积上放置吨包，最多放置4到5层，再多就要失稳，而且墩高太高，风荷载作用下，高堆载容易引起倾覆。因此，采用此种方案，远远无法达到预计重量。

⑶预压周期长，工作量大。按此桥0#块的预压重量，需要吨包400个并装砂。根据以往经验，采用一台8吨吊车、一台徐工LW100装载机，配合人工10人进行装包，不考虑场地限制的情况下，400

个吨包装砂需要5天，再考虑吊装及压重保持及卸荷时间，至少需15天时间方能完成预压。

⑷如采用成捆钢筋吊装进行堆载预压，按25的钢筋一般每捆为70根，一捆就是2.43吨，近400吨钢筋需要164捆，不但同样需要面临堆载高度太高、安全风险大、周期长的问题，而且占用资金也太大。

2、钢绞线张拉模拟荷载预压方案的优势

采用钢绞线张拉模拟荷载的预压方案符合当前作业环境，更加符合托架受力实际工况，保证安全达到预压目的，又节省工期及预压投入。

⑴安全可控，一是不需要在高堆载上进行操作，二是只要保证钢绞线、锚具等质量就能保证质量，同时在托架上满铺钢模板，即使出现钢绞线拉断、拉脱，因有钢模板遮挡也不会对作业人员造成伤害。

⑵不但能够达到预压重量，还能根据箱梁各部位的重量分布控制张拉力，更加接近实际工况。

⑶预压周期短，工作量小，预压时间、卸载时间都短，从开始准备工作到卸载完毕，只需要2到3天。

根据以上描述，此工艺仅用时3天就可全部预压完成，避免了采用传统堆载法时存在耗费材料多、加载时间长、加载吨位难以精确控制的问题，同时又节约了成本、加快了施工进度。此技术在连续梁主墩高度较高的的情况下，比传统堆载预压方法优越性更加明显，尤其适用，在该桥施工中进行了广泛应用，挂篮预压、边跨现浇段预压均采用了此种预压方式。

五、注意事项

1、埋入承台是否采用锚具

如果项目部没有及时进场钢绞线及锚具，也可以通过锚固长度的计算，避免采用常规的方法时钢绞线底部需要预埋配套的锚具的情

况。以此桥为例计算如下：

为使加载预压时整个底板受力均匀，接近混凝土浇筑时的受力状态，在0号块托架I32a主梁顶布置16个观测点，共分为4个断面，一个断面设4个观测点。观测点布置在靠近集中荷载不影响加载处。

钢绞线锚固长度计算：

L=a×f y×d/f t

式中：L为钢绞线的锚固长度（钢绞线埋入承台内的深度）a为钢筋的外形系数，取0.16

f y为钢绞线的抗拉强度设计值，取1395MPa

f t为混凝土轴心抗拉强度设计值，C30混凝土取1.43MPa

d为钢绞线的公称直径，取15.2mm

则L=0.16×1395×15.2/1.43=2.4m。

即钢绞线埋入承台内2.4m满足要求。为保险起见，将钢绞线底部采用压花处理并加设一层Φ10钢筋网加强，避免了采用常规的方法时钢绞线底部需要预埋配套的锚具的情况。

但此种方法存在一定隐患，即钢绞线有可能从承台中被拉脱，个人认为最好是项目部及时将钢绞线及锚具进场，或者在项目部所在地附近或者兄弟单位购买少量使用。

2、适用条件

此种方法适用于在下部有锚固条件的情况，比如连续刚构现浇段采用托架时可锚固入承台，若现浇段太长采用支架时，下部基础硬化深度足够且为整体基础，也可采用此法，但采用条形基础，则因钢绞

线角度不合适，此法不太适用。

满堂支架因基础混凝土较薄，不能满足锚固条件，因此不能采用此法。至于需要预压的其他情况，需要根据实际情况考虑是否可以采用此法，采用此法是否合理等。