连续梁0号块钢绞线反支点预压施工工法

连续梁0号块钢绞线反支点预压施工工法

中铁十二局集团第七工程有限公司

周彦平陈谦袁曦陈济洲

1. 前言

支架法、挂篮悬灌法现浇连续梁施工，均须对支架、托架、挂篮进行预压，目前常采用堆载预压的方法。由于施工位置高，预压荷载大、预压材料投入多，堆载预压施工难度大，安全风险高。石长铁路增建二线沅江特大桥位于既有铁路桥梁下游，常水位水深21m，新桥与既有桥梁线间距17m，新桥承台与既有桥沉井基础净间距3.75m。跨越沅江段（62+4×96+92+66）m连续梁全长604.7m，主墩最大高度23.5米，0#块长11米，自重623吨。施工中，采用钢绞线反支点预压的方法进行0号块支架预压，有效降低了安全风险，加快了施工进度，节约了工程成本，取得了良好的经济效益和社会效益，经总结形成本工法。

2.工法特点

2.1采用本工法，通过调整钢绞线点位布置及张拉力，解决了传统的堆载预压方法难以模拟实现的实际荷载分布不均匀的难题，方法简单，操作方便。

2.2采用此工法，完成单个0号块预压施工仅需2天，解决了传统堆载预压施工堆载物吊装、持荷、卸载耗时长，费用高等问题。

2.3采用此工法，消除了堆载预压施工存在的堆载物塌坍等安全隐患，有效降低了安全风险。

3.适应范围

本工法适用于各类支架、托架、挂篮预压施工，尤其在施工场地受限、作业位置高的情况下，更具优越性。

4.工艺原理

4.1根据实际混凝土荷载分布划分预压区间并确定各区间混凝土荷载，通过确定钢绞线点位布置，计算张拉力，实现模拟荷载分布。

4.2通过将钢绞线两端分别锚固在承台与支架中，并对钢铰线进行张拉，形成张拉力反作用于支架，实现对支架的预压。

5. 施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

施工工艺流程见图5.1-1。

图5.1-1 施工工艺流程图

5.2 施工操作要点

5.2.1模拟荷载分布

1、预压点位确定：根据实体荷载布置，将箱梁结构（顶板及底板、腹板、翼缘

板）的均布荷载转化为多个集中荷载作用于支架上，按多个集中力对支架产生的弯矩及剪力与实际荷载对支架相应位置产生的弯矩和剪力相同的原则进行布载。沅江特大桥0号块平面尺寸为8.5m×11m，支架顶面平面尺寸为9.5m×12m，支架纵向主梁共5组，需预压的主要结构自重330余吨，考虑将预压荷载转化为30个集中荷载布设于支架上，以墩身为中心，在大小里程两侧0#块支架纵向主梁上各布设15个预压点位。反支点预压点位布置见图5.2.1-1。

图5.2.1-1 反支点预压点位分布图

2、荷载转换计算

（1）根据顶板及底板、腹板、翼缘板的结构投影划分预压区间，以墩身为中心，大小里程两侧各划分为5个预压区间，见图5.2.1-2。

（2）根据实体混凝土结构荷载分布，通过公式5.2.1-1计算，将各预压间实体混凝土结构荷载转化为线荷载。

qi=Υ砼×S （5.2.1-1）

式中 qi—预压区间线荷载

Υ砼—钢筋砼容重

S —各预压区间上方箱梁结构横截面面积

图5.2.1-2 预压区间线荷载分布图

3、预压点位张拉力计算

通过计算确定各预压点对应荷载范围区间，见图5.2.1-3。按照公式5.2.1-2计算各预压点的张拉力F 。

F=1.2×∑qi ×Li ×Ki （5.2.1-2）

式中 1.2—预压安全系数

qi — 张拉点位所对应预压区间线荷载

Li —张拉点位线荷载区间长度

Ki —张拉点位荷载区间在对应预压区间所占面积比例 5.2.2钢绞线选定

1、每个预压点布设一束钢绞线。以钢绞线理论张拉力的70%作为实际受力控制的上限，根据计算得出的各预压点张拉力，确定每束钢绞线的根数。

2、钢绞线下料长度为支架总高度、钢绞线承台锚固端长度、张拉端长度之和。一般承台锚固端长度宜为0.6m-0.7m ，张拉端长度根据千斤顶确定。

q1

q2q3

q2

q1q1

q2q3

q2q1

图5.2.1-3 预压点对应荷载范围区间划分图

5.2.3钢绞线锚固端预埋与编束

1、承台混凝土浇筑前，根据反支点预压点位分布图，对钢绞线下端锚固系统进行预埋及编号。锚固在承台内的钢绞线下端作压花处理，压花头埋置在承台内，埋置深度宜为50cm左右。上端设置钢筋网片，钢筋网片宜分三层，宽度以40cm，层间距以8cm为宜。下端锚固系统锚固端见图5.2.3-1。

图5.2.3-1下端锚固系统锚固端示意图

2、下端锚固后，用塑料膜将钢绞线多层包裹进行保护，防止生锈及后续施工中产生机械损伤。包裹完成后，根据点位对应位置对钢绞线束编号。

5.2.4预压分配梁安装

1、采用I20工字钢作预压分配梁，根据反支点预压点位分布图在0#块支架上搭设分配梁。分配梁沿0#块支架的纵向主梁布置，搭设在横向主梁上。

2、每两根分配梁间每隔50cm采用[10槽钢进行连接，防止张拉过程中失稳。

5.2.5钢绞线张拉端安装

分配梁搭设完成后，根据钢绞线编号，采用机械配合人工将盘束的钢绞线张拉端牵引至分配梁对应点位上，用工作锚具及夹片予以固定。

5.2.6 分级张拉、持荷、卸载

1、以墩身为中心，张拉由中心向外侧对称进行，分三级张拉，按每个点张拉力的20%，60%，100%进行加载。

2、张拉到设计值后持荷24小时，根据设置的高程观测点，专人在现场观测支架变形情况，每4小时测量一次变形量。

3、持荷24小时支架达到稳定不再出现形变后，从外向内对称分级卸载，进行变形观测。

5.2.7支架变形监控测量及数据分析

钢绞线张拉前、张拉中、张拉后、卸载后，分别对支架高程进行测量，通过对观测数据进行分析处理，最终确定弹性变形量及非弹性变形量。

6. 材料及机具设备

6.1 主要材料

主要材料见表6.1-1。

表6.1-1 主要材料表