张拉法预压在高墩悬浇箱梁挂篮施工中的应用_0

张拉法预压在高墩悬浇箱梁挂篮施工中的应用

摘要：本文结合重庆丰都至石柱高速公路汶溪大桥的挂篮预压施工，介绍了张拉法挂篮预压技术在高墩悬浇箱梁挂篮施工中的应用。为以后挂篮预压施工提供可鉴的施工经验。

关键词：张拉法，挂篮预压，应用

Abstract: combining with little to chongqing highway bridge yavin stone pillars of the hanging basket preloading construction, this paper introduces zhang rafa hanging basket preloading technique in high piers poured box girder suspension hanging basket in the construction of the application. After for hanging basket preloading construction to provide the can jian construction experience.

Keywords: zhang rafa, hanging basket preloading, applications

1 概况

汶溪大桥主桥左、右幅分离，主墩墩身采用C50砼双肢等截面矩形空心薄壁墩，墩高度为82m。上部结构为65+120+65m预应力混凝土连续刚构箱梁，箱梁顶宽11.75m，箱梁底宽6.5m。箱梁根部梁高7m，跨中及端部梁高2.6m。按路中心线展开计算，墩顶0号梁段长13m，两个“T构”的悬臂各分为14对梁段，最重梁段为1#块段，混凝土方量为56.52m³，混凝土容重按照 2.6t/ m³计算，则1#块段重量为146.95t。悬浇箱梁挂篮施工加载试验拟采取预应力张拉力作为试验荷载，采取逐级递增加载逐级测量的试验方法。加载总重量为最不利块段荷载的1.20倍。

2 预压装置的设计

利用0#块腹板预埋钢板及预应力筋安装反力架进行挂篮加载试验，采用逐级加载直至试验完毕。反力架斜撑采用双肢I25a工字钢，两根并排工字钢应采用连接板焊接连接，斜撑两头铰接连接，上口通过预埋在0#块上的牛腿支撑在0#块腹板上，底口通过牛腿与拉杆形成铰接，铰接销轴均设计为45#钢材制作的钢棒，根据受力计算采用直径为12cm的钢棒。拉杆采用Ф32mm精轧螺纹钢，一端通过预埋件固定于0#块上，另一端与斜撑及吊带连接。千斤顶上口顶在反力架上，下口顶在挂篮底蓝前横梁上，通过100吨千斤顶施压达到挂篮预压的效果。

图1 反力装置总体布置图

3 预压装置的安装及拆除

⑴浇筑0#块的时候在两侧腹板距离箱梁底口5.2m位置埋设预埋钢板，在距离箱梁底口0.4m位置预埋精轧螺纹钢拉杆锚固端，单个0#块共4块预埋钢板和4个拉杆锚固端，每侧各两个。

⑵反力装置的牛腿及斜撑均在加工厂加工，要求严格按照设计图纸结构尺寸加工，焊缝必须满足设计要求。

⑶待挂篮拼装完成后，在预埋钢板上按照设计位置焊接牛腿。

⑷张拉千斤顶按照设计位置安装，然后采用塔吊辅助人工安装斜撑，上口与焊接好的牛腿销棒铰接，下口放置在千斤顶上。

⑸拉杆由塔吊吊装，人工辅助从斜撑下口牛腿的拉杆孔穿过，之后与0#块上预埋的锚固端连接，连接采用张拉专用的连接器。

⑹保证拉杆顺直后安装拉杆另一端的螺帽，为了安全起见，采用双螺帽。

⑺全部安装并认真检查后即可开始张拉。

⑻挂篮安装完毕后，先去掉拉杆的连接器及螺帽，抽出拉杆。然后采用塔吊辅助去掉斜撑上口的销棒，吊装至后场拆除。

4 挂篮预压

4.1 试验目的

挂篮加载试验主要是通过测量挂篮在各级静力试验荷载作用下的变形，了解挂篮在工作状态时与设计期望值是否相符。

⑴消除挂篮主桁、吊带的非弹性变形。

⑵测出或推算出挂篮前端在各个块段荷载作用下的竖向位移，为施工控制提供参考。

4.2 试验荷载

为了能绘制出挂篮总挠度曲线，了解箱梁各个块段施工时挂篮前端最大挠度，按等代荷载的方法对试验荷载进行分级，在两加载点位置加载100%荷载时荷载值为432.6KN，各级加载数值详见下列表。

表1 荷载加载等级

4.3 变形观测项目

⑴后锚上挠值

⑵前支点沉降值

⑶主桁前端销结处变形

4.4 测点布置

⑴每根主梁的前吊点处设置一个观测点，即测点1、测点2。

⑵每根主梁的前支腿处设置一个观测点，即测点3、测点4。

⑶每根主梁的后锚处设置一个观测点，即测点5、测点6。

⑷底蓝前横梁每个加载点处设置一个观测点，即测点7、测点8。

图2 测点布置图

4.5 观测方法

⑴变形观测采用国家二等水准测量或工程测量变形三等水准测量的精度等级要求和观测方法进行施测，精度可达到±1mm。

⑵测量使用两台水准仪，顶板设置一台，底板设置一台。左幅预压时顶板测量仪器架设在右幅箱梁顶板上，由于视角原因，底板测量仪器只能架设在左幅箱梁底板上。为了安全起见，底蓝前横梁的观测点观测之前直接将塔尺安装固定在测点位置，预压过程测量人员不得靠近。主桁架各测点均采用油漆标记，确保每次观测的测点在同一位置。

⑶由于挂篮变形受日照温差的影响，为了准确测得挂篮变形值，加载试验时间选择在温差较小的时间段进行。

4.6 试验加、卸载程序

⑴在箱梁0号块段上安装挂篮及预压设备，做好试验前其他各项准备工作。

⑵在进行正式加载试验前，用第一级荷载进行预加载，预加载试验持荷时间为60分钟。预加载的目的在于，一方面是使结构进入正常工作状态，另一方面是检查测试系统和试验组织是否工作正常。在确认测试系统和试验组织工作正常后，方可进行下一步加载。

⑶每次加载完毕后，均进行变形观测并记录。

⑷试验荷载采用分级单循环加载的方法施加，按等代荷载的分级逐级递增加载，试验荷载持续时间取决于结构变位达到相对稳定所需要的时间，只有结构变位达到相对稳定后，才能进入下一荷载阶段。同一级荷载内，若结构变位最大的测点在最后5分钟内的变位增量小于第一个5分钟变位增量的15％，或小于所用量测仪器的最小分辨值，即认为结构变位达到相对稳定。

⑸加载达到设计试验荷载，且变形在设计允许范围内可立即终止加载试验。

⑹按照荷载等级0→20％→50％→80％→100％→120％→100％→80％→50％→20％→0进行加、卸载。每加、卸载一级均需进行变形观测。

⑺挂篮卸载完毕后，对主桁销结处的销子和主桁架焊缝进行检验，发现问题及时处理，确保挂篮施工安全可靠。

5 加载试验注意事项

⑴挂篮安装及预压反力架施工要严格按照设计要求，在达到设计要求的同时，必须考虑到安全，在保证安全的前提下，才能求得经济效益。

⑵搞好现场的安全防护设施，预压前挂篮底蓝四周安装护栏，挂设安全防护网，对安全防护设施要爱护，不要任意损坏，它是保障现场施工人员人身安全的要素。

⑶加载试验前应确保挂篮锚固系统锚固牢固，并在挂篮预压过程中随时检查。

⑷预压过程中安排专人观察反力架各个部位的受力情况，特别是斜撑上口牛腿的焊缝检查。若发现有异常情况，应立即停止预压。

⑸预压采用的油泵应放置在0#块箱梁内操作，施工人员不能靠近预压装置。

⑹如果加载值没有达到设计加载荷载，但变形值大于设计允许值，应停止加载试验，分析原因后采取相应的措施。

⑺加载试验应选择在风力小于6级的天气进行。

6 试验成果

挂篮加载试验完毕后，得到如下的试验成果：

⑴按照试验方法加载后，可等代测量出相对应块段的主桁、吊带、后锚、前支点等变形值以及挂篮总变形值。

⑵根据在各个块段荷载作用下的挂篮竖向位移，绘制荷载与变形的相关曲线图，为施工测量控制提供参考。

7 结束语

根据预压的结果得出的挂篮弹性变形值与计算的变形值基本一致，准确的反映出挂篮主桁架的变形情况，为后续挂篮施工提供参考，同时验证了挂篮结构的安全性。相对于其他常见的预压方法，本施工方法操作简便、经济合理、施工周期短，但本方法与挂篮悬浇段的实际施工布载存在一定的差异，不能反映出挂篮底蓝的变形情况，在今后的施工过程中有待进一步的改进。本施工方法成功的应用于重庆丰都至石柱高速公路汶溪大桥挂篮预压施工过程中。为同类桥梁施工提供可鉴的施工经验。

参考文献

[1]《钢结构设计手册》中国建筑工业出版社

[2]《公路桥涵施工技术规范》人民交通出版社

作者简历：侯高吉，男，1980年11月出生，2001年毕业于东南大学，工程师。

谢全福，男，1983年07月出生，2007年毕业于长沙理工大学，助理工程师。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。