連續(xù)梁托架及掛籃預(yù)壓鋼絞線反拉工藝技術(shù)總結(jié)

1、中鐵七局集團(tuán)鄭州公司2013年度新工藝技術(shù)總結(jié)連續(xù)梁0#塊托架預(yù)壓鋼絞線反拉工藝技術(shù)總結(jié)中鐵七局葫白公路II標(biāo)項(xiàng)目部二O一三年八月目 錄一、 工程概況2二、0號(hào)塊托架設(shè)計(jì)方案3三、0號(hào)塊托架預(yù)壓方案4四、方案比較10五、注意事項(xiàng)11大洪水溝特大橋主墩0#塊托架預(yù)壓施工方案一、 工程概況大洪水溝特大橋起止樁號(hào)為：BK25+118BK25+556.75，橋梁全長(zhǎng)438.75米，主橋上部結(jié)構(gòu)為90+160+90m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋，主橋橫斷面為單箱單室箱形斷面，箱梁根部高度10m。采用縱向、豎向預(yù)應(yīng)力體系。箱梁頂板寬10m,底板寬6m，橋墩頂部范圍內(nèi)箱梁頂板厚0.5m，底板厚1.3m，腹板厚

2、0.8m，除橋墩頂部箱梁內(nèi)設(shè)2道橫隔板外，其余均不設(shè)橫隔板。主橋兩幅連續(xù)剛構(gòu)箱梁均采用掛籃懸臂澆筑法施工，除墩頂0#塊外，分22對(duì)梁段，即5×2.5+5×3+6×3.5+6×4m進(jìn)行對(duì)稱懸臂澆筑。墩頂0號(hào)梁段長(zhǎng)度13m，頂板寬度10m，底板寬度6m，截面高10m，頂板厚0.5m，底板厚1.3m，腹板厚0.8m，每段砼數(shù)量450.65m3，全橋共2個(gè)0號(hào)梁段。二、0號(hào)塊托架設(shè)計(jì)方案0#塊采用托架施工。使用32a工字鋼作為平撐，斜撐使用25a工字鋼分別與平撐及預(yù)埋鋼板焊接形成牛腿支撐，作為0號(hào)梁段懸臂部分梁體施工的承重支架。一個(gè)0號(hào)梁段單側(cè)設(shè)置障礙5排牛腿支

3、撐，各排之間采用14a橫向連接為整體。在平撐上橫向布置25a工字鋼作為支撐模板的底橫梁，橫梁與平撐之間安裝鋼墊作為調(diào)節(jié)和拆卸模板用，同時(shí)在外側(cè)加焊護(hù)欄作為施工平臺(tái)。如下圖：三、0號(hào)塊托架預(yù)壓方案0#塊墩頂長(zhǎng)度9米，墩頂承受的荷載為849.5T；作用于托架上的長(zhǎng)度兩側(cè)各2米；每個(gè)托架所承受的荷載為161.1T，按1.2系數(shù)計(jì)算，每個(gè)托架需要壓重193.3噸。1、傳統(tǒng)預(yù)壓方案?jìng)鹘y(tǒng)預(yù)壓方法大多采用噸包堆載預(yù)壓，即購(gòu)買噸包，采用小型裝載機(jī)、吊車，配合人工進(jìn)行裝砂，每包裝至1噸左右。在采用吊車或塔吊吊至托架進(jìn)行預(yù)壓?；蛘卟捎贸衫︿摻钸M(jìn)行堆載預(yù)壓，將項(xiàng)目上購(gòu)買的成捆鋼筋集中到需要預(yù)壓的橋位，吊車或塔吊吊裝

4、至托架進(jìn)行預(yù)壓。2、“鋼絞線張拉模擬荷載”預(yù)壓方案本橋采用“鋼絞線張拉模擬荷載”的方式在托架頂進(jìn)行施壓，施壓目的主要通過測(cè)量觀察各施壓節(jié)點(diǎn)處的變化以檢驗(yàn)托架的穩(wěn)定性、安全性及變形等。此種方案是在承臺(tái)施工時(shí)，在承臺(tái)里預(yù)埋錨具及鋼絞線，伸出承臺(tái)頂面，在托架安裝完畢鋪設(shè)橫向工字鋼后，將承臺(tái)預(yù)埋的鋼絞線用錨具連接延伸至托架頂面，采用千斤頂進(jìn)行分級(jí)張拉的方式進(jìn)行模擬荷載預(yù)壓。承臺(tái)預(yù)埋鋼絞線在主墩承臺(tái)施工時(shí)先預(yù)埋鋼絞線，采用fpk=1860MPa、Es=1.95×105MPa符合GB/T5224-2003標(biāo)準(zhǔn)要求的S15.2mm鋼絞線，具體預(yù)埋根數(shù)根據(jù)荷載作用在托架上的點(diǎn)數(shù)而定，本橋托架方案為1

5、5個(gè)點(diǎn)，因此布置4束，每束設(shè)置4根鋼絞線，如下圖所示：預(yù)埋鋼絞線底端在施工承臺(tái)時(shí)，將鋼絞線與錨具用夾片等錨固牢固，設(shè)置錨下鋼筋網(wǎng)片4層。盡量不要使用借助擠壓機(jī)和油泵實(shí)現(xiàn)擠壓錨變形對(duì)鋼絞線形成握裹固定作為固定端，避免因張拉力較大的時(shí)候?qū)D壓頭拉脫。每處埋入承臺(tái)內(nèi)的4根鋼絞線分開，鋼絞線之間留有5cm左右的空隙，以利于混凝土與鋼絞線進(jìn)行有效的粘結(jié)，避免鋼絞線之間纏繞在一起。同時(shí)，預(yù)埋鋼絞線距離承臺(tái)邊緣不要小于50cm，固定端埋置深度不小于2m，露出承臺(tái)頂面不小于50cm。另外，為防止露出承臺(tái)頂面的鋼絞線在澆筑砼時(shí)和砼粘結(jié)，對(duì)鋼絞線外露部分套內(nèi)徑5cm的PVC管進(jìn)行保護(hù)并纏繞膠帶作失效處理。預(yù)壓點(diǎn)位

6、布置托架施工三角托架頂部的I32a安裝完成，在頂部I32a工字鋼上安裝鋪設(shè)橫梁工字鋼后，即開始進(jìn)行預(yù)壓工作。本橋考慮到0號(hào)塊分三次進(jìn)行澆筑，托架不進(jìn)行超載預(yù)壓，按100%荷載進(jìn)行預(yù)壓控制。鋼絞線從承臺(tái)頂伸出的預(yù)埋鋼絞線上連接，延伸至托架頂，連接方式可以采用整體對(duì)接式連接器（例如YM15LB型連接器），也可以采用圓形多孔錨具，利用夾片將預(yù)埋的鋼絞線和從托架垂下的鋼絞線錨在同一個(gè)錨具上，相當(dāng)于整體連接器。盡量不要使用采用擠壓錨形式的連接器（例如YM15L型連接器），原因同樣是防止張拉力過大將擠壓頭拉脫。鋼絞線延伸到托架上后，在橫梁工字鋼與托架頂部I32a的接觸點(diǎn)上進(jìn)行張拉模擬荷載進(jìn)行預(yù)壓，考慮到托

7、架斜撐工字鋼的影響，可以適當(dāng)調(diào)整下位置，每個(gè)點(diǎn)位分一根鋼絞線。如下圖，共15個(gè)點(diǎn)：預(yù)壓取值每根鋼絞線的張拉力要事先經(jīng)過計(jì)算確定，考慮0#塊作用在托架上的荷載的同時(shí)，因托架上個(gè)張拉點(diǎn)位位置及承臺(tái)預(yù)埋鋼絞線位置的問題，不可能做到每根鋼絞線豎直，因此還要考慮鋼絞線與托架頂面形成的夾角。將0#塊按各部位分解計(jì)算重量，分配給每個(gè)張拉點(diǎn)位，然后每個(gè)張拉點(diǎn)位再根據(jù)三角形定理進(jìn)行計(jì)算每根鋼絞線的張拉力，最后根據(jù)千斤頂及油表標(biāo)定的方程計(jì)算出對(duì)應(yīng)的油表讀數(shù)，并據(jù)此進(jìn)行張拉力控制。預(yù)壓流程預(yù)壓流程圖如下圖所示：焊接托架檢查預(yù)埋鋼板合格鋪設(shè)橫梁加載測(cè)量標(biāo)高鋼絞線張拉逐級(jí)加載保持荷載觀察變形分級(jí)卸載數(shù)據(jù)分析測(cè)量標(biāo)高預(yù)壓

8、方法在橫梁工字鋼頂鋼絞線加載處安放2工25a扁擔(dān)梁，用鋼楔塊將扁擔(dān)梁墊平，直至扁擔(dān)梁頂承壓面與鋼絞線垂直即可。扁擔(dān)梁頂面放置工作錨板，將夾片稍稍打緊，其上安裝千斤頂進(jìn)行張拉。扁擔(dān)梁的安裝要注意，位置不擋鋼絞線的情況下，盡量靠近節(jié)點(diǎn)。張拉原則：先中間后邊緣、前后左右對(duì)稱分階段施加張拉力。在加載前測(cè)量各觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高。鋼絞線采用單端張拉，千斤頂型號(hào)采用YDC240Q型，數(shù)量為2臺(tái)，以便滿足對(duì)稱施加張拉力的要求。荷載按照020%80%100%分級(jí)加載，每級(jí)加載完畢持荷30分鐘后觀測(cè)標(biāo)高。當(dāng)加載至100%后，宜每6小時(shí)測(cè)量一次變形值。預(yù)壓荷載持續(xù)時(shí)間以托架變形穩(wěn)定為原則確定，最后兩次沉落量觀測(cè)平均值之差

9、不大于2mm時(shí)，即可終止預(yù)壓。根據(jù)實(shí)際觀測(cè)顯示，加載至100%后6個(gè)小時(shí)內(nèi)，變形值較大，12小時(shí)后就基本穩(wěn)定，因此保持100%荷載24小時(shí)即可開始卸載。分級(jí)卸載，并及時(shí)觀測(cè)。卸載按照100%50%0分級(jí)卸載，同時(shí)做到前后、左右對(duì)稱卸載。全部卸載后，測(cè)量其標(biāo)高。對(duì)所有測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出托架的彈性變形量與非彈性變形量，并將彈性變形量作為施工中的預(yù)留抬高量。注意事項(xiàng)預(yù)壓準(zhǔn)備工作要在樁基施工完畢就要開始進(jìn)行，鋼絞線、錨具等需要在承臺(tái)施工時(shí)進(jìn)場(chǎng)，并進(jìn)行預(yù)埋。張拉前要將托架滿鋪，可以采用空心薄壁墩或0#塊的鋼模板鋪設(shè)。加載過程中，有專人負(fù)責(zé)記錄鋼絞線的加載噸位及鋼絞線伸長(zhǎng)量，以便復(fù)核。加載過程中，

10、有專人檢查托架各部件，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)處理。托架如加載過程中發(fā)現(xiàn)撓度過大，應(yīng)暫停加載，查找原因。四、方案比較1、傳統(tǒng)堆載預(yù)壓方案在托架預(yù)壓中的弊端存在很大安全風(fēng)險(xiǎn)。目前預(yù)壓所廣泛使用的噸包多為一些化工產(chǎn)品的包裝袋回收使用，化工產(chǎn)品的殘留以及噸包的質(zhì)量都是不安全因素。同時(shí)，因0#塊伸出墩頂只有2米，人工在上面摘鉤也存在很大安全隱患，尤其在高堆載上面更加危險(xiǎn)。無法達(dá)到預(yù)計(jì)重量。 0#塊伸出墩頂只有2米，底板寬度也只有6米，每個(gè)托架受力面積只有12平方米，一個(gè)噸包平均占用約1平方米，每層也就是12個(gè)噸包，要滿足預(yù)壓重量193.3噸，需要16層。在這么小的面積上放置噸包，最多放置4到5層，再多就要失穩(wěn)

11、，而且墩高太高，風(fēng)荷載作用下，高堆載容易引起傾覆。因此，采用此種方案，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法達(dá)到預(yù)計(jì)重量。預(yù)壓周期長(zhǎng)，工作量大。按此橋0#塊的預(yù)壓重量，需要噸包400個(gè)并裝砂。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，采用一臺(tái)8噸吊車、一臺(tái)徐工LW100裝載機(jī)，配合人工10人進(jìn)行裝包，不考慮場(chǎng)地限制的情況下，400個(gè)噸包裝砂需要5天，再考慮吊裝及壓重保持及卸荷時(shí)間，至少需15天時(shí)間方能完成預(yù)壓。如采用成捆鋼筋吊裝進(jìn)行堆載預(yù)壓，按25的鋼筋一般每捆為70根，一捆就是2.43噸，近400噸鋼筋需要164捆，不但同樣需要面臨堆載高度太高、安全風(fēng)險(xiǎn)大、周期長(zhǎng)的問題，而且占用資金也太大。2、鋼絞線張拉模擬荷載預(yù)壓方案的優(yōu)勢(shì)采用鋼絞線張拉模擬荷載

12、的預(yù)壓方案符合當(dāng)前作業(yè)環(huán)境，更加符合托架受力實(shí)際工況，保證安全達(dá)到預(yù)壓目的，又節(jié)省工期及預(yù)壓投入。安全可控，一是不需要在高堆載上進(jìn)行操作，二是只要保證鋼絞線、錨具等質(zhì)量就能保證質(zhì)量，同時(shí)在托架上滿鋪鋼模板，即使出現(xiàn)鋼絞線拉斷、拉脫，因有鋼模板遮擋也不會(huì)對(duì)作業(yè)人員造成傷害。不但能夠達(dá)到預(yù)壓重量，還能根據(jù)箱梁各部位的重量分布控制張拉力，更加接近實(shí)際工況。預(yù)壓周期短，工作量小，預(yù)壓時(shí)間、卸載時(shí)間都短，從開始準(zhǔn)備工作到卸載完畢，只需要2到3天。根據(jù)以上描述，此工藝僅用時(shí)3天就可全部預(yù)壓完成，避免了采用傳統(tǒng)堆載法時(shí)存在耗費(fèi)材料多、加載時(shí)間長(zhǎng)、加載噸位難以精確控制的問題，同時(shí)又節(jié)約了成本、加快了施工進(jìn)度。

13、此技術(shù)在連續(xù)梁主墩高度較高的的情況下，比傳統(tǒng)堆載預(yù)壓方法優(yōu)越性更加明顯，尤其適用，在該橋施工中進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，掛籃預(yù)壓、邊跨現(xiàn)澆段預(yù)壓均采用了此種預(yù)壓方式。五、注意事項(xiàng)1、埋入承臺(tái)是否采用錨具如果項(xiàng)目部沒有及時(shí)進(jìn)場(chǎng)鋼絞線及錨具，也可以通過錨固長(zhǎng)度的計(jì)算，避免采用常規(guī)的方法時(shí)鋼絞線底部需要預(yù)埋配套的錨具的情況。以此橋?yàn)槔?jì)算如下：為使加載預(yù)壓時(shí)整個(gè)底板受力均勻，接近混凝土澆筑時(shí)的受力狀態(tài)，在0號(hào)塊托架I32a主梁頂布置16個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，共分為4個(gè)斷面，一個(gè)斷面設(shè)4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)布置在靠近集中荷載不影響加載處。鋼絞線錨固長(zhǎng)度計(jì)算：L=a×fy×d/ft式中：L為鋼絞線的錨固長(zhǎng)度（鋼絞線埋入承臺(tái)內(nèi)的深度）a為鋼筋的外形系數(shù)，取0.16 fy為鋼絞線的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取1395MPa ft為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，C30混凝土取1.43MPa d為鋼絞線的公稱直徑，取15.2mm則L=0.16×1395×15.2/1.43=2.4m。即鋼絞線埋入承臺(tái)內(nèi)2.4m滿足要求。為保險(xiǎn)起見，將鋼絞線底部采用壓花處理并加設(shè)一層10鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)，避免了采用常規(guī)的方法時(shí)鋼絞線底部需要預(yù)埋配套的錨具的情況。但此種方法存在一定隱患，即鋼絞線有可能從承臺(tái)中被拉脫，個(gè)人認(rèn)為最好是項(xiàng)