現(xiàn)澆梁鋼管貝雷片平臺張拉預(yù)壓工法-最終

現(xiàn)澆梁鋼管貝雷片平臺張拉預(yù)壓法中交一航局總承包工程分公司1.前言福清汽車專用線（福人大道 -虎溪）道路工程，橋梁共計(jì) 30聯(lián)現(xiàn)澆梁，其中處于虎溪河中的現(xiàn)澆砼箱梁共有 6聯(lián)。福俱大道跨線橋主線橋跨度為 30m，一聯(lián)為4×30m，跨度120m，采用現(xiàn)澆梁鋼管貝雷片平臺。每跨需重量約為 870t，自重大，對平臺安全穩(wěn)定性要求較高，因此需進(jìn)行預(yù)壓進(jìn)行必要的驗(yàn)證。一般現(xiàn)澆砼箱箱梁平臺常規(guī)預(yù)壓方式采用水袋、砂袋預(yù)壓施工，由于常規(guī)預(yù)壓方式，人、材、機(jī)投入大和預(yù)壓荷載大等因素在河道中施工難度較大，根據(jù)實(shí)際情況采用現(xiàn)澆梁鋼管貝雷片平臺錨桿鋼絞線組合張拉預(yù)壓法， 編制了本工法。本工法于2015年在福清汽車專用線（福人大道-虎溪）道路工程橋梁施工中首次應(yīng)用，在工程建設(shè)中得到進(jìn)一步推廣和完善。2.工法特點(diǎn)2.1 采用本工法，施工時(shí)間只需 2天，比常規(guī)堆載預(yù)壓工期減少 4天，施工速度快。2.2 采用本工法，機(jī)具設(shè)備簡單，施工操作簡單快捷，與常規(guī)堆載預(yù)壓相比，克服了施工堆載物吊裝、持荷、卸載耗時(shí)長，費(fèi)用高等問題。2.3 本工法與常規(guī)堆載預(yù)壓相比，克服了堆載預(yù)壓施工存在的堆載物塌坍等安全隱患，有效降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。適用范圍本工法適用于場地狹小、地質(zhì)復(fù)雜地段、跨度大、高空大噸位的滿堂支架及鋼管貝雷梁平臺預(yù)壓。工藝原理根據(jù)實(shí)際混凝土荷載分布劃分預(yù)壓區(qū)間并確定各區(qū)間混凝土荷載， 通過確定預(yù)壓點(diǎn)位布置，采用張拉鋼鉸線的對拉方法。鋼鉸線與下端在原地面布置的錨桿面上的工字鋼和上端的布置字平臺面上的工字鋼進(jìn)行連接，模擬平臺受力情況對支架施加反向拉力，使其所受反向拉力等于預(yù)壓荷載，同時(shí)保證各部位的受力情況與理論基本一致。以消除整個(gè)平臺的非彈性變形，得出彈性變形，確定預(yù)拱度。1施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程預(yù)壓荷載點(diǎn)位布置下端布置錨桿上下端安裝張拉鋼絞線鋼鉸線分級張拉、持荷、卸載平臺變形監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析5.2 操作要點(diǎn)預(yù)壓荷載點(diǎn)位布置根據(jù)實(shí)體荷載布置，將箱梁結(jié)構(gòu)（頂板及底板、腹板、翼緣板）的均布荷載轉(zhuǎn)化為多個(gè)集中荷載作用于平臺上，平臺采用 HD200上下加強(qiáng)貝雷梁。按多個(gè)集中力對平臺產(chǎn)生的彎矩及剪力與實(shí)際荷載對平臺相應(yīng)位置產(chǎn)生的彎矩和剪力相同的原則進(jìn)行布載。主線橋每跨箱梁需預(yù)壓的主要結(jié)構(gòu)自重 870t，考慮將預(yù)壓荷載轉(zhuǎn)化為集中荷載布設(shè)于平臺上， 預(yù)壓點(diǎn)位縱橋向在跨度 1/2、1/4、和1/8處設(shè)置，總計(jì)布設(shè) 30個(gè)預(yù)壓點(diǎn)位，預(yù)壓點(diǎn)位布置見圖雨橫橋向在腹板位置處適當(dāng)加密，錨桿所施加荷載按錨桿區(qū)域所承受混凝土荷載的1.2倍計(jì)算。福俱跨線橋第四聯(lián)每跨錨桿鋼絞線布置圖如下。2下端布置錨桿該區(qū)域虎溪河中施工，地質(zhì)較復(fù)雜，施工作業(yè)面地質(zhì)結(jié)構(gòu)層分布： 0-1.5 米為土層，1.5-4m碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，采用R32N自鉆式錨桿施工，錨桿長度4.5m壁厚為6mm，抗拉力為280KN。是集鉆進(jìn)、注漿、錨固功能為一體的錨桿，能夠保證在復(fù)雜地層（即破碎巖石底層和松散土層以及需要套護(hù)管護(hù)壁鉆進(jìn)的地層）的錨固效果，具有可靠、高效、在地面上先根據(jù)預(yù)壓點(diǎn)位置進(jìn)行放線，預(yù)壓點(diǎn)位置橫橋向移 25cm即為錨桿位置。使用鑿巖風(fēng)機(jī)將錨桿打入虎溪河中巖層，入巖層不小于2m，外漏50cm。施工中必須保證注漿到位，注漿壓力不低于0.2MPa，持壓時(shí)間為5~10min，中途不得停漿，水泥為42.5早強(qiáng)水泥，注漿材料選用水灰比 0.45-0.5 純水泥漿。注漿結(jié)束后，錨桿孔灌漿后，至少養(yǎng)護(hù) 7天，養(yǎng)護(hù)期間嚴(yán)禁敲擊、搖動(dòng)錨桿或在桿體上懸掛重物， 7天后進(jìn)行錨桿抗拉拉拔力試驗(yàn)，選取總數(shù)的5%，且不少于三根，檢測抗拉拔力應(yīng)不少于荷載要求的 1.5倍，方可進(jìn)入下道工序施工，否則應(yīng)對錨桿進(jìn)行加密處理，且滿足荷載的張拉力要求。上下端安裝張拉鋼鉸線（1）上端安裝鋼鉸線在跨中、1/4跨、1/8跨位置處，橫橋向通長布置兩排 25a工字鋼，工字鋼設(shè)置在貝雷梁上，中間留

2cm

縫，長度比箱梁頂板寬

1m。工字鋼翼緣板上在預(yù)壓點(diǎn)位處用10cm*10cm*2cm鋼板上下焊接固定，上鋼板預(yù)留

4cm孔洞，上鋼板上放置錨具，錨具中心孔洞、上鋼板預(yù)留孔洞和縫隙中心在同一豎直面上，鋼絞線通過錨具孔和上鋼板預(yù)留孔向下放置，下鋼板位置和上鋼板位置適當(dāng)錯(cuò)開。（2）下端安裝鋼鉸線在虎溪河中預(yù)壓點(diǎn)位豎向投影處通長放置兩排25a工字鋼，中間留10cm縫，兩個(gè)工字鋼翼緣板之間用20cm*20cm*2cm鋼板焊接連接，中間留孔洞，鋼絞線向下穿過孔洞通過擠壓頭固定。每一束鋼絞線豎向?qū)?yīng)一根錨桿（R32N型)，錨桿通過翼緣板上的鋼板預(yù)留孔洞進(jìn)行有效固定連接。兩排25a工字鋼采用20cm*20cm*2cm鋼板焊接連接，下鋼板位置可適當(dāng)錯(cuò)動(dòng)，如下圖所示。鋼鉸線分級張拉、持荷、卸載（1）鋼鉸線分級張拉鋼絞線采用分級加載、對稱加載，縱橋向采用對稱同時(shí)張拉，橫向從左到右依次張拉，張拉順序如下：1、小樁號1/8跨、大樁號1/8跨2、小樁號1/4跨、大樁號1/4跨3、1/2跨張拉共分三級加載，即20%張拉力、60%張拉力和100%張拉力。張拉完后即進(jìn)行鋼絞線的錨固，鋼絞線錨固預(yù)留長度為20cm。千斤頂和油表在張拉前已經(jīng)過配套校核，油表校準(zhǔn)方程為Y=0.2095X+0.62，張拉力與油表讀數(shù)如下表所示。420%張20%油表60%張拉60%油表100%張100%油表序號位置鋼絞線編號拉力讀數(shù)力讀數(shù)拉力讀數(shù)（KN）（MPa）（KN）（MPa）（KN）（MPa）1L/81#、2#、3#/413#、14#、15#23L/44#、5#、6#、7#、8#、2357015116257L/89#、10#、11#、12#31#、2#、3#1955713952113#、14#、15#L/24#、5#、6#、7#、8#、43179320155339#、10#、11#、12#（2）持荷張拉到設(shè)計(jì)值后持荷 24小時(shí)，根據(jù)設(shè)置的高程觀測點(diǎn)，專人在現(xiàn)場觀測平臺變形情況，每6小時(shí)測量一次變形量。卸載持荷24小時(shí)平臺達(dá)到穩(wěn)定不再出現(xiàn)形變后， 從外向內(nèi)對稱分級卸載，卸載過程每級都要進(jìn)行變形觀測。平臺變形測量及數(shù)據(jù)分析鋼絞線張拉前張拉中、張拉后需進(jìn)行沉降觀測，在跨度 1/2、1/4、和1/8處共五個(gè)斷面各布點(diǎn)觀測，確定分級張拉力與理論支架變形是否一致，以確保預(yù)壓的安全性，同時(shí)預(yù)壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并最終確定出彈性變形量及非彈性變形量。材料與設(shè)備6.1本工法所需材料見下表6-1：表6-1材料表序號材料名稱規(guī)格數(shù)量備注1自進(jìn)式注漿錨桿R32N型，長度4.5m，壁厚6mm135米每跨梁2鋼絞線Ф15.2mm0.3噸可回收利用3水泥PO42.52噸每跨梁4工字鋼I25b4.5噸可回收利用56.2本工法所需機(jī)具設(shè)備見下表6-2表6-2機(jī)具設(shè)備設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量備注氣腿式鑿巖風(fēng)鉆鉆機(jī)YT282自動(dòng)壓漿機(jī)WZYJ-4001電焊機(jī)臺3智能張拉設(shè)備CPTS-ZNB2質(zhì)量控制7.1施工時(shí)應(yīng)做嚴(yán)格執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范：《鋼管滿堂支架預(yù)壓技術(shù)規(guī)程》 JGJ/T194-2009《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》 JGJ85-2010《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 JTJ/TF50-2011《建筑變形測量規(guī)程》JGJ/T8-2007《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》 GB/T5224-2014《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》 CJJ2-2008《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》 GB50086-20017.2 水泥、錨桿、鋼絞線、張拉千斤頂、油泵、壓力表錨具、鑿巖風(fēng)鉆、自動(dòng)壓漿機(jī)等原材料和機(jī)具設(shè)備的驗(yàn)收、試驗(yàn)與檢驗(yàn)均按現(xiàn)行規(guī)范及有關(guān)要求進(jìn)行。7.3 錨桿材料性能相關(guān)技術(shù)參數(shù)必須滿足工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，注漿壓力為 0.2MPa，持壓時(shí)間為5~10min，注漿水泥漿應(yīng)充滿桿體及其周圍的空隙。7.4 錨桿注漿施工7天后進(jìn)行錨桿抗拉拉拔力試驗(yàn)， 選取總數(shù)的5%，且不少于三根，檢測抗拉拔力應(yīng)不少于荷載要求的 1.5倍，方可進(jìn)入下道工序施工,否則應(yīng)對錨桿進(jìn)行加密處理，滿足荷載的張拉力要求。7.5提前對預(yù)壓荷載上下端各點(diǎn)位進(jìn)行放線及編號，保證上下端點(diǎn)位一一對應(yīng)。7.6加載過程中要按每根鋼絞線張拉的要求分級加載，同時(shí)分級進(jìn)行觀測。7.7如實(shí)填寫觀測數(shù)據(jù)，繪制彈性和非彈性曲線。如出現(xiàn)意外數(shù)據(jù)，應(yīng)分析原因，不得弄虛作假。7.8加載完持荷后，在平臺達(dá)到穩(wěn)定，各測點(diǎn)沉降量平均值小于 1mm，方可進(jìn)行卸載。6觀測過程如局部位置變形過大，應(yīng)立即停止加載并卸載，及時(shí)查找原因，采取補(bǔ)救措施。安全措施8.1平臺預(yù)壓之前必須對其在預(yù)壓荷載作用下的穩(wěn)定性和承載能力進(jìn)行驗(yàn)算和檢查，滿足穩(wěn)定性、承載能力和安全要求后才能進(jìn)行預(yù)壓。8.2平臺預(yù)壓施工前，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底，落實(shí)所有安全技術(shù)措施和人身防護(hù)用品。8.3 施工前制定嚴(yán)格的安全保證措施，明確管理人員、作業(yè)人員職責(zé)，嚴(yán)格按照鋼鉸線張拉安全操作規(guī)程執(zhí)行。8.4預(yù)應(yīng)力張拉上下端作業(yè)區(qū)域，無關(guān)人員不得進(jìn)入，并安排專人進(jìn)行警戒。環(huán)保措施9.1 嚴(yán)格遵守環(huán)境保護(hù)相關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定。9.2在施工過程中，防止把注漿錨桿水泥漿和油泵液壓油污染到虎溪河中。10．節(jié)能措施10.1施工現(xiàn)場用水節(jié)能措施 施工現(xiàn)場選用節(jié)水型的施工設(shè)備和設(shè)施，采用節(jié)水器具，減少水浪費(fèi)。 加大節(jié)水力度，提高節(jié)水效率。臨時(shí)用水提倡一水多用，循環(huán)用水，降低水耗。10.2 施工現(xiàn)場用電節(jié)能措施10.2.1機(jī)械設(shè)備要做到“隨用隨開、人離機(jī)停”杜絕機(jī)械設(shè)備待機(jī)狀態(tài)；10.2.2加強(qiáng)機(jī)械操作人員的技術(shù)水平，提高操作成功率，降低設(shè)備空轉(zhuǎn)耗電。10.3施工現(xiàn)場油料節(jié)能措施10.3.1優(yōu)化施工方案，總體上統(tǒng)籌考慮施工設(shè)備的使用計(jì)劃，降低使用臺班數(shù)量，從而降低油耗。加強(qiáng)操作人員培訓(xùn)、考核，提高其技能水平，熟練操作施工設(shè)備，降低油耗。效益分析11.1 社會效益現(xiàn)澆梁鋼管貝雷片平臺錨桿鋼絞線組合張拉預(yù)壓法在福俱大道跨線橋的應(yīng)用7取得了圓滿的成功，所施工的福俱大道跨線橋第四聯(lián)每跨預(yù)壓均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，且工期得到提高。開創(chuàng)了現(xiàn)澆梁鋼管貝雷片平臺預(yù)壓的新方法， 我們研究小組總結(jié)出的現(xiàn)澆梁鋼管貝雷片平臺錨桿鋼絞線組合張拉預(yù)壓法，將會在今后現(xiàn)澆梁鋼管貝雷片平臺預(yù)壓有重要的指導(dǎo)和借鑒意義。本項(xiàng)目所處跨虎溪河地段的現(xiàn)現(xiàn)澆梁鋼管貝雷片平臺錨桿鋼絞線組合預(yù)壓法施工，解決了傳統(tǒng)堆載預(yù)壓施工堆載物吊裝、持荷、卸載耗時(shí)長，費(fèi)用高等問題，并且能消除堆載預(yù)壓施工存在的堆載物塌坍等安全隱患，有效降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。該地段此工法簡單，操作方便，將對復(fù)雜地段的大跨度現(xiàn)澆砼箱平臺預(yù)壓提供了新的施工技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)。11.2 經(jīng)濟(jì)效益施工人員、材料、設(shè)備投入少有效減少了材料及設(shè)備投入。福俱大道跨線橋第四聯(lián)每跨現(xiàn)澆砼箱梁鋼管貝雷梁平臺采用堆載預(yù)壓的方法施工，每跨預(yù)壓需投入預(yù)壓材料約870噸，需16~18個(gè)臺班大型吊裝設(shè)備配合施工；采用此工法僅需投入預(yù)應(yīng)力鋼絞線約0.3噸，錨桿135米，水泥2噸，在不考慮堆載材料的情況下,堆載預(yù)壓吊裝設(shè)備租賃費(fèi)用就超過了鋼絞線及錨桿使用費(fèi),11.3工期短完成一跨預(yù)壓施工，采用堆載預(yù)壓的方法約從吊裝、 持荷和卸載全過程需 6—8天，而采用本工法僅需時(shí)間約 2天，縮短工期4-6天。11.4安全風(fēng)險(xiǎn)低該虎溪河區(qū)段為福清市備用水源，同時(shí)堆載預(yù)壓材料消耗大，廢棄物較多，需要加大安全保護(hù)措施及環(huán)境保護(hù)措施的投入，并且高空吊裝作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大，采用本工法大大降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。故綜上所述，采用現(xiàn)澆梁鋼管貝雷片平臺錨桿鋼絞線組合張拉預(yù)壓法，能有效降低大跨度、高墩現(xiàn)澆砼箱梁平臺預(yù)壓的安全風(fēng)險(xiǎn)，加快施工進(jìn)度，節(jié)約工程成本，能為企業(yè)取得良