连续刚构桥连续墩0#及1#块现浇支架搭设与预压技术

李珠

厦门市骊翔建筑劳务有限公司 福建省厦门市 361000

[摘 要] 结合钱家坪特大桥连续刚构桥悬浇段0号块及1号块施工实例，简要介绍山区高速公路连续墩悬浇段0号块及1号块现浇支架搭设与预压技术，为今后同类桥施工提供借鉴。

[关键词] 连续刚构桥 悬浇段 支架搭设 预压技术

1 工程概况

钱家坪特大桥是G7611都匀至香格里拉高速公路守望至红山段的控制性工程，主桥为（77.5+140+140+77.5）m大跨径连续刚构桥，分布为15#～19#墩，15#、19#墩为边墩，16#、17#、18#墩为主墩，16#、17#墩采用双肢空心薄壁墩，薄壁截面尺寸为3*8.5m，双肢中心间距5m。18#墩采用矩形实心墩，墩身截面4.0*8.5m。

0号块为单箱单室变截面预应力混凝土连续箱梁，采用挂篮悬浇作业，长度为12m且外露梁体主墩为0.5m，不利于后期挂篮拼装，故本项目采用0#号块与1号块同时浇筑工艺施工，浇筑后总长为18m，顶宽12.5m，中支点高8.80m，底宽6.5m。

2 支架施工方案选择

传统的预压方案采用堆载预压，该方法周期长、施工场地要求高、投资大。0号块是连接悬浇梁及下部结构的关键部位，考虑16#及17#墩身较高，落地支架搭设困难，故0号与1号梁段采用墩顶托架法施工，18#墩为连续梁墩设置支座，在悬臂浇筑时采用临时锚固装置，0号与1号梁段利用临时支墩进行支架搭设，采用型钢支架法施工。本文以18号主墩为例，对该桥支架设计构造和特点进行分析，并通过受力计算分析明确方案可行性，支架搭设的质量要求及预压技术是施工技术控制的重点，支架观测点的合理布置，可反应测量数据的准确性，根据测量数据算出预拱度，确保连续刚构桥0#块及1块的施工质量要求。

3 支架方案设计

3.1 高墩墩顶托架即在地面加工焊接三角托架，焊接质量合格后方可吊装搭设，并组拼纵、横向分配梁、斜撑。大小里程方向上端穿PVC套管，采用PSB930级JL32精扎螺纹钢对拉进行锚固。下部预留孔穿Q345钢棒。侧面下部预留孔穿钢棒。上端预埋钢板焊接。

3.2 18号主墩上部结构钢筋混凝土荷载完全由型钢托架承重，需设置临时支墩，临时支墩采用φ800mm，壁厚15mm的钢管，在承台里程方向上分别设置5根钢管，间距130cm，钢管之间设置28#工钢作为横向连接，在墩柱大小里程侧分别设置7根φ530mm钢管，在φ530mm钢管下方设置混凝土条形基础，基础长度12m，横截面为1*1m，并在相应位置预埋钢板，用于固定φ530mm钢管立柱，钢管顶部设置32#工钢横向分配梁。本文通过对18号墩0号及1号块支架受力验算、支架搭设安装、支架观测点的合理布置等因素控制来验证反力预压的稳定性和安全性。图1为18墩施工托架示意图。

图1 施工托架示意图

4 支架受力验算分析

18号墩0号及1号块支架现浇处去掉墩顶所承受的梁体自重，单侧悬臂支架处梁体混凝土约226.6m³，合计重约 589.16t，支架按照混凝土自重1.2倍安全系数考虑，施工过程中的机械荷载、人工荷载及模板自重等按混凝土荷载0.2 倍系数考虑，计算荷载总重为 824.8t。

1）钢管长细比验算

钢管柱采用φ800×15mm钢管，偏于安全，现取钢管自由长度L0=600cm，按两端铰接假定计算，则

λ=L/ i=600/27.586=21.8 查表ψ=0.965

查《铁路混凝土梁支架现浇施工技术规程》TB10110-2011 公式（4.4.4-3）计算，可得钢管柱所能承受的容许压力为：

σ max /ψ=25/0.965=25.9MPa<【σ】=170MPa

可知钢管稳定性满足要求，可根据需要增设连接系，保证支架稳定性。

钢管柱采用 φ530 ×9mm钢管，偏于安全，现取钢管自由长度 L0=600cm，按两端铰接假定计算，则

λ=L/ i=600/18.422=32.6 查表ψ=0.927

查《铁路混凝土梁支架现浇施工技术规程》TB10110-2011 公式（4.4.4-3）计算，可得钢管柱所能承受的容许压力为∶

σ max /ψ=59/0.927=63.6MPa<【σ】=170MPa

可知钢管稳定性满足要求，可根据需要增设连接系，保证支架稳定性。

2）扩大基础计算地基承载力

扩大基础长12m，宽 1m，高 lm，采用C20混凝土。单桩基础的范围为1.3米。基础自重∶ G1= 26*（1.3*1*1）=33.8KN，钢管反力 N=642KN。

查《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011 （公式5.2.7-2）计算。

5 支架搭设

5.1 支架搭设安装

调坡托架：在腹板投影面下，设置3组，间距为300mm调坡托架；底板投影面下，设置6组，间距为600mm调坡托架，托架采用10#槽钢焊接成型。

横向分配梁：在调坡托架下方，双肢墩之间，设置长8.5m、14组，间距为300mm的分配梁，分配梁采用32#工字钢；单侧悬臂端，设置长度为8.5m、7组，间距为500mm的分配梁，分配梁采用32#工字钢组拼而成。

纵向分配梁：在每侧翼缘板投影线下方设置2榀双拼28#工字钢，用于翼缘板模板的支撑，间距为120cm，长度为18m。

在双肢墩大小里程侧分别设置6组三角托架，托架由40#纵向工字钢及双拼28#工字钢斜撑及竖杆组成，增加托架稳定性。

由于0号及1号梁段的悬臂端为变截面，底板为抛物线形，底板的模板支撑，采用调坡托架来实现，调坡托架提前进行加工，在安装完成调坡托架后，采用5*5cm角钢进行托架间的横向连接，增强托架稳定性，托架中部及顶部利用型钢横向连接，交接点的位置通过施焊完成。

5.2支架规定

在条形基础底面及顶面布置φ16间距为150*150cm的钢筋网片，并在基础顶部预埋钢管立柱焊接需要的钢板四周进行处理，增设排水措施，防止基础浸水。在基础施工前对基底进行静力触探试验，确保地基承载力满足施工需求；

钢管立柱出现长度不足，需要接长时，对接接头的焊缝应做焊缝探伤检测，经检测，不合格率小于2%时，可进行立柱安装。为增加三角托架的整体稳定性，在托架安装完成后，在托架中部及顶部利用型钢横向连接，交接点的位置通过施焊完成。

由于0号及1号梁段的悬臂端为变截面，底板为抛物线形，底板的模板支撑，采用调坡托架来实现，调坡托架根据施工设计图提前加工，在安装完成调坡托架后，采用5*5cm角钢进行托架间的横向连接，增强托架稳定性。

采用以上支架拼装结构形式，整体受力明确，结构安全质量可靠，用钢量较少，节约成本，同时提高功效。

6 支架预压目的

由于托架弹性、杆件连接有缝隙等因素，施加荷载时会引起托架下沉，导致混凝土有裂缝，因此托架安装完成后，需加载进行预压，以确保其强度、刚度及稳定性，并消除非弹性变形。

7 支架预压

18#墩支架按照设计要求，预压荷载为理论重量的1.2倍。结合现场实际情况，由于支架高度较低，采用24组（一组3根）抗拉强度标准值为1860MPa的钢绞线进行反压，钢绞线一端锚固于承台上，另一端设置于支架顶部，做张拉反压，实现预压的效果。承台预埋点的布置如下图3所示。

图3 承台预埋锚固点布置图

7.1预压步骤

第一步：将所有锚固点钢绞线张拉端利用张拉锚具固定在支架分配梁上，分配梁采用双拼36#工字钢，按规定布置到位。在试压前，由测量人员在0#~1#梁段支架上层分配梁上做好测量标记，用于测量0#、1#梁段支架试压时在各级荷载下的标高，并监测其平面位置变化情况。测量0#、1#梁段支架空载情况下的标高和平面位置。在正式试压前，用25t千斤顶将精轧钢逐根张拉，使每根钢绞线的松紧程度基本一致。

第二步：将各个位置钢绞线按20%、60%、100%、120%预定张拉力由小到大依次分级施加压力（对称均匀加载）。每级加载完成1h后进行支架的变形观测，以后间隔6h检测记录各监测点的位移量，当相邻两次监测位移平均值之差不大于2mm时，方可进行后续加载。

在全部荷载加载完成后，间隔6h监测记录各监测点的位移量，当连续12h监测位移平均值之差不大于2mm时，方可进行分级卸载。

注意观察，加载过程中如发现基础开裂、局部位置和支架变形过大现象，立即停止加载并卸载，查找原因，采取补救措施。在反预压力全部卸完后对现浇支架全面进行测量并作好记录。

第三步：按照反预压顺序，后反预压的先卸压，先反预压的后卸压的顺序进行卸压。卸压至总重量的120%、60%及全部卸压完时，对观测点进行观测并记录。支架卸载6h后，监测记录各监测点位移量。

8 支架预拱度设置

根据测出梁段加载、卸载120%荷载作用下支架产生的弹性变形值，将此弹性变形值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度重新调整底模标高。

支架的变形及地基压缩量主要考虑以下因素：

δ=δ1+δ2

δ1——支架自身的非弹性压缩量；

δ2——支架弹性压缩量；

通过预压施工，可以消除δ1的影响，则在底模安装时，其预拱度的设置按Δ=δ3计算，在模板的高程控制时加入预拱度数值。对于预应力钢筋混凝土连续箱梁，考虑到张拉时起拱,预拱度的设置要适当减小。

预拱量采用厚度分别为1～10mm的各种薄钢板在相应设计位置处水平支垫底模的横梁。调节预拱度时，由水准仪配合，确保精确测量。

9 结论

综上所述，0号及1号块是连续刚构桥箱梁施工中的重要环节，通过支架合理设计，并进行受力验算，检验方案可行，并通过支架的搭设及预压技术的实施，得到了施工过程中需要的重要的数据。该方法操作简便，投入少，有效的降低施工成本，大大提高工作效率和降低安全风险，为类似工程提供了相关经验。

参考文献：

1. 陈勇.高墩0#块托架反力架法预压的设计及应用.中国新技术新产品，2016.NO.06.（上） (专著)

2. 王海军.王鹏飞.超百米高墩连续刚构桥0号块支架反力法预压技术.珠江水运，2020.05. (合著)