连续梁0#块托架预压钢绞线反拉工艺技术总结

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1、中铁七局集团郑州公司2013年度新工艺技术总结连续梁 0#块托架预压钢绞线反拉工艺技术总结中铁七局葫白公路II标项目部二O一三年八月一、工程概况 3二、0 号块托架设计方案 3三、0 号块托架预压方案 4四、方案比较 10五、注意事项 11大洪水沟特大桥主墩 0#块托架预压施工方案一、工程概况大洪水沟特大桥起止桩号为：BK25+118BK25+556.75,桥梁全长 438.75米，主桥上部结构为90+160+90m预应力混凝土连续刚构箱梁 桥，主桥横断面为单箱单室箱形断面，箱梁根部高度10m。采用纵向、 竖向预应力体系。箱梁顶板宽10m，底板宽6m，桥墩顶部范围内箱梁 顶板厚0.5m，底板厚

2、1.3m，腹板厚0.8m，除桥墩顶部箱梁内设2道 横隔板外，其余均不设横隔板。主桥两幅连续刚构箱梁均采用挂篮悬 臂浇筑法施工，除墩顶0#块外，分22对梁段，即5X2.5+5X3+6X 3.5+6X4m进行对称悬臂浇筑。墩顶0号梁段长度13m，顶板宽度10m，底板宽度6m，截面高10m， 顶板厚0.5m，底板厚1.3m，腹板厚0.8m，每段砼数量450.65m3，全 桥共2个0号梁段。二、0号块托架设计方案0#块采用托架施工。使用I 32a工字钢作为平撑，斜撑使用I 25a 工字钢分别与平撑及预埋钢板焊接形成牛腿支撑，作为 0 号梁段悬臂 部分梁体施工的承重支架。一个0号梁段单侧设置障碍5排牛腿

3、支撑， 各排之间采用14a横向连接为整体。在平撑上横向布置I 25a工字钢 作为支撑模板的底横梁，横梁与平撑之间安装钢垫作为调节和拆卸模板用，同时在外侧加焊护栏作为施工平台。如下图：:AS rjiL3A0.5-.2M -期 rn-V1, 本耿寸HlH 02、本軌第- 层哋工方黄酩其中 騁端采用牛概燃 工;期価则直攫采取剝 肛三、0 号块托架预压方案0#块墩顶长度9米，墩顶承受的荷载为849.5T；作用于托架上的长度两侧各2米；每个托架所承受的荷载为161 . 1T ，按1 . 2系数计算，每个托架需要压重193.3吨。1、传统预压方案 传统预压方法大多采用吨包堆载预压，即购买吨包，采用小型装

4、载机、吊车，配合人工进行装砂，每包装至1 吨左右。在采用吊车或 塔吊吊至托架进行预压。或者采用成捆钢筋进行堆载预压，将项目上购买的成捆钢筋集中 到需要预压的桥位，吊车或塔吊吊装至托架进行预压。2、“钢绞线张拉模拟荷载”预压方案 本桥采用“钢绞线张拉模拟荷载”的方式在托架顶进行施压，施 压目的主要通过测量观察各施压节点处的变化以检验托架的稳定性、 安全性及变形等。此种方案是在承台施工时，在承台里预埋锚具及钢绞线，伸出承 台顶面，在托架安装完毕铺设横向工字钢后，将承台预埋的钢绞线用 锚具连接延伸至托架顶面，采用千斤顶进行分级张拉的方式进行模拟 荷载预压。承台预埋钢绞线 在主墩承台施工时先预埋钢绞线

5、，采用 fpk=1860MPa、Es=1.95X105MPa符合GB/T5224-2003 标准要求的sl5.2mm钢绞线， 具体预埋根数根据荷载作用在托架上的点数而定，本桥托架方案为 15 个点，因此布置 4 束，每束设置 4 根钢绞线，如下图所示：兀洪水沟特大桥胸跤找顼邂勾预埋钢绞线底端在施工承台时，将钢绞线与锚具用夹片等锚固牢 固，设置锚下钢筋网片4 层。尽量不要使用借助挤压机和油泵实现挤 压锚变形对钢绞线形成握裹固定作为固定端，避免因张拉力较大的时 候将挤压头拉脱。每处埋入承台内的4 根钢绞线分开，钢绞线之间留 有 5cm 左右的空隙，以利于混凝土与钢绞线进行有效的粘结，避免钢 绞线之

6、间缠绕在一起。同时，预埋钢绞线距离承台边缘不要小于50cm, 固定端埋置深度不小于加，露出承台顶面不小于50cm。另外，为防 止露出承台顶面的钢绞线在浇筑砼时和砼粘结，对钢绞线外露部分套 内径 5cm 的 PVC 管进行保护并缠绕胶带作失效处理。预压点位布置托架施工三角托架顶部的I32a安装完成，在顶部I32a工字钢上 安装铺设横梁工字钢后，即开始进行预压工作。本桥考虑到0号块分 三次进行浇筑，托架不进行超载预压，按 100%荷载进行预压控制。钢绞线从承台顶伸出的预埋钢绞线上连接，延伸至托架顶，连接方式 可以采用整体对接式连接器（例如YM15LB型连接器），也可以采用 圆形多孔锚具，利用夹片将

7、预埋的钢绞线和从托架垂下的钢绞线锚在 同一个锚具上，相当于整体连接器。尽量不要使用采用挤压锚形式的 连接器（例如YM15L型连接器），原因同样是防止张拉力过大将挤压 头拉脱。钢绞线延伸到托架上后，在横梁工字钢与托架顶部I32a的接触 点上进行张拉模拟荷载进行预压，考虑到托架斜撑工字钢的影响，可 以适当调整下位置，每个点位分一根钢绞线。如下图，共15个点：预压取值每根钢绞线的张拉力要事先经过计算确定，考虑 0#块作用在托 架上的荷载的同时，因托架上个张拉点位位置及承台预埋钢绞线位置 的问题，不可能做到每根钢绞线竖直，因此还要考虑钢绞线与托架顶 面形成的夹角。将 0#块按各部位分解计算重量，分配给

8、每个张拉点 位，然后每个张拉点位再根据三角形定理进行计算每根钢绞线的张拉 力，最后根据千斤顶及油表标定的方程计算出对应的油表读数，并据 此进行张拉力控制。预压流程预压流程图如下图所示：预压方法在横梁工字钢顶钢绞线加载处安放2工 25a 扁担梁，用钢楔块将 扁担梁垫平，直至扁担梁顶承压面与钢绞线垂直即可。扁担梁顶面放 置工作锚板，将夹片稍稍打紧，其上安装千斤顶进行张拉。扁担梁的 安装要注意，位置不挡钢绞线的情况下，尽量靠近节点。张拉原则：先中间后边缘、前后左右对称分阶段施加张拉力。在加载前测量各观测点的标高。钢绞线采用单端张拉，千斤顶型号采用YDC240Q型，数量为2 台，以便满足对称施加张拉力

9、的要求。荷载按照020%80%100% 分级加载，每级加载完毕持荷 30 分钟后观测标高。当加载至100%后，宜每6 小时测量一次变形值。预压荷载持续 时间以托架变形稳定为原则确定，最后两次沉落量观测平均值之差不 大于 2mm 时，即可终止预压。根据实际观测显示，加载至1 0 0%后6 个小时内，变形值较大， 12小时后就基本稳定，因此保持100%荷载 24 小时即可开始卸载。分级卸载，并及时观测。卸载按照100%50%0分级卸载，同 时做到前后、左右对称卸载。全部卸载后，测量其标高。对所有测量数据进行统计分析，得出托架的弹性变形量与非弹性 变形量，并将弹性变形量作为施工中的预留抬高量。注意事

10、项 预压准备工作要在桩基施工完毕就要开始进行，钢绞线、锚具 等需要在承台施工时进场，并进行预埋。 张拉前要将托架满铺，可以采用空心薄壁墩或0#块的钢模板 铺设。 加载过程中，有专人负责记录钢绞线的加载吨位及钢绞线伸长 量，以便复核。 加载过程中，有专人检查托架各部件，发现异常情况及时处理。 托架如加载过程中发现挠度过大，应暂停加载，查找原因。四、方案比较1、传统堆载预压方案在托架预压中的弊端(1)存在很大安全风险。目前预压所广泛使用的吨包多为一些化工 产品的包装袋回收使用，化工产品的残留以及吨包的质量都是不安全 因素。同时，因 0#块伸出墩顶只有 2 米，人工在上面摘钩也存在很 大安全隐患，尤

11、其在高堆载上面更加危险。无法达到预计重量。 0#块伸出墩顶只有 2 米，底板宽度也只 有 6 米，每个托架受力面积只有 12 平方米，一个吨包平均占用约 1 平方米，每层也就是 12 个吨包，要满足预压重量 193.3 吨，需要 16 层。在这么小的面积上放置吨包，最多放置 4 到 5 层，再多就要失稳， 而且墩高太高，风荷载作用下，高堆载容易引起倾覆。因此，采用此 种方案，远远无法达到预计重量。预压周期长，工作量大。按此桥0#块的预压重量，需要吨包400 个并装砂。根据以往经验，采用一台 8 吨吊车、一台徐工 LW100 装载机，配合人工 10 人进行装包，不考虑场地限制的情况下， 400

12、个吨包装砂需要 5 天，再考虑吊装及压重保持及卸荷时间，至少需 15 天时间方能完成预压。如采用成捆钢筋吊装进行堆载预压，按25的钢筋一般每捆为70 根，一捆就是 2.43 吨，近 400 吨钢筋需要 164 捆，不但同样需要 面临堆载高度太高、安全风险大、周期长的问题，而且占用资金也太 大。2、钢绞线张拉模拟荷载预压方案的优势采用钢绞线张拉模拟荷载的预压方案符合当前作业环境，更加符 合托架受力实际工况，保证安全达到预压目的，又节省工期及预压投 入。安全可控，一是不需要在高堆载上进行操作，二是只要保证钢 绞线、锚具等质量就能保证质量，同时在托架上满铺钢模板，即使出 现钢绞线拉断、拉脱，因有钢模

13、板遮挡也不会对作业人员造成伤害。不但能够达到预压重量，还能根据箱梁各部位的重量分布控制 张拉力，更加接近实际工况。预压周期短，工作量小，预压时间、卸载时间都短，从开始准 备工作到卸载完毕，只需要2到3天。根据以上描述，此工艺仅用时 3 天就可全部预压完成，避免了采 用传统堆载法时存在耗费材料多、加载时间长、加载吨位难以精确控 制的问题，同时又节约了成本、加快了施工进度。此技术在连续梁主 墩高度较高的的情况下，比传统堆载预压方法优越性更加明显，尤其 适用，在该桥施工中进行了广泛应用，挂篮预压、边跨现浇段预压均 采用了此种预压方式。五、注意事项1、埋入承台是否采用锚具如果项目部没有及时进场钢绞线及

14、锚具，也可以通过锚固长度的 计算，避免采用常规的方法时钢绞线底部需要预埋配套的锚具的情况。以此桥为例计算如下：为使加载预压时整个底板受力均匀，接近混凝土浇筑时的受力状 态，在 0 号块托架 I32a 主梁顶布置 16 个观测点，共分为 4 个断面， 一个断面设 4 个观测点。观测点布置在靠近集中荷载不影响加载处。钢绞线锚固长度计算：L二aXf Xd/fyt式中：L为钢绞线的锚固长度（钢绞线埋入承台内的深度）a 为钢筋的外形系数，取 0.16f 为钢绞线的抗拉强度设计值，取 1395MPayf为混凝土轴心抗拉强度设计值，C30混凝土取1.43MPatd 为钢绞线的公称直径，取 15.2mm则 L

15、=0.16X1395X15.2/1.43=2.4m。即钢绞线埋入承台内 2.4m 满足要求。为保险起见，将钢绞线底 部采用压花处理并加设一层10钢筋网加强，避免了采用常规的方 法时钢绞线底部需要预埋配套的锚具的情况。但此种方法存在一定隐患，即钢绞线有可能从承台中被拉脱，个 人认为最好是项目部及时将钢绞线及锚具进场，或者在项目部所在地 附近或者兄弟单位购买少量使用。2、适用条件此种方法适用于在下部有锚固条件的情况，比如连续刚构现浇段 采用托架时可锚固入承台，若现浇段太长采用支架时，下部基础硬化 深度足够且为整体基础，也可采用此法，但采用条形基础，则因钢绞 线角度不合适，此法不太适用。满堂支架因基础混凝土较薄，不能满足锚固条件，因此不能采用 此法。至于需要预压的其他情况，需要根据实际情况考虑是否可以采 用此法，采用此法是否合理等。