吴洁
（中铁十八局集团第二工程有限公司 河北 唐山 064000 ）
摘要：在大跨高墩连续梁施工中，通常采用反力架预压方式可以解决预压不便的技术难题。本文针对赤喀客专某特大桥菱形连续梁挂篮千斤顶反力架预压工程实例，利用固定于已浇筑好的箱梁体上的反力架，将作用力传导给连续梁的挂篮，进而模拟浇筑连续梁挂篮时的实际受力特点和情形，对底部的模板进行下压，然后调整连续梁挂篮的吊杆，这样可以得出连续梁挂篮各部位的变形数据，从而可以实现连续梁挂篮预压的要求，对类似工程的施工提供相关借鉴。
关键词 高墩 连续梁挂篮 千斤顶反力架 预压 监控 分析
中图分类号 U445.55+4 文献标识码 B
Continuous Box Girder Diamond Hanging Basket Hoisting Jack Anti-
force Stand Pre-pressure Technology on High-Pier
WU jie
Abstract :In the construction of long-span and high pier continuous beam, the preloading method of reaction frame can solve the technical problem of preloading inconvenience. This paper is aimed at the example of a prestressed concrete rhombus continuous girder hanging jack jack in a Chek Kong Special School. By using the counterforce frame fixed on the box girder body that has been poured, the force is transmitted to the hanging basket of the continuous beam, and then the actual force characteristics and situation of the continuous beam hanging basket are simulated, and the bottom plate is pressed down, then the suspender of the continuous beam hanging basket is adjusted. The deformation data of each part of the continuous beam hanging basket can be obtained, which can meet the requirements of preloading of the continuous beam hanging basket, and provide relevant reference for the construction of similar projects.
Key words: high pier; hanging basket;hoisting jack anti-force stand;pre-pressure; monitoring; analysis
目前，在一些大跨度高大桥墩连续梁施工中，连续梁挂篮的安全性是非常重要的因素。在悬臂浇筑混凝土结构施工前，必须对连续梁挂篮开展预压试验，从而检验连续梁挂篮的变形值、安全可靠性及其承载能力，这样获得弹性变形及非弹性变形的数据，有针对性采取一定措施，消除非弹性变形影响，以便及时修正立模底标高，从而可以及时为后续使用提供可靠的技术参数。
针对本工程菱形连续梁挂篮的结构形式及环境资源条件等特点，综合考虑材料的性能，预压技术，经济成本，通过研究，创新性的研究一种效果好的连续梁挂篮千斤顶反力架预压施工工艺，这种预压施工工艺就是借力液压千斤顶的顶推作用，中铁十八局集团技术人员通过在已浇筑完成箱梁上固定的反力架，然后借力传导给连续梁挂篮，从而模拟连续梁挂篮在浇筑过程中的实际受力情况，然后中铁十八局集团技术人员通过对底部模板进行下压，不断调整连续梁挂篮吊杆，从而得出连续梁挂篮各个部位的变形数据，有针对性采取有效措施，消除非弹性变形影响，以便及时修正立模底标高，实现连续梁挂篮预压的目的。实践证明，这种施工技术不仅能够对连续梁挂篮的受力情况进行很好的模拟，此外还可以合理的调配现场，对资源合理利用，具有节省施工设备、施工速度快、施工效率高、施工工期缩短，施工质量有保证、施工安全可靠等系列优点。当连续梁挂篮一旦出现变形过大或异常情况时，能够及时进行卸载施工，从而避免安全事故的发生，助力项目提质增效。
1工程概况
赤喀客专某特大桥连续梁结构为三跨（80+144+80m）预应力混凝土，截面形式为单箱单室连续箱梁，采用连续梁挂篮悬浇施工工艺。桥梁长度为1235m，大桥墩身的高度是11-30m，连续梁底是1.8次抛物线，箱梁底的宽度为6m，箱梁顶的宽度为10m,顶板的结构厚度为40cm，底板的结构厚度为40-80cm。对每段配置2套连续梁挂篮之外，采用落地钢管支架对箱梁0#块进行现浇，梁体结构中，重量最大的节段混凝土方量达到60m3,重量约150t,每副连续梁挂篮采用千斤顶反力架对称预压的方法进行施工。
图1千斤顶反力架预压结构剖面图（单位：cm） 图2千斤顶反力架预压正视图（单位：cm）
2 千斤顶反力架预压技术
千斤顶反力架预压技术比较成熟，是一种采用液压千斤顶预压技术，对悬浇浇筑施工的连续梁挂篮进行预压的一种施工方法，主要采用的设备是反力架及液压千斤顶。其具体做法为：在已浇筑完成的箱梁梁体上，先把反力架固定好，当安装完成连续梁挂篮及箱梁底部模板以后，中铁十八局集团技术人员再将液压千斤顶放在底部模板和反力架的中间的位置。利用控制液压千斤顶的压力，中铁十八局集团技术人员再向下压箱梁底部模板，然后向上拉连续梁挂篮吊杆，模拟连续梁挂篮实际受力状况，这样得出变形数据（连续梁挂篮各部位），有针对性采取有效措施，尽最大可能消除非弹性变形影响，以便及时修正连续梁的立模底标高，从而实现连续梁挂篮预压，确保施工顺利推进。
3 千斤顶反力架设计
千斤顶反力架预压技术是采用液压千斤顶进行加载，把反力架安装在已浇筑完成的梁体块上面，在连续梁挂篮的底部模板安装好千斤顶，对悬臂浇筑段的连续梁挂篮进行预压。由2根I56工字钢加工而成的三脚架作为反力架预压的反力点，将预埋在梁体上钢板与之焊接好，与箱梁形成一个整体受力体。为了避免在加载试验过程中的梁体出现开裂破碎等意外，完美在预埋的工字钢和钢板的全断面范围之内，另外把三层Φl6@10×l0cm防裂钢筋网片增设其中，详见如图1、图2所示。同一个主墩的两个连续梁挂篮预压施工必须对称进行，避免墩柱受力不均而变形情况发生。每个连续梁挂篮专门设置四个预压点，其预压点布置位置详见图3、图4所示。
图3 连续梁预压点示意图（单位：cm）
图4 连续梁挠度测点布置图（单位：cm）
4 千斤顶反力架的预压施工工艺
4.1计算荷载
荷载计算的时候，在赤喀客专某特大桥连续梁挂篮底部模板上进行的千斤顶反力架预压荷载不计入总荷载，梁体结构自重荷载、机械施工的冲击荷载、模板机械设备、施工人员和支架自重荷载等组成主要荷载。
（1）荷载q1是梁体混凝土自重荷载，梁体结构重量最大段为150t（60m3混凝土），其宽度为10m,其长度为3.5m，荷载分项系数取1.2，由此q1=150×9.8×1.2=1764kN；
（2）荷载q2为施工人员、机械设备等自重，根据1.5kN/m2计算，对于荷载分项系数，可以选取1.4，由此q2=1.5×3.5×10×1.4=73.5kN；
（3）荷载q3是机械施工的冲击荷载，依据2.0kN/m2计算，其荷载分项系数可以取1.4，由此q3=2.0×3.5×10×1.4=98kN；
（4）荷载q4是模板和支架自重荷载，模板自重及支架的自重约为44.4吨，荷载分项系数为1.2,由此q4=44.4×9.8×1.2=522.14kN；
由此可以计算出总预压荷载为Q=q1+q2+q3+q4=l764+73.5+98+522.14=2457.64kN。
4.2测量的监控
4.2.1变形测点布置
要取得到前、后托梁及连续梁挂篮悬臂端的挠度值，这需要借助预压试验。中铁十八局集团技术人员在每侧连续梁挂篮共布置15个测点以便准确的得到连续梁挂篮的变形值。具体分布为：2个位于左、右主桁架后锚点，5个位于横梁，4个位于主桁架前端，2个位于支点，2个位于底模处左、右布置点。通过预压试验，中铁十八局集团技术人员及时收集整理观测数据，然后通过验算、分析、处理，依据数据同步详细绘制出连续梁挂篮试验荷载和挠度的对应关系曲线图，中铁十八局集团技术人员通过分析，以此作为连续梁挂篮悬臂浇筑施工底模标高控制的重要依据和参考。
4.2.2外观检查测点
加载试验过程中，中铁十八局集团技术人员对连续梁挂篮关键部位的受力情况要进行严密观测，我们主要观察连续梁挂篮受力杆件有无刚度不足而造成的变形、焊缝有无脱焊或焊缝开裂、连接插销有无松动等异常现象发生。
4.3预压施工方法
利用千斤顶反力架预压对连续梁挂篮加载预压的具体做法介绍：中铁十八局集团技术人员把千斤顶安装在连续梁挂篮底部模板的前下横梁上，模拟最大现浇梁段施工荷载的分布情况后进行分级加载，其主要目的为控制加载速度，方便技术人员进行观测连续梁挂篮变形随荷载变化的规律，提高试验的质量，确保试验安全。
中铁十八局集团技术人员对连续梁挂篮预压试验顺序按照0 kN——2016 kN——2650 kN——3175 kN——2650kN——2016 kN——1058 kN——0kN 进行分级加载，相关人员观测桁架连接节点有无变形，连续梁挂篮底模与横梁的沉降值；加载时，每次加载完成后1h，测量连续梁挂篮的变形值；当加载全部完成以后，每相隔一小时，中铁十八局集团技术人员测量一次每个测点的变形值；此此类推，连续进行预压四个小时之后，如果最后测量时间段的两次变形值之差小于两毫米，就可不再进行预压试验。当技术人员预压完成后，如果对观测数据分析后正常，即可拆除反力架，然后按照分级加载的相同重量，逐级卸载，并测量各级卸载后的变形值。反力架质量控制标准和预压加载分级分别详见见表1和表2。
表1 连续梁挂篮预压加载的分级表
|
荷载的等级 |
对主纵梁前端加荷载(单位kN) |
累加(卸)
荷载的总量(单位kN) |
补充介绍 |
|
第1级 |
0 |
0 |
卸载100% |
|
第2级 |
1058 |
2016 |
80%加载 |
|
第3级 |
529 |
2650 |
100%加载 |
|
第4级 |
529 |
3174 |
120%加载 |
|
第5级 |
529 |
2650 |
卸载100% |
|
第6级 |
529 |
2016 |
卸载到80% |
|
第7级 |
1058 |
1058 |
卸载到40% |
|
第8级 |
1058 |
0 |
100%卸载 |
表2 连续梁反力架的质量控制要求和规范
|
项次 |
检查（验算）项目 |
质量要求（安全系数） |
补充 |
|
1 |
预埋件 |
与连续梁紧密结合，承压面积满足要求 |
|
|
2 |
焊接缝隙 |
饱满 |
|
|
3 |
杆件的受弯强度 |
安全系数大于或等于1.2 |
预压荷载按照1.3倍的箱梁最大悬浇块件重量取值 |
|
4 |
在局部承压 |
安全系数大于或等于1.2 |
|
5 |
杆件的稳定性 |
安全系数大于或等于1.3 |
|
6 |
整体的稳定性 |
安全系数大于或等于1.3 |
表3 连续梁挂篮主桁预压变形观测计算分析
|
荷载次数与主纵梁变形值 |
荷载的分级(kN) |
|
0 |
2116 |
2645 |
3174 |
|
主纵梁的变形值(mm) |
|
第一次 |
0 |
11 |
18 |
24 |
|
第二次 |
0 |
12 |
19 |
23.5 |
|
计算主纵梁变形值 |
0 |
11.5 |
18.5 |
23.75 |
表4 连续梁挂篮预压观测原始数据
5.预压变形数据分析
通过对分级加载预压试验记录的数据进行详细分析，可以得出赤喀客专某特大桥连续梁挂篮变形量和荷载的线形关系，在设置挂篮的预拱度时，可以提供数据支撑。连续梁挂篮预压试验原始数据见表3。技术人员取底模处左、右布置2个点，4个主桁架前端，2个后锚点进行测点数据分析，线性回归方程Linear Fit:y=a+bx, Coefficient Data:a=-19.074248，b=30.0706421，y=-19.074248+30.0706421x。赤喀客专某特大桥连续梁挂篮主桁预压变形观测计算详细分析见表4，我们可以发现荷载线性核主桁连续梁挂篮变形关系成直线型。
6结论与建议
通过采用千斤顶反力架预压方式，对赤喀客专某特大桥连续梁挂篮进行预压证明，这个方法非常适用于预应力混凝土连续箱梁连续梁挂篮的预压。由此得出以下结论：
⑴千斤顶反力架预压施工技术与传统水箱法、砂袋法进行比较分析后，不仅工序少，而且具有施工简单方便、加载卸载速度快、节约施工时间、降低成本、安全高效等优点，而且数据直观，可以形象模拟出赤喀客专某特大桥连续梁挂篮的实际受力状况，从而得出了相关的受力变形参数，连续梁挂篮施工时有了数据做支撑。
⑵通过对连续梁挂篮预压的数据技术分析，我们可以得到连续梁挂篮底模的预留沉降值，预留沉降值适当而且十分准确，连续箱梁线性平滑顺畅，可以很好指导连续梁挂篮的实际施工。
⑶中铁十八局集团技术人员依据详细计算，科学制定加载试验方案，精心设计出反力架的结构形式，顺利完成连续梁挂篮预压，很好地验证了连续梁挂篮的安全性、可操作性，通过实践检验，明晰了挠度变形值与荷载的对应关系，对非弹性变形进行了有效消除，获得了底部模板标高的控制数据，效果良好。
⑷连续梁挂篮循环使用过程中，由于轨道变形或支垫不牢固，造成非弹性变形，中铁十八局集团技术人员在正常使用时，应考虑一定的下沉量，一般可以考虑5mm的下沉值，即立模标高抬高5mm，中铁十八局集团技术人员利用回归方程y=30.0706421x-19.07424计算连续梁挂篮前端挠度变形值。
⑸连续梁挂篮结构受力很明确，对荷载加载更方便掌控，中铁十八局集团技术人员即便在加载过程中不可控，为确保安全，可以迅速卸荷，方便安全。
参考文献:
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[4] 勾永生，包杰.高墩大跨PC刚构桥连续梁挂篮预压试验分析[J].北方交通,2014(2):36〜38.
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[6] 彦平.连续梁0号块钢绞线反支点预压施工技术[J].石家庄铁道大学学报：自然科学版.2O13(S1):154〜156.学本科，作者单位：中铁十八局集团第二工程有限公司。身份证号:130206198902121886，2012
年7
