某大跨高墩现浇支架预压方案比选及施工技术

朱治沛ZHU Zhi-pei

（中铁二十五局集团有限公司西北分公司，西安 710021）

1 概述

近年随着交通建设的高速发展，桥梁跨道路及河道等越来越多，现浇连续梁使用也越来越广泛。支架体系作为现浇连续梁施工中的首要环节，其安全性及施工质量效果对工程安全尤为重要。支架在使用前必须进行预压试验，一是为了消除支架结构间及地基在各受力作用下的非弹性变形，二是通过预压，确保支架体系的安全及沉降满足规范要求，为下一步立模及混凝土浇筑预留沉降量和预拱度提供一定的参考依据。支架预压方案的选择还直接影响连续梁施工工期及成本。

支架预压方案主要为2 类，一类为采用均布荷载进行预压，常采用沙袋、水箱、钢材及预压块等方式进行配重，等截面等荷载预压；第二类为等效荷载反力预压，常用施压方式有两种，一种采用预埋钢绞线及精轧螺纹钢反力预压，一种采用反力架预压。支架预压方案及适用条件见表1。

表1 支架预压方案及适用条件

2 工程概述

某铁路特大桥在DK268+254.98 处跨越信江西支，设计采用（90+180+90）m 连续梁拱跨越，桥墩设计为圆端实体桥墩，主墩291#、292#墩，墩高分别为23.5m 和23m，截面尺寸为16.92m×6.92m。本梁主跨180m，梁全长361.6m，计算跨度（90+180+90）m，支点至梁端长0.8m。主梁为单箱双室、变高度、直腹板箱形截面，中支点处梁高11m，边跨和跨中直线段梁高为5m，直线段长度分别为11.3m、21m，梁底下缘按二次抛物线变化。主梁顶宽一般段13.2m，中支点处考虑拱脚影响顶宽线性变化为15.9m，顶板厚0.42～0.62m，中支点附近顶板加厚为1.12m，边支点处局部顶板加厚为0.72m。主梁底宽10.8m，底板厚0.4～1.3m，中支点附近底板加厚为1.7m，边支点处局部底板加厚为0.85m。采用直腹板，腹板厚按折线0.47～0.55～0.7m 变化。连续梁0#块总长17m，墩顶范围宽6m，0# 块每侧外悬5.5m，外悬每边重1050 吨，采用落地支架施工。0#块墩身支架结构图见图1。

图1 0# 块墩身支架结构图

悬臂浇筑段长度均为4.5m，最大重量为450 吨，采用四组三角挂篮施工。连续梁的施工条件见表2。

表2 信江西支特大桥连续梁施工条件一览表

3 预压方案选择

根据设计文件要求，支架及挂篮预压按最大荷载的120%进行预压，0#块预压荷载为1260 吨，挂篮预压荷载为540 吨。

3.1 0#块支架预压方案

根据主墩墩高及0#块高度，分别对2 种预压方案进行经济及工期、安全及效果等情况进行对比，具体比选情况见表3。

表3 0# 块支架预压方案比选

根据比选，0#块支架采用预埋钢绞线等效荷载预压。

3.2 挂篮预压方案

挂篮采用每边4 片三角挂篮，挂篮前段悬臂点至墩身边缘为11.5m，如再采用预埋的钢绞线施加荷载，挂篮受斜向力作用较大，与实际受力状态不符，需重新制定预压方案，预压方案比选见表4。

表4 挂篮预压方案比选

根据以上四种因素的比选，挂篮预压采用在0#块与1#块交界处腹板位置预埋钢板，安装反力框架进行等效荷载预压。

4 方案实施及施工技术

4.1 0#块等效荷载预压施工

根据0#块支架布置及受力分析图进行等效荷载布置，在承台施工时，进行反力钢绞线的预埋，并与承台钢筋连接成整体。

等效荷载预埋顶底面布置图见图2。

图2 0# 块钢绞线等效荷载预压布置示意图

根据等效荷载检算，墩身每侧预埋6 束钢绞线，靠近外腹板处各为2 束9 根布置，中腹板处为2 束6 根布置，距离墩中心距离为5.25m，预埋承台内深度不小于1m，底部采用P 锚钢板固定，并与承台钢筋连接；墩顶支架上部采用双45a 工钢作为反力梁，通过千斤顶及锚垫板张拉，施加反向力荷载。根据设计图纸要求及施工规范，预压荷载分三级施加，分别为60%，100%，120%，每侧在两侧外腹板及中腹板的0#块墩边缘及0#块末端、中心三个断面处设置9 个监测点进行预压沉降观测。在每级荷载施加完毕1h 后进行变形观测，间隔6h 后再次进行观测，当相邻两次间隔沉降量小于2mm 时，进行下一级荷载施加，在全部荷载施加完成后，间隔6h 观测沉降位移量，当连续12h检测位移平均值之差不大于2mm 时，方可卸除预压荷载。

经预压，各观测点沉降位移量满足设计图纸要求，经监理见证后进行立模施工工序。

4.2 挂篮等效荷载预压施工

在0#块浇筑前，先通过挂篮总装设计图及节段设计图纸进行等效荷载检算，确定预埋件位置及预埋钢筋长度等材料类型，确定反力框架所用型钢类型，挂篮反力框架布置图见图3。

图3 挂篮反力架预压布置示意图

在0#块现浇施工时，在1#块交界断面腹板位置预埋钢板，预埋时注意避让波纹管位置及预应力张拉千斤顶工作空间。

在挂篮底板组装完成后，按照设计图纸在预埋钢板上焊接安装反力架型钢及主受力型钢，通过反力架及千斤顶施加荷载至主受力型钢，传递荷载至挂篮主桁架，达到等效荷载预压效果。预压荷载施加及观测点设置同0#块预压。挂篮预压完成后，需绘制挂篮重量变形曲线，便于悬浇施工时，不同荷载下挂篮的变形量，便于沉降量预留，控制立模标高。

5 方案优化及结论

信江西支特大桥主跨180m 连续梁0#块支架及挂篮预压经过比优化，分别采用两种不同形式的等效荷载施加方式，达到等效荷载预压效果，荷载预压均在48h 内完成，不但节约了工期，在成本方面也减少了投入，在满足安全及预压目的的前提下，为后续节段的悬臂浇筑等后续工序施工进一步打下了扎实的基础。

在其他类似支架施工中，还有其他的预压方案值得我们借鉴和学习，如对于高墩0#块或盖梁施工时，也可借助在墩顶安装临时锚固钢筋安装反力架，进行支架预压等。

由于结构支架形式多样，支架预压也应根据不同的施工条件及便捷方式选不同的技术方案。在保证安全及节约成本的情况下，达到消除结构安装过程中的非弹性变形并检验结构的强度及刚度满足设计及规范要求，确保后续施工质量及安全满足设计的目标。