预应力混凝土连续箱梁零号块支架预压施工技术

李胜臣

（中铁二十三局二公司，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

目前在桥梁施工中比较常见的梁型是预制梁和现浇连续梁。其中预制梁的施工方法基本相同，应用比较广泛。而现浇连续梁，特别是针对用挂篮法施工的连续梁0号块时，在方案制订时需要综合考虑外部环境和内部条件等因素，选择出既合理又简单易行的方法。本文以哈尔滨西客站地区龙葵路铁路跨线桥工程为例，研究了0号块的支架预压施工技术。

一、概述

本工程位于哈尔滨西客站地区，自哈尔滨大街起桥，跨越铁路街、哈大铁路咽喉区、车站街、七台河路，于先进街前落地，是哈尔滨市重点工程。

桥梁全长997.24m，主桥上跨哈西客站高速、普速场铁路，采用1联（65+110+65）m预应力混凝土连续梁，梁体截面为双幅单箱双室、变高度、直腹板箱形。其中0号段总长12.0m，重量为764.5t，在墩顶上部范围内的长度为4米，其余悬挑部分采用钢管桩支架法施工，该混凝土单幅合计428.2m3。

二、施工工艺

1 0号块支架结构设计

0号块钢管桩位置设计在本墩承台上，该处承台尺寸为长31.3m、宽10.6m、厚4m，混凝土强度等级C30。

0号块支架结构标准设计：在腹板、底板下部采用直径630mm、壁厚10mm的钢管桩，在翼缘板下部采用直径450mm、壁厚10mm的钢管桩，所有钢管桩下部垫2.0cm厚钢板，上部布置纵横向工字钢作为分配梁。箱室内支架采用碗扣式脚手架作支撑，布置间距0.6m×0.6m。见图1、图2。

2 支架结构检算

针对主桥连续箱梁0号段支架，对模板、分配梁及钢管柱进行力学检算，结果均满足规范要求。

2.1 横向分配梁

腹板、底板下按两等跨连续梁计算，翼缘板下按悬臂外伸梁计算，采用I22b工字钢，间距30cm，每侧16根，共计32根。

翼缘板下横向分配梁：抗弯强度σ=21.4MPa＜ [σ]=170MPa；最大挠度fmax=0.31mm＜[f]= L/400=2.4/400=6mm。

腹板、底板下横向分配梁：抗弯强度 σ= 119.5MPa＜ [σ]=170MPa； 最 大挠度fmax=5mm＜[f]= 4.05/400=10mm。

2.2 纵向分配梁

腹板、底板下纵向分配梁采用I40b工字钢，腹板、底板下布置3根，翼缘板下布置一根。

腹板底板下纵向工字钢：抗弯强度σ=51MPa＜[σ]=170MPa；最大挠度fmax=0.4mm＜[f]=L/400=1.67/400=4mm。

翼缘板下纵向工字钢：抗弯强度σ=59MPa＜ [σ]=170MPa； 最 大 挠 度fmax=2mm＜[f]= L/400=3.27/400=8mm。

2.3 钢管桩

腹板下钢管桩稳定性验算：压杆稳定的允许应力 ψ[σ]=162.9×103 kPa；钢管柱允许抗压强度σ=N/（ψA）＝55.5MPa ＜ [σ]= 162.9MPa。

翼缘板下钢管桩稳定性验算：压杆稳定的允许应力ψ[σ]=159×103 kPa；钢管柱允许抗压强度σ= 15.8MPa＜[σ]=159MPa。

图2 0号块支架立面

钢管桩底部混凝土承载力验算：σ=1.9N/mm2＜ 11.9 N/mm2。

2.4 方木计算

型钢支架上采用10×10cm方木作横向分配梁，腹板下跨度L=0.4m，底板下跨度L=0.6m，宽度b=0.2m计算，10×10cm普通松木方允许弯曲应力[σ]=10N/mm2，弹性模量E=9×103N/mm2，截面抵抗矩Wx=1.667×10-4m3，惯性矩I=8.333×10-6m4。

腹板下横向木方检算：抗弯强度 σ=6MPa＜ [σ]=10MPa；跨中挠度fmax=2.4×10-4m＜[L/400]=10×10-4m。

底板下横向木方检算：抗弯强度σ=3.5MPa＜ [σ]=10MPa；跨中挠度fmax=2.9×10-4m＜[L/400]=15×10-4mm。

2.5 底模计算：

箱梁底部模板采用15mm厚竹胶板作底模，底模下木方间距L=0.2m，净距L=0.1m，取纵向长度p=1.0m进行检算。竹胶板厚度为15mm，允许弯曲应力[σ]=60N/mm2，弹性模量 E=4.5×103N/mm2，截面抵抗矩Wx=0.375×10-4m3，惯性矩I=2.813×10-7m4。

腹板下底模检算：抗弯强度σ=5.1MKPa ＜ [σ]=60MKPa；跨中挠度fmax=0.1mm＜[f]= 1/400=0.25mm。

三、预压技术要求

1 设置观侧点

顺桥方向在0号块两侧的端部、中部布设3个变形观测断面。横桥向根据荷载分布情况，每断面在桥上及支架底部上分别设7个沉降观测点（布置在两腹板中心，底板中心、翼缘板中心）。当观测点布置好并且观测完基点数值后才可进行加载预压施工。

2 施加压力

在堆载预压前将观测标埋到底模的相应位置上（注意对观测标的保护），进行首次观测，记录其初始高程。然后进行分级加载。预压荷载为设计荷载梁体自重（在支架上的梁体重量）的1.2倍进行加载。按梁体的大致等效荷载进行布载。加载时分级进行，按照30%、70%、100%、120%四级加载。待前一级荷载加载30分钟后，并同时观察读数变化并记录。然后施加下一级荷载。

图3 千斤顶布置图

图4 沉降变形测量

在开始的两级加载完成后要进行沉降变形观测，做好观测记录。当基础稳定后可以进行卸载，卸载时要分层均匀卸载。卸载后待支架相对稳定后进行最终的沉降观测，记录最终的数据。见图3、图4。

3 施工要求

3.1 承台混凝土浇筑前应在内部预埋钢垫板，安放的钢管必须保证垂直度，钢管与承台内的预埋钢板采取焊接固定，防止产生位移。

3.2 钢管纵横向之间水平方向采用22槽钢连接，斜撑采用16槽钢连接，槽钢与钢管柱间均采用节点板焊接。

3.3 墩身前后两侧管柱支架采用对拉筋利用墩身拉模筋孔对拉固定，形成整体连接。

3.4 使用前千斤顶须与油表配套校定合格。

3.5 加压前必须仔细检查支架的位置，尺寸，数量及牢靠性，并由测量人员对支架顶面高程进行复核。加压期间要注意对观测点预埋件的保护，待稳压5-10min后专人负责测量、记录。

3.6 加压时注意加载重量大小和加载速率，严格控制每级加载速率。千斤顶张拉过程中，与油泵需分离作业，不得放置在同一构件上，且千斤顶的锚垫板必须水平与支架密贴，施压时须同步对称推进。

3.7 支架结构顶部周围采用栏杆防护，防止发生坠落事故。

四、结论

通过对0号块支架预压施工记录的整理分析，算出了支架基础的弹性及非弹性变形数值，据此对支架高程进行了相应地调整，经过施工后的线形检查均满足设计要求，除此之外，该方法还起到如下作用：

1 千斤顶预压技术取代了传统的堆载预压工艺，可以降低部分施工成本。

2 投入的设备操作简单，施工速度快，能有效地缩短相应的施工工期。

[1]JTG D62-2004，公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁设计规范[S].

[2]JTG F80/1-2004，公路工程质量检验评定标准[S].

[3]TB10002.3-2005，铁路钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁设计规范[S].