陳 勇（中鐵十四局集團(tuán)第二工程有限公司，山東 泰安 271000）

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高墩0#塊托架反力架法預(yù)壓的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

陳 勇
（中鐵十四局集團(tuán)第二工程有限公司，山東 泰安 271000）

摘 要：在利萬(wàn)高速公路清江大橋0#塊施工中，采用托架搭設(shè)0#塊施工平臺(tái)，為了驗(yàn)證托架的安全性、可靠性及消除托架的非彈性變形，取得彈性變形值，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況采用反力架法預(yù)壓。反力架法預(yù)壓成敗的關(guān)鍵在于反力架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性與適用性，本文結(jié)合利萬(wàn)高速公路清江大橋主墩0#塊托架反力架法預(yù)壓施工的實(shí)例，介紹了反力架法預(yù)壓的設(shè)計(jì)及其實(shí)踐應(yīng)用的效果。

關(guān)鍵詞：高墩；托架；反力架；反力架法；預(yù)壓

1 工程概況

清江大橋主橋上部結(jié)構(gòu)為（65+120+ 65）m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁，箱梁根部高度7.0m，跨中高度2.5m，箱梁根部底板厚100cm，跨中底板厚32cm，箱梁高度及箱梁底板厚度按1.7次拋物線變化。0#塊長(zhǎng)度為12m，頂寬12m，底寬6.5m，根部高7m，腹板厚0.9m，縱向懸出墩身3m，懸空部位實(shí)體混凝土方量為55m3。

清江大橋主墩墩身高度均在65m以上，在0#塊施工中，采用托架搭設(shè)施工平臺(tái)。

圖1清江大橋反力架設(shè)計(jì)圖

2 預(yù)壓方案選擇

剛構(gòu)橋0#塊預(yù)壓是0#塊施工必不可少的一道工序，由于托架彈性、桿件連接有縫隙等因素，施加荷載時(shí)會(huì)引起托架下沉，因此托架安裝完成后，需加載進(jìn)行預(yù)壓，以確定其強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，并消除非彈性變形，測(cè)出彈性變形。清江大橋托架預(yù)壓擬用兩種方案，通過(guò)比對(duì)及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況選擇合適的方案。

2.1 方案一

采用堆載法預(yù)壓，堆載法預(yù)壓就是將考慮安全系數(shù)的實(shí)體計(jì)算重量，用他材料等效替代堆積在托架上，以達(dá)到預(yù)壓的目的。使用的材料有砂袋、混凝土預(yù)制塊、鋼筋、鋼絞線等，堆載法預(yù)壓是目前應(yīng)用較普遍的一種預(yù)壓方法。該方法具有投資大、周期長(zhǎng)、施工相互干擾大、施工場(chǎng)地要求高的特點(diǎn)。

2.2 方案二

采用反力架法預(yù)壓，反力架法預(yù)壓是指墩身頂部安裝反力架，將千斤頂放到反力架與托架之間，墩頂施工時(shí)預(yù)埋精軋螺紋鋼，通過(guò)扁擔(dān)梁對(duì)反力架進(jìn)行錨固，反力架前端承受千斤頂?shù)捻斄Γ瑫r(shí)給托架以反力，以達(dá)到預(yù)壓的效果。反力架自重輕、可以循環(huán)使用、成本低、操作方便快捷、預(yù)壓時(shí)間較短、對(duì)場(chǎng)地條件要求較低。

通過(guò)兩種方案比較，我們可以看出堆載法較反力架法預(yù)壓施工：耗時(shí)費(fèi)力、預(yù)壓周期長(zhǎng)、預(yù)壓材料周轉(zhuǎn)次數(shù)少。清江大橋墩身較高，地勢(shì)陡峻，高空吊裝作業(yè)施工風(fēng)險(xiǎn)大，相關(guān)材料投入、倒運(yùn)、機(jī)械投入成本大；從加快施工進(jìn)度、規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)、降低施工成本等方面考慮，采用反力架法預(yù)壓托架是十分合理的。

圖2清江大橋0#塊托架預(yù)壓反力架應(yīng)力分析圖

圖3清江大橋0#塊反力架預(yù)壓實(shí)景

3 反力架設(shè)計(jì)

3.1 反力架制作

反力架在鋼筋場(chǎng)進(jìn)行制作，為桁架結(jié)構(gòu)，上下弦桿采用雙拼I40a工字鋼通過(guò)連接鋼板焊接而成，腹桿采用雙拼I20b工字鋼通過(guò)連接鋼板焊接而成，反力架長(zhǎng)度5m，高度1.5m，如圖1所示。

3.2 反力架驗(yàn)算

0#塊懸空段鋼筋混凝土自重為55m3×26kN/m3=1430kN，安全系數(shù)考慮到1.6，則5片托架承受的力為1430kN×1.6=2288kN。按最不利因素考慮，千斤頂放置在0#塊腹板位置處，此處位置預(yù)壓力取每片托架受力的1.2倍，即預(yù)壓力F=2288/5×1.2=549.12kN，取整F=550kN。

通過(guò)在MIDAS軟件中建立反力架計(jì)算模型，將F=550kN代入模型運(yùn)算，桿件受力狀態(tài)分析如圖2所示。

從應(yīng)力分析圖上可以看到，施加550kN的力時(shí)，組合桿件產(chǎn)生的最大應(yīng)力只有138MPa，滿足強(qiáng)度要求。從模擬結(jié)果看，反力架結(jié)構(gòu)是安全可靠的，滿足施工要求。

4 反力架施工

4.1 反力架安裝

反力架在鋼筋加工場(chǎng)加工完成后，利用塔吊吊裝安放就位，吊裝時(shí)必須保證反力架與水平面垂直，反力架安裝至墩頂后采用8根預(yù)埋好的Φ32精軋螺紋鋼通過(guò)扁擔(dān)梁將反力架一端錨固住，錨固位置間距按50cm一排設(shè)置，反力架另一端安放至托架系統(tǒng)頂部放置的千斤頂上方，反力架高度可采用掛籃軌枕支墊進(jìn)行調(diào)整。

4.2 托架預(yù)壓施工

反力架安裝就位后，啟動(dòng)油泵，液壓千斤頂開(kāi)始加載，加載分階段進(jìn)行，分別為0#塊懸臂部分箱梁計(jì)算自重等效荷載的25%、50%、75%、100%，達(dá)到每一階段壓力后持荷5分鐘，在每片托架上選取一點(diǎn)，共計(jì)5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，每節(jié)段預(yù)壓及時(shí)測(cè)量各觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高，做好記錄。然后持荷24小時(shí)后再測(cè)量，完成后啟動(dòng)油泵回油，對(duì)千斤頂進(jìn)行卸載，待卸載完成后測(cè)量各觀測(cè)點(diǎn)高程，計(jì)算托架系統(tǒng)彈性和非彈性變形量，整理預(yù)壓結(jié)果，如圖3所示。

4.3 反力架預(yù)壓效果檢查

清江大橋左幅2#墩0#塊大里程側(cè)托架預(yù)壓結(jié)果，見(jiàn)表1。

由記錄的數(shù)據(jù)可知，托架的變形滿足施工要求，彈性變形值的取得為確定0#塊底模立模標(biāo)高提供了依據(jù)，使用反力架法預(yù)壓托架達(dá)到了預(yù)壓要求。

表1清江大橋左幅2#墩0#塊大里程側(cè)托架預(yù)壓數(shù)據(jù)截圖

結(jié)語(yǔ)

清江大橋上部結(jié)構(gòu)節(jié)段多，施工周期長(zhǎng)，工期壓力大，0#塊施工周期的壓縮、加快，為上部連續(xù)剛構(gòu)的施工贏得了寶貴時(shí)間，確保了工期，為后續(xù)工程的正常開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。反力架法對(duì)托架進(jìn)行預(yù)壓施工，工序簡(jiǎn)單、方便，加快了施工進(jìn)度、降低了施工成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。反力架法施工時(shí)，人員操作均在墩頂進(jìn)行，基本不需要到懸臂托架上進(jìn)行操作，為施工人員提供了強(qiáng)有力的安全保障，安全系數(shù)高，安全效益和社會(huì)效益突出，意義重大。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：U448

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A