懸灌梁掛籃千斤頂預(yù)壓工法探索與應(yīng)用

周發(fā)貴

摘 要：懸灌梁掛籃法施工技術(shù)在國內(nèi)的工程行業(yè)中已經(jīng)是趨于成熟，尤其是在橋梁施工中應(yīng)用十分廣泛。而懸灌梁掛籃預(yù)壓是掛籃施工的一道關(guān)鍵工序，要求新掛籃在初次使用前必須進行預(yù)壓。目前在國內(nèi)掛籃預(yù)壓主要有以下幾種：混凝土預(yù)制塊預(yù)壓、砂袋預(yù)壓、水箱加水預(yù)壓、圍水預(yù)壓、千斤頂反向預(yù)壓等。隨著鐵路客專和高速鐵路的興起，掛籃千斤頂預(yù)壓法已經(jīng)廣泛運用于鐵路連續(xù)梁掛籃預(yù)壓施工。掛籃千斤頂預(yù)壓分多種，一般采用在承臺頂預(yù)埋鋼構(gòu)件，通過承臺預(yù)埋件與掛籃的精軋螺紋鋼的連接，利用千斤頂進行反向預(yù)壓或直接通過預(yù)埋反力架對掛籃進行預(yù)壓，但壓載時存在壓力不均勻等情況，導(dǎo)致壓載檢測數(shù)據(jù)不準確，無法指導(dǎo)施工。我們經(jīng)過試驗研究改進，在原有的反力架基礎(chǔ)上增加橫向分配梁，再增加千斤頂數(shù)量，根據(jù)不同的部位需要，在翼緣板等位置采用砂袋預(yù)壓，作為千斤頂預(yù)壓的輔助措施，使其壓載數(shù)據(jù)與實際更為貼近、更為準確，能夠更好的指導(dǎo)施工，從而保證連續(xù)梁施工的線型要求和預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量要求。

關(guān)鍵詞：千斤頂 預(yù)壓 鋼板 反力架 倒梯形 分配梁 砂袋

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（c）-0067-02

懸灌梁懸灌施工掛籃千斤頂預(yù)壓工法的探索改進和應(yīng)用較其他預(yù)壓方法更經(jīng)濟、合理，也更節(jié)約工期，而且箱梁節(jié)段重量越重，越能體現(xiàn)該方法的優(yōu)越性。具有較高實用價值和推廣應(yīng)用價值，在鐵路及市政橋梁施工中具有較重要的長遠意義。

國內(nèi)關(guān)于橋梁懸臂掛籃施工掛籃千斤頂預(yù)壓工法的文獻報道，但我們探索應(yīng)用的懸灌梁掛籃千斤頂預(yù)壓技術(shù)，鐵路連續(xù)梁懸臂段施工時在腹板位置間隔1.5m預(yù)埋4塊鋼板，施工時設(shè)置反力架，反力架采用32a工字鋼焊接，倒梯形設(shè)置；千斤頂預(yù)壓時，在反力架下設(shè)置分配梁，分配梁底增設(shè)4套千斤頂（共8套千斤頂）并在翼緣板位置采用砂袋加載，千斤頂加載與砂袋同時進行預(yù)壓的方法，在國內(nèi)文獻中未見相同報道。（摘自中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部2014年11月14日《科技查新報告》報告編號201413b1503644a）

1 項目背景

石濟鐵路客運專線是省際客運大通道國家規(guī)劃“四縱四橫”快速鐵路網(wǎng)的重要組成部分，是國家重點建設(shè)項目。它的建成，還將使石家莊成為客運專線的“十字路口”。這條溝通京廣客運專線和京滬高速鐵路的客運大通道，將大大增強石家莊的鐵路樞紐地位，石家莊到北京、太原、鄭州、濟南等大城市的時間，都將控制在一小時左右，“一小時時空”離石家莊越來越近。

2 工況簡介

新建石家莊至濟南鐵路客運專線工程SJZ-2標段線路位于河北省境內(nèi)，起點位于晉州市，向東南方向延伸，至辛集市，設(shè)置辛集南站，起始里程為：DK51+213.36～DK79+555.99，正線長度共28342.63m其中路基長度2004.49m，橋梁26338.14m。標段內(nèi)共有4處連續(xù)梁，跨度均為32+48+32m，全部采用懸灌梁掛藍施工方案，懸灌梁節(jié)段最大質(zhì)量127.11t。

3 懸灌梁掛籃千斤頂預(yù)壓工法實踐探索

3.1 掛籃預(yù)壓的目的

為檢驗掛籃實際承載能力，確定施工最不利條件下掛籃的安全可靠性，使用前必須進行試壓，并通過試壓檢查結(jié)構(gòu)的安全性，并消除掛籃自身非彈性變形，測得掛籃彈性變形值，根據(jù)測得數(shù)據(jù)繪制荷載—變形關(guān)系曲線，為線形控制提供重要數(shù)據(jù)，并根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，推算各階段掛籃澆筑施工時的豎向位移。掛籃主桁架屬空間結(jié)構(gòu)，受力較為復(fù)雜，特別是主桁節(jié)點板，上橫梁及主桁錨固點處的受力復(fù)雜，變形及內(nèi)力難以準確分析，為此試壓試驗主要測試主桁架的受力變形情況，同時通過掛籃主桁架的受力變形情況，對該掛籃的安全性進行綜合評定。

3.2 預(yù)壓工作原理

掛籃千斤頂反力架預(yù)壓主要工藝原理是利用控制液壓油頂壓力，下壓底模，上拉吊桿，模擬掛籃實際受力狀態(tài)，測出掛籃各部位的變形參數(shù)，從而驗證掛籃的可靠性和消除其非彈性變形，以便準確修正各部立磨標高。為了使試壓加載過程和實際施工工程受力狀態(tài)相符合，采用千斤頂在1#段梁底板跨中對掛籃進行加載預(yù)壓。即在0#段腹板端面設(shè)置反力架，利用其反向作用力通過千斤頂、枕木或方木分配梁、木板墊傳到掛籃底板施加所需的預(yù)壓荷載（詳見布置圖1、2），模擬懸灌最重節(jié)段混凝土荷載（92.6t）分級進行加載。

3.3 掛籃千斤頂預(yù)壓工法的探索與應(yīng)用

掛籃模板預(yù)壓主要發(fā)生在首次掛籃拼裝完成，即0#塊澆筑完成滿足強度要求以后進行掛籃的第一次拼裝。經(jīng)過實踐探索優(yōu)化改進后的掛籃千斤頂預(yù)壓工法除具有之前掛籃千斤頂預(yù)壓方法方便、省時、材料資源消耗較少的優(yōu)點外，具備了以下優(yōu)勢：

⑴采用0#塊腹板位置預(yù)埋鋼板作為持力點，取消承臺內(nèi)預(yù)埋精軋螺紋鋼，可保證承臺基坑及時回填并保證0#塊支架基礎(chǔ)的施工。

⑵通過液壓千斤頂下設(shè)枕木傳力分配梁及木板墊，使掛籃底板受力更加均勻，掛籃預(yù)壓荷載也更接近于實際施工情況。

⑶反力架及預(yù)埋構(gòu)件加工更為簡單，操作更為容易。

3.4 掛籃千斤頂預(yù)壓施工步驟

⑴在0#段施工過程中預(yù)埋好反力架施工預(yù)埋件，埋設(shè)位置在0#段端面腹板上，每端4塊預(yù)埋件。

⑵按圖焊接反力架牛腿，確保焊接質(zhì)量。

⑶安裝千斤頂，千斤頂?shù)撞吭O(shè)置木梁（采用枕木或方木）分配受力，現(xiàn)場可根據(jù)實際情況在枕木下鋪設(shè)木板或橫向木條，以保證受力狀況與施工情況相符，同時又能避免與底板的剛性接觸。進行千斤頂調(diào)試，做好預(yù)壓前準備工作。

⑷設(shè)置掛籃預(yù)壓測量控制點，進行預(yù)壓前測量工作。測量控制點單側(cè)設(shè)置6個，分別設(shè)置在1#段底板前段箱梁腹板對應(yīng)的位置、掛籃上前橫梁吊帶處。

⑸安裝千斤頂，分5級（20%、60%、80%、100%、120%的預(yù)壓力）加載進行掛籃預(yù)壓。分級加載后，持荷20min后，進行控制點測量；滿荷120%后持荷4h，進行控制點測量。預(yù)壓時兩個1#段同時預(yù)壓，預(yù)壓采用4套100t千斤頂預(yù)壓。卸載時分級卸載，并對控制點進行測量。

⑹卸載后進行控制點測量。

⑺拆除掛籃預(yù)壓支架。

⑻對掛籃預(yù)壓數(shù)據(jù)進行整理分析，得出掛籃彈性變形及非彈性變形，調(diào)整掛籃底板標高，指導(dǎo)掛籃施工。

3.5 施工注意事項

⑴開始加載試驗前，應(yīng)對掛籃系統(tǒng)進行一次全面的安全質(zhì)量檢查，確保桿件連接的安全可靠。以后每做一級試驗，均應(yīng)對整個掛籃進行一次全面檢查，才能進行下一級試驗測試。整個加載過程中，必須有專人對掛籃進行觀察，一有異常，應(yīng)立即停止加載。

⑵加載過程中應(yīng)認真做好各項試驗數(shù)據(jù)的記錄，如發(fā)現(xiàn)異常情況，立即中止加載，分析出原因后并采取相應(yīng)措施后，方能繼續(xù)進行。

4 經(jīng)濟效益

掛籃千斤頂預(yù)壓施工方法簡單，操作方便，方案容易實現(xiàn)，所花勞動力少，進度快，焊接反力架、千斤頂分級預(yù)壓、拆除反力架等總共只需要1天左右；同時千斤頂可利用箱梁張拉千斤頂，基本不需要輔助材料，經(jīng)濟效益顯著。

5 社會效益

對于懸灌梁掛籃施工，千斤頂預(yù)壓方法因其施工周期短、勞動強度低、安全易操作、經(jīng)濟等特點，有著很好的發(fā)展前景，而且對我們施工單位橋梁施工工藝上培養(yǎng)和鍛煉技術(shù)及管理人才有很大的意義。同時鐵路客運專線懸灌梁掛籃施工掛籃預(yù)壓如能形成一套標準化施工范本，將為同行業(yè)以后鐵路橋梁工程連續(xù)梁施工質(zhì)量、安全、功效奠定較好基礎(chǔ)。

參考文獻

[1] 李戰(zhàn)勝.新建鐵路石家莊至濟南鐵路客運專線，第六篇，施工圖[M].天津：鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，2013.

[2] 中鐵三局集團有限公司.高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南，[M].北京：中國鐵道出版社，2013.

[3] 中鐵三局集團有限公司.高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標準[M].北京：中國鐵道出版社，2011.

[4] 中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部.科技查新報告[K].報告編號：201413b1503644a.查新機構(gòu).河北省科學(xué)技術(shù)情報研究所.負責人，靳宏博，報告日期，2014-11-14.