南盤江特大橋連續(xù)剛構(gòu)0號塊托架設(shè)計及預(yù)壓

夜國光 范瓊?cè)A

摘要：南盤江特大橋是云南路橋股份有限公司承建的云南鎖龍寺至蒙自高速公路控制性工程，是昆河線連通的最后一段項目，承擔(dān)著連接?xùn)|南亞交通運輸?shù)闹匾饔谩Ｒ虼?，橋身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性是人們比較關(guān)心的問題?；诮ㄔO(shè)工作不斷優(yōu)化發(fā)展的當(dāng)下，相應(yīng)的橋身結(jié)構(gòu)修建技術(shù)也在不斷的優(yōu)化過程當(dāng)中。本文就結(jié)合實際的工程情況，對連續(xù)剛構(gòu)0號塊托架構(gòu)思設(shè)計、預(yù)壓過程以及結(jié)果進行簡要的分析。

關(guān)鍵詞：南盤江特大橋；連續(xù)剛構(gòu)；托架設(shè)計；預(yù)壓

在具體對南盤江特大橋進行施工工作時，首先澆注的那一個節(jié)段就是人們常說的0 號塊，根據(jù)0號塊受力特點，現(xiàn)階段，施工人員比較常用的技術(shù)為墩頂托架現(xiàn)澆的方法。而實際施工過程中影響施工質(zhì)量的關(guān)鍵，就是0號塊托架結(jié)構(gòu)設(shè)計是否科學(xué)合理，具體的設(shè)置形式，還需要結(jié)合施工實際情況進行分析。

一、工程楖況

南盤江特大橋主橋2#、3#墩0#塊縱橋向總長12米，墩頂長9米，墩身前后懸臂長1.5米，0#塊懸臂段底板平均寬為15.945m，厚度由1.1m變?yōu)?.08m；邊腹板厚度為0.8m；中腹板厚度為0.6m；頂板厚度為0.28m，頂板寬度為27.3m。

0#塊砼重2246.4T，托架承重614T。0#箱梁分兩次澆筑，第一次澆筑下部4.4m，懸臂部分荷載主要由托架承擔(dān)一端重101 T，第二次澆筑剩余上部1.4m，翼緣荷載全部由托架承擔(dān)一側(cè)重66 T。

根據(jù)0#塊的實際情況，采用墩頂托架現(xiàn)澆的方法施工。

二、托架與模板構(gòu)造

托架采用三角形結(jié)構(gòu)。根據(jù)所在位置分為兩種結(jié)構(gòu)形式。一種適用于底板處；一種適用于腹板翼緣處。

底板處托架：橫梁采用2[40b槽鋼組成，斜桿采用2[25b槽鋼組成，拉桿采用兩個板厚為20mm、寬200mm的鋼板組成。腹板翼緣處托架：橫梁采用2[36b槽鋼組成，斜桿采用2[25b槽鋼組成，拉桿采用兩個板厚為20mm、寬200mm的鋼板組成。

三、托架固定的位置

托架是固定在墩身上部以承擔(dān)0#塊支架、模板、混凝土和施工荷載的重要受力結(jié)構(gòu)，其設(shè)計荷載考慮：混凝土自重、模板支架重量、人群機具重量、沖擊荷載等，托架采取自支撐體系構(gòu)件設(shè)計。施工時按圖紙要求在墩身砼澆筑時預(yù)埋好所需預(yù)埋的預(yù)埋件作為托架支點，要求預(yù)埋件位置準(zhǔn)確無誤，以利托架拼裝時連接。在前后托架上鋪設(shè)掛藍貝雷架下橫梁，左右托架上鋪設(shè)掛籃底縱梁，縱梁上鋪設(shè)支架及鋼模，托架剛度經(jīng)過嚴(yán)格的受力計算。采用型鋼加工，加工精度符合設(shè)計圖紙要求。具體0#塊托架的設(shè)計方案為：0號塊托架采用三角形墩旁托架承重，托架通過錨入墩身內(nèi)承受豎向力，同時在墩內(nèi)預(yù)埋預(yù)緊精軋螺紋鋼承受由彎矩產(chǎn)生的水平力，0號塊前后端模板采用鋼模板，面板為6㎜厚的鋼板，縱肋采用[8槽鋼，縱肋下采用10×10cm方木與鋼管架組合成調(diào)坡支架支撐。前后三角托架采用2[40b槽鋼焊接。其中橫橋向每側(cè)3片。左右三角托架采用2[36b槽鋼焊接，縱橋側(cè)向每側(cè)中部設(shè)置1片，兩端支撐于前后端貝雷橫梁上。

根據(jù)墩身寬度、梁底寬度和0#塊懸臂長度，以及施工操作空間需要，平臺平面尺寸為28.3m×15m，附著墩身高度為2.91m（墩正面）與1.39m（墩側(cè)面），為三角形桁架式托架。每片托架分別由雙肢槽鋼[40b（墩正面）與雙肢槽鋼[36b（墩側(cè)面）組成，雙肢之間設(shè)置節(jié)點聯(lián)結(jié)，每片托架由水平桿、拉鋼帶、斜桿、撐桿組成。

四、預(yù)壓試驗前準(zhǔn)備工作

（1）墩柱上預(yù)留托架梁孔洞和預(yù)埋A32mm精扎螺紋鋼，確保預(yù)留和預(yù)埋精確至毫米（誤差不大于2毫米）。

（2）由于承臺處提供反力的扁擔(dān)梁受承臺空間的限制，只能設(shè)計1根反壓梁（雙拼H500型鋼），因此托架上2個反壓點（與橫向分配大梁位置相同，反壓力通過作用在橫向分配大梁上來施加）只能與下部1個反壓點連接，因此需采取措施限制橫向分配大梁的水平位移。

（3）對所有連接部位進行常規(guī)檢查，對受力較大的部位（參照托架檢算書的內(nèi)容）進行詳細(xì)的檢查，特別是對托架與墩身錨固連接部位的焊縫質(zhì)量進行檢查。對檢查出來的薄弱環(huán)節(jié)、焊縫不符合要求等問題及時整改和加強后方能預(yù)壓，嚴(yán)禁預(yù)壓或施工過程中進行焊接補強。

（4）預(yù)壓加載前應(yīng)對施工人員進行了交底。

（5）張拉千斤頂?shù)倪M場和調(diào)試。

五、托架預(yù)壓

托架安裝后進行預(yù)壓以消除非彈性變形，測定彈性變形?？紤]到墩身高度達到98米，采用砂袋堆載預(yù)壓量大，不好操作并且工作量很大，而且不符合實際受力情況，實際邊腹板處受力比底板處受力大，如果采用砂袋堆載，而堆載預(yù)壓時腹板處砂的比重比砼小且不密實，按實際受力堆載的話，邊腹板處需堆載高度達31米左右，是無法做到的，考慮底模架受力較明確，通過計算來看，變形很小，安全系數(shù)較大為1.9～3（具體見0號塊計算書附后）。通過計算托架變形在2-6.6㎜，變形很小，考慮托架受力較為復(fù)雜，且受焊接質(zhì)量影響大，只需對托架按設(shè)計荷載的120%進行預(yù)壓，如能滿足要求，則整個支架受力是安全的，能滿足施工要求。考慮到南盤江特大橋墩柱高在95～98m范圍內(nèi)，由于高墩在上部恒載作用下將產(chǎn)生一定的豎向壓縮值，根據(jù)經(jīng)驗選取1.0cm墩身壓縮值，在0#塊施工中予以拋高消除，根據(jù)計算托架最大變形只有6.6㎜，主要考慮底模及底模架各構(gòu)件之間的壓縮，根據(jù)經(jīng)驗，需拋高1㎝，共計拋高2㎝。

托架預(yù)壓具體操作如下：在承臺上鉆孔植埋3對A32㎜的精扎螺紋鋼筋，全部錨固在橫向分配大梁上（采用掛籃前上橫梁，雙拼H500×200型鋼），然后用鋼絞線通過錨具固定在橫向分配大梁上，托架的橫向分配大梁按設(shè)計位置固定好，為便于張拉松錨，鋼絞線頂部采用型鋼連接器與32㎜精軋螺紋鋼連連接起來，進行張拉，按計算受力的120%進行張拉反壓托架來達到預(yù)壓托架的目的。按照25%、75%、100%、120%逐級加載，預(yù)壓逐級進行，每級加載完成并穩(wěn)壓半個小時（最后一級為1小時）后檢查各桿件的情況有無裂縫，同時記錄力與位移的關(guān)系，并根據(jù)試驗測出的結(jié)果，繪制力與位移的關(guān)系曲線，求出托架彈性和非彈性變形。

橫向分配大梁的支反力（即為托架的所受各支點荷載（120%）。

上圖2為托架反壓示意圖，從圖上看鋼絞線受力不是豎直的，由于墩柱高達98（95）米，橫向只是偏移3.5米左右，產(chǎn)生的水平力較小，施工中對托架橫向分配橫梁采取限位措施來抵抗張拉時產(chǎn)生的水平力。

5.1 施壓壓載順序

第一次：P1，P2，P3，P4，壓載重量為25%；第二次：P4，P3，P2，P1壓載重量為75%；第三次：P1，P2，P3，P4，壓載重量為100%；第四次：P4，P3，P2，P1，壓載重量為120%。每級加載完成并穩(wěn)壓1個小時后檢查各桿件的情況有無裂縫，同時記錄力與位移的關(guān)系，并根據(jù)試驗測出的結(jié)果。

5.2 施壓壓載油表讀數(shù)

六、預(yù)壓的目的

托架預(yù)壓主要有兩個目的：驗證托架的安全性和觀測最大荷載下托架的最大沉降值。

從受力計算可以看出，3個托架邊上2個托架受力較大，由于3個托架一次性預(yù)壓，荷載較大達到180噸左右，預(yù)壓點18個，鋼絞線72根，材料需用量較大，為減小預(yù)壓材料用量，只對縱向邊上2個托架和側(cè)向1個托架進行對稱預(yù)壓，如果達到受力要求，則其余托架受力也可達到要求。

加載點的布置：每個側(cè)托架預(yù)壓點布置3個、縱向托架預(yù)壓點布置2個，觀測點與預(yù)壓點相同。每個托架計算加載重量（120%）側(cè)向為52噸、縱向為63噸。

七、托架預(yù)壓實驗結(jié)果分析及對各單元進行驗算

在托架預(yù)壓試驗完成后，負(fù)責(zé)托架試驗結(jié)果數(shù)據(jù)收集的測量組將提供試驗報告，將對托架120%負(fù)荷狀態(tài)下的安全性和擾度值作出評估及驗算。若托架滿足安全性要求時方可投入使用。

對于托架的擾度值，可根據(jù)分級加載測得各級荷載下的擾度值繪制曲線，作為以后0號塊預(yù)留沉降的依據(jù)。

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（作者單位：云南路橋股份有限公司）