古宋河大桥0号块支架预压施工方案.docx

古宋河大桥连续刚构0号块托架预压方案

一、托架与模板构造
托架是固定在墩身上部以承担0#块支架、模板、混凝土和施工荷载的重要受力结构，其设计荷载考虑：混凝土自重、模板支架重量、人群机具重量、风载、冲击荷载等，托架采取自支撑体系构件设计。施工时按图纸要求在墩身砼浇筑时预埋好所需预埋的预埋件作为托架支点,要求预埋件位置准确无误,以利托架拼装时连接。在托架上铺设钢横梁。横梁上铺设挂篮纵梁，纵梁上铺设钢模，托架刚度经过严格的受力计算。采用型钢加工，加工精度符合设计图纸要求。具体0#托架的设计方案为：0号块托架采用三角形墩旁托架承重，托架通过与墩壁预埋钢板焊，承受竖向力，同时在墩内预埋对拉精轧螺纹承受由弯距产生的水平力，0号块模板采用钢模板，面板为6㎜钢板，纵肋采用[8槽钢，纵肋下采用[12.6b槽钢横向分配梁，[12.6b槽钢横向分配梁下纵向分配梁采用2[28b槽钢，立杆采用2[10槽钢（通过立杆高度进行调坡），立杆下垫 [12.6槽钢，纵向分配梁2[28b槽钢、立杆2[10槽钢及立杆下[12.6槽钢组成调坡桁架，采用焊接连接，三角桁架下横向分配大梁采用挂篮的前后下横梁2[32b或I32，托架采用2[20槽钢焊接。其中横桥向每侧5片。纵桥侧向每侧放置3片，用工字钢设置桥纵向分配梁，按照各向150cm的空间距离设置，直接支撑箱梁翼缘板部分的模板。
根据墩身宽度、梁底宽度和0#块悬出长度，以及施工操作空间需要，平台平面尺寸为15m×11m，附着墩身高度为4m（墩正面）与1.6m（墩侧面），为三角形桁架式托架。每片托架分别由双肢槽钢[20b（墩正面）与I25b（墩侧面）组成，双肢之间设置节点联结，每片托架由水平杆、立杆、斜杆、撑杆组成。每边悬出段由5片（墩正面）3片（墩侧面）托架组成，相互间由水平支撑、斜支撑联结成整体。
古宋河大桥0号块托架立面图

二、预压试验前准备工作
（1）托架所有零部件安装齐全，前上横梁、后下横梁及前下横梁安装锁定在0号块的托架上，锁定的吊杆均采用Φ32精轧螺纹钢，上下均采用2颗螺栓予以固定，通过锁定一方面真实的模拟了后续的混凝土施工的工况保证了力量传递的准确性，另一方面消除了其它外来荷载对预压过程的影响。
（2）由于承台处提供反力的扁担梁由于承台空间的限制，只能设计1根反压梁（双拼45号工字钢），因此托架上3个反压点（与横向分配大梁位置相同，反压力通过作用在横向分配大梁上来施加）只能与下部1个反压点连接，因此需采取措施限制横向配大梁的水平位移。
（3）对所有连接部位进行常规检查，对受力较大的部位（参照托架检算书的内容）进行详细的检查，特别是对托架与墩身预埋钢板连接部位的焊缝质量进行检查。对检查出来的薄弱环节、焊缝不符合要求等问题及时整改和加强后方能预压，严禁预压或施工过程中进行焊接补强。
（4）预压加载前应对施工人员进行了交底。
（5）张拉千斤顶的进场和调试。
三、0号块托架预压的机构
挂篮预压试验成立专门组织机构，由项目总工负责该试验的技术方案制定及组织对试验结果的评估，项目部副经理负责现场组织协调方面的工作，工程部具体实施，安全部负责整个过程的安全监控，测量组负责实验结果的数据收集工作。
项目部预压试验组织机构
组 长：罗从周
副 组 长：赖林、张逢水
成 员：队技术员、测量工程师
四、托架预压
托架安装后进行预压以消除非弹性变形，测定弹性变形，为悬浇施工立模标高提供依据。考虑到墩身高度达到52.5米，采用砂袋堆载预压量大，不好操作，工作量很大，而且不符合实际受力情况，实际腹板处受力比底板处受力大几倍，如果采用砂袋堆载，而堆载预压时腹板处砂的比重比砼小且不密实，按实际受力堆载的话，腹板处需堆载13米左右，是无法做到的，考虑底模架受力较明确，通过计算来看，变形很小，安全系数较大为2～3（具体见0号块计算书）。通过计算托架变形在2-3㎜，变形很小，考虑托架受力较为复杂，且受焊接质量影响大，只需对托架按设计荷载的120％进行预压，如能满足要求，则整个支架受力是安全的，能满足施工要求的，考虑到古宋河大桥墩柱高在43~52.5m范围内，由于高墩在上部恒载作用下将产生一定的竖向压缩值，根据经验选取1.0cm墩身压缩值，在0#块施工中予以抛高消除，根据计算托架最大变形只有3㎜，主要考虑底模及底模架各构件之间的压缩，根据经验，需抛高1㎝，共计抛高2㎝。
托架预压具体操作如下：承台施工时在承台上预埋7根32㎜的粗钢筋，全部锚固在横向分配大梁上（采用挂篮前上横梁，双拼40b工字钢），然后用钢绞线通过锚具固定在横向分配大梁上，托架的横向分配大梁按设计位置固定好，为便于张拉松锚，钢绞线顶部采用型钢连接器与32㎜精轧螺纹钢连连接起来，进行张拉，按计算受力的120％进行张拉反压托架来达到预压托架的目的。按照25%、75%、100%、120%逐级加载，预压逐级进行，每级加载完成并稳压半个小时（最后一级为1小时）后检查各杆件的情况有无裂缝，同时记录力与位移的关系，并根据试验测出的结果，绘制力与位移的关系曲线，求出托架弹性和非弹性变形。
横向分配大梁的支反力（如下图，单位KN）即为托架的所受各支点荷载（100%）。

上图为托架反压示意图，从图上看钢绞线受力不是竖直的，由于墩柱高达50米，横向只是偏移1.5米左右，产生的水平力较小，施工中对托架横向分配大梁采取限位措施来抵抗张拉时产生的水平力，通过计算根钢绞线的倾斜角分别为2.86°、2.2°、0.786°，施工中要保证施加的竖向力与实际相符，则三根钢绞线张拉力增大系数分别为1÷cos2.86=1.0012、1÷cos2.2=1.0007、1÷cos0.786=1.0001，从以上计算可看出，由于钢绞线不竖直引起的竖向力偏差很小，可以采用上图标识的数值（横向分配大梁的支反力）进行张拉预压。
五、预压目的及观测点的布置
托架预压主要有两个目的：验证托架的安全性及观测最大荷载下托架的沉降值。
从受力计算可看出，5个托架外侧2个托架受力较大，由于5个托架一次性预压，荷载较大达到270吨左右，预压点30个，钢绞线30根，材料需用量较大，为减小预压材料用量，只需对外侧2个托架进行预压，如果达到受力要求，则其余托架受力也可达到要求。
加载点的布置：托架预压点共布置12个点，即按托架受力点进行布置，每个托架各3个点。观测点与预压点相同，具体预压荷载见附表。
两个托架计算加载重量（100％）为121.4吨。
六、安全组织措施
托架预压施工过程中，安全部负责对全过程的安全监控工作，具体落实如下：
1）高空作业人员佩带安全带。
2）加载需分级加载，每级荷载稳定后开始下一级加载，加载过程两边两个托架均匀对称进行，单个托架上下游均匀对称进行，防止倾覆。
3）分级加载过程的外观检查及测量沉降观测等工作安排在每级荷载稳定后进行。
七、实验结果分析
在托架预压试验完成后，负责托架试验结果数据收集的测量组将提供试验报告，由项目部将对托架100%负荷状态下的安全性及扰度值作出评估。
托架满足安全性要求时方可投入使用。
对于托架的扰度值，可根据分级加载测得各级荷载下的扰度值绘制曲线，作为以后0号块预留沉降的依据。
附表：预压分级加荷数量及加载部位布置表
预压分级加载重量及加载部位布置表
百分比（%）
重量（t）
加载部位（对称布置）
累计荷载
托架1（半侧）
内
中外
中内
外
荷载
油表读数
荷载
油表读数

荷载
油表读数
25
151.28
42.6

41.925

27.95

38.8

50
302.55
85.2

83.85

55.9

77.6

75
453.83
127.8

125.78

83.85

116

90
544.59
153.36

150.93

100.62

140

100
605.1
170.4

167.7

111.8

155

105
635.36
178.92

176.09

117.39

163

110
665.61
187.44

184.47

122.98

171

115
695.87
195.96

192.86

128.57

178

120
726.12
204.48

201.24

134.16

186

下反压横梁受力图：

预压力荷载布置图