王东平 中国水利水电第八工程局有限公司

1 工程概况

沙坡大桥位于贵州省黔南州境内桥梁跨径布置为2m×40m预制T梁+（50+3×85+50）m连续刚构+（40+65+40）m连续刚构+3m×40m预制T梁，分为左右两幅，每幅桥断面按单箱单室布置。箱梁0#段处梁高5m，底宽8.5m，箱顶宽15.5m。箱梁翼缘宽度每侧均为3.5m，根部厚度0.7m，端部厚度0.2m。箱梁顶板顶厚0.32m，底板厚度在中支点为0.7m，在边跨合龙段及中跨跨中为0.25m，按二次抛物线变化；支点附近腹板厚0.75m，跨中附近腹板厚度为0.45m，变化段长8m。

1.1 挂篮结构介绍

挂篮采用菱形挂篮形式，挂篮由主桁系统、走行系统、锚固系统、底篮系统、吊挂系统、平台及防护系统、模板系统等部分组成。大桥箱梁采用菱形挂篮施工，主桥3#、4#、5#、6#每个墩上箱梁分10个箱段施工，投入8套挂篮施工。

2 总体实施方案

采用千斤顶反张拉挂篮底篮结构方式进行挂篮预压，模拟挂篮前吊杆合力值达到各浇筑节段工况下吊杆出现的最大合力值。预压过程按理论计算反拉力的10%、50%、100%、120%分级张拉，按100%、50%、10%、空载分级卸载，并同步测量挂篮各测点变形情况。挂篮测点布置于主桁后锚、主桁前支点、主桁前上横梁位置、挂篮底篮前托梁等位置。

挂篮拼装完成后，在挂篮底篮上及承台顶各设置一组横向分配梁，对应于挂篮左右主桁架位置分别设置一束钢绞线，钢绞线下端与承台顶分配梁锚固，上端设置张拉千斤顶，形成反张拉结构体系。通过钢绞线张拉，张拉力由挂篮底篮上分配梁传递至挂篮底纵梁，再由挂篮底纵梁传递至挂篮底篮前托梁，最后传递至挂篮前吊杆系统。

反张拉结构体系装置组成结构（单支挂篮）：

承台顶预埋筋：6根精轧螺纹钢筋；承台顶反拉横向分配梁：2H600×200普通热轧H型钢；钢绞线束：2组5Φ15.2钢绞线；底篮顶反拉横向分配梁：2H600×200普通热轧H型钢；张拉千斤顶：2台穿心式千斤顶。

3 荷载计算

3.1 前吊杆拉力和值计算（见表1）

1#节段前吊杆拉力：

4#节段前吊杆拉力：

表1 1#、4#、7#各节段参数计算汇总

取前吊杆拉力和值为600kN为控制值。

3.2 千斤顶反拉力计算

挂篮前后吊杆间距为5m，千斤顶距前吊杆0.5m，按简支梁计算千斤顶反拉力，其中，前吊杆拉力和值即2点产生的支反力为600kN。

千斤顶反拉力为：

设两台千斤顶，单台千斤顶反力为：

4 反张拉结构体系受力分析计算

反张拉结构体系结构受力验算主要有：（1）挂篮底篮底纵梁结构验算（2）承台顶反拉横向分配梁结构验算（3）承台顶预埋精轧螺纹钢筋锚固系数验算。

4.1 挂篮底篮底纵梁结构验算

挂篮反拉预压过程中，反拉力设置于挂篮底篮对应于腹板位置处底纵梁，即反拉力由单个腹板位置处4组工HN350×175型钢共同承担。

截面模量：

截面面积矩：

截面惯性矩

腹板厚度：

千斤顶反力大小：

钢材抗弯强度设计值：

底纵梁弯曲应力验算：

经验算挂篮底篮底纵梁结构满足要求。

4.2 承台顶反拉横向分配梁结构验算

底纵梁由2H600×200普通热轧H型钢

钢材抗剪强度设计值：

底纵梁剪切应力验算：

4.3 承台顶预埋精轧螺纹钢筋锚固系数验算

承台顶预埋精轧螺纹钢筋采用PSB785Φ32mm规格，截面面积为804.2mm2，拉力设计值为：

精轧螺纹钢筋最大反拉力值为：

满足要求。

5 反张拉方案实施

5.1 反张拉结构装置安装

5.1.1 承台顶横向分配梁安装

分配梁安装到位后，其顶面应为水平状态，且锚固应均衡、一致，并配双螺母进行锚固，分配梁底部与承台顶间隙应采用型钢抄垫，单根分配梁抄垫不得少于2处。限位装置设置：利用精轧螺纹钢筋对拉沿墩身纵线方向两侧设置对对拉杆，同时分配梁与墩身间设置水平支撑。

5.1.2 挂篮底篮顶横向分配梁安装

挂篮底篮前、后托梁及底板纵梁安装完成后即可安装挂篮底篮顶横向分配梁，其中心线距挂篮前吊杆中心50cm位置摆放，利用墩位处塔吊安装，安装后应与挂篮底篮纵梁焊接固定。

5.1.3 钢绞线安装

采用5Φ15.2mm钢绞线，下端设置P锚与承台顶分配梁锚固，张拉端设置于上端。由于钢绞线具有一定的倾斜角度，在P 锚端及张拉端均应设置与钢绞线倾斜度一致的楔形钢垫块。钢绞线安装完成后，应对每根钢绞线进行预拉，保证钢绞线无弯曲、均匀一致，且下端P锚与锚垫板间密贴，可采用1t倒链悬挂于挂篮前上横梁顶进行预拉并锚固。

5.1.4 油泵及千斤顶安装

利用塔吊完成油泵及千斤顶的就位工作，千斤顶应于油表对应配套安装，油泵摆放在0#块梁顶。

5.2 测点布置

主桁架测点设置位置、主桁架后锚固位置、前支点位置、主桁架悬臂端与前上横梁连接位置；单只挂篮6个测点。

底篮测点设置位置：底篮前托梁顶对应于主桁位置、前托梁顶中部位置；单只挂篮共计3个测点。

5.3 反张拉预压

挂篮预压按千斤顶反拉至挂篮前吊杆达到悬臂浇筑节段时出现的最大合力值，根据“3荷载计算”中知，前吊杆出现的最大合力值为600kN，对应单个千斤顶的反拉力值为F=334kN，根据CJJT 281—2018《桥梁悬臂浇筑施工技术标准》规定，按F的10%、50%、100%、120%进行分级加载预压，按F的100%、50%、10%、空载分级卸载，并同步测量测点标高变化值（如表2、表3）。

张拉时张拉力为主，伸长量校核；卸载时，提前在钢绞线上方做好标记，利用钢绞线分级卸载回缩量初步判断卸荷大小，然后送油张拉利用油表读取钢绞线卸荷后的实际张拉力值。

预应力张拉、卸载过程应同步、对称进行，每一级的张拉、卸载工作开始前由指挥调度员统一下达指令，施工流程如下。

（1）预压前，测量各测点标高初始值

（2）按10%、50%、100%分级加载，每级加载完成后6h，对所有测点进行观测，并记录变形数据。

表2 千斤顶张拉力与油表读数对应表

表3 伸长量计算表

（3）荷载加载至120%，12h后观察测点变形情况，计算标高值；24h内观察并测量测点标高，若测点标高无变化、处于稳定状态，即可卸载

（4）卸载按100%、50%、10%、0分四级对称同步卸载，卸载完成后，对测点进行末次观测，并记录标高值

（5）数据汇总并计算挂篮非弹性变形及弹性变形量。

非弹性变形计算：

式中：

h— —弹性变形量（mm）；

h0——非弹性变形量（mm）；

H0——预压前，测点初始标高观测值（mm）；

Hn— —加载完毕后，测点标高观测值（mm）；

H——卸载后，测点末次标高观测值（mm）。

（6）分析挂篮预压数据，弹性变形量满足设计及规范规定2cm以内要求。

6 结语

本文结合高墩连续梁菱形挂篮钢绞线张拉预压施工，预压加载和卸载过程更加简便快速，加载力精确且易控制，当发现问题时，可及时卸载，避免安全事故的发生。高效安全准确的完成了挂篮预压，消除了非弹性变形，获得了立模控制标高所需数据，节约了成本、缩短工期，取得了良好的经济效果，为今后同类高墩连续梁挂篮预压施工积累经验。