高墩挂篮钢绞线反拉预压技术

高墩挂篮钢绞线反拉预压技术王东平中国水利水电第八工程局有限公司摘要：结合贵州省黔南州沙坡大桥施工实例，介绍通过锚固于挂篮和承台之间的钢绞线进行反拉预压的方法，来达到对挂篮预压的效果，可应用于采用挂篮施工的高桥墩施工顸压。实践证明，该方法具有有技术合理、经济节约、安全性高的特点，对高墩桥挂篮预压施工可达到预期目的。关键词：高墩；连续梁；菱形挂篮；张拉预压；监控测量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。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。2总体实施方案3荷载计算3.1前吊杆拉力和值计算（见表1）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，并同步测表1截面面积（m3）

节段号

节段长度（m）

前端

后端

计算节段砼量（m3）

1#节段前吊杆拉力：444.86×3×（3/2+0.4）/5+（[471.68-444.86）×3/2]×（[3/3）+0.4]/5=519kN4#节段前吊杆拉力：1#、4#、7#各节段参数计算汇总线荷载（kN/m）

设计节段砼量（m3）

前端

后端

1#317.1118.1852.9452.74444.872.68

4#3.514.2515.1651.4751.42370.5394.16

7#411.5812.8248.848.62301.08333.32

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Doors&Windows

3.2370.5×3.5×（3.5/2+0.4）/5+（[394.16-370.5）×3.5/2]×（[3.5/3）+0.4]/5=570kN7#节段前吊杆拉力：301.08×4×（4/2+0.4）/5+（[333.32-301.08）×4/2]×（[4/3）+0.4]/5=600kN取前吊杆拉力和值为600kN为控制值。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：600×5/4.5=666.7kN设两台千斤顶，单台千斤顶反力为：F=666.7/2=334kN4.3fv=125MPa底纵梁弯曲应力验算：σ=1.4×167×(175/1700)×1525/2458300=14.9MPa2满足要求。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。5反张拉方案实施5.1反张拉结构装置安装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：W=4×741.7=2966.8cm3截面面积矩：S=432108mm3截面惯性矩I=135000427mm4腹板厚度：t=4.5mm千斤顶反力大小：F=334kN钢材抗弯强度设计值：f=215MPa钢材抗剪强度设计值：fv=125MPa底纵梁弯曲应力验算：σ=1.4×334×（450/500）×50/2966.8=70.9MPa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204

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应用与实践表2千斤顶张拉力与油表读数对应表油表读数(MPa)

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钢束千斤顶编号油表编号

10%张拉力

(kN)50%张拉力

(kN)80%张拉力

(kN)

100%张拉力(kN)120%张拉力(kN)

线性回归方程

33

100t

180614#

XO18082685#

2.1

1679.2

26714.6

33418.2

40121.7

Y=0.0536X+0.2667

5-ф15.2

100t80t100t

180928#15083101#

6#

XO18082776#18.7.4#18.7.508#

2.02.11.8

9.110.98.9

14.417.614.2

17.922.017.8

21.426.421.4

Y=0.0528X+0.2762

Y=0.0662X-0.119

Y=0.0534X-0.0333

表3伸长量计算表10%

50%

80%

100%

120%

钢束

截面面积（mm2）长度L（mm）弹性模量（N/mm2）

张拉力值

33

167

267

334

401

5-ф15.213975000195000

伸长量（mm）

12148185222

所有测点进行观测，并记录变形数据。（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：h0=H0-H弹性变形计算:h=H-Hn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。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。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。高效安全准确参考文献：[1]左继国,陈琪.张拉钢绞线进行挂篮预压施工技术[J].甘肃科技,2012(6).[2]周希平,何锦明,贺玲凤.桥梁悬臂施工挂篮预压试验加载方法研究[J].广东土木与建筑,2008(7).[3]乔学礼,郝宪武,刘允中.悬臂浇注连续刚构桥梁挂篮预压试验及线形控制[J].交通标准化,2008(6).2019.06

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