悬臂浇筑混凝土0号块墩顶托架及预压方案探讨
孟祥马 河北路桥集团有限公司
【摘 要】本文主要结合福建省尤溪西城迎宾大道YB1合同段跃进1号大桥的施工案例。对该项目中的悬臂浇筑混凝土0号块墩顶托架和预压方案的施工做了总结。主要从墩顶托架的构造、墩顶托架的制作与安装、预压工艺等方面做了探讨。并针对该桥墩顶托架施工及预压方案的特点和运用前景做了阐述 【关键词】悬臂浇筑；墩顶托架；预压方案
一、工程简介
福建省尤溪西城迎宾大道YB1合同段跃进1号大桥设计为单线桥，上跨七五路、清印溪及既有省道304，桥梁处于23m整体式路基段，单幅桥宽11.25m；桥长162.5m,左右幅桥型结构为1×35m等截面预应力混凝土简支现浇箱梁＋2×58m变截面预应力混凝土T型刚构箱梁；主桥刚构箱梁主墩为箱型墩，交接墩为实心薄壁墩，均配钻孔灌注桩基础；桥台均采用U型台，配刚性扩大基础。
1、0号块设计情况：
本桥T型刚构箱梁上部结构分为17块梁段，梁段尺寸中0#块为10m、1#～4#块为3m、5#～8#块为3.5m、9#～12#块为4m、13#块为2m、14#块为4m、15#块为3m、16#块为1.94m，其中1～13块采用挂篮悬臂对称施工，14～16块采用满堂支架现浇施工，梁段中最大体积为0#块，共计183.2m2,重量为476.3t。0#块位于左桥2#、右桥2#空心薄壁墩身上，长度为10m，左幅主桥箱梁第1跨中心位置高度为5～4.612m，第 2跨中心位置高度为5～4.61m；右幅主桥箱梁第1跨中心位置高度为5～4.612m，第 2跨中心位置高度为5～4.61m。0#块有两道中横梁，位于墩顶上，每道中横梁上都有一个120×80cm人孔，通向两边悬臂块件内，人孔底距底板155cm。全桥0#块共用钢绞线1757.4Kg，OVM15-17锚具8套，OVM15-15锚具8套，JL25竖向预应力粗钢筋5925Kg，JL25横向预应力粗钢筋3164.5Kg，C55砼366.4m3，HRB335钢筋52036.9Kg。
2、0号块施工难点
（1）C55高标号混凝土施工，技术性强。（2）三向预应力交错布置，纵坡、横坡并存，结构复杂。（3）高空作业，对安全工作要求高。（4）0#块的裂缝控制。
3、0号块控制重点
（1）支架承重结构。（2）大体积、高标号混凝土的配制、浇筑及养护。（3）
预应力、管道预留，束筋布置，张拉、压浆。（4）挂篮预埋件、预留孔的设置，模板拆除及挂篮加载所需预留孔的设置。 二、墩顶托架搭设及预压方案
1、采取预埋钢板连接墩顶托架的方案
支架承重结构分两部分：主支架，主要承担底板、腹板和翼板混凝土，主要由托架和型钢组成；次支架，主要承担箱内顶板的混凝土主要由设在箱内的支架组成。
（1）墩身支架埋设：在纵桥向两面墩身预埋钢板，钢板拉筋埋深度为60cm，并与墩身主筋焊接牢固。墩身施工完毕后，将预埋钢板和预埋钢筋固定，并检查牛腿位置是否正确，如较大偏差，根据偏差情况相应调整上下钢板的位置，以保证托架垂直。
将托架和预埋件相连接：用塔吊将托架吊起就位，A1、A3预埋件与托架1、3两点采用销栓连接，销栓为Φ50圆钢。A2预埋件与托架2点焊接，托架采用型钢加工，由B1、B2和B9三构件组成（如图1），B1构件（[]）中间两托架长度为4.4m，总长为9.3m。由两根36A槽钢（锰钢）加工制成；B2构件（[]）长2.3m，由单根12#工字钢加工制成；B9构件（[]）长7.15m，由两根20号槽钢加工制成。
（2）托架之间连接：每侧墩身由四片托架组成，相邻两托架间在每片托架B9中间位置用Φ28钢筋交叉焊接，中间两片托架B9托架中间位置用Φ28钢筋焊接，四片托架用Φ28钢筋焊接形成整体。
（3）支架平台：每侧托架上面用将两根B3构件双32a工字钢（如图2）横放托架上做横梁，长度为12m；在横梁上铺设28a的工字钢做纵梁，第一道横梁距墩身外边缘10cm，第一、二道横梁间距为1.1m，第三道横梁位于墩身中间，横梁与纵梁之间焊接加U型钢筋卡固定，此时布设为预压做准备，等预压完成后纵梁第一道距墩身外边缘20cm，第一、二道间距为40cm，剩余部分间距为97cm，呈对称布置。在纵梁上面间距25cm铺设长度为6m的8#槽钢作背肋形成
3 2
B21
B1
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B9
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平台，在平台上铺设6mm厚的钢板作为底模板，用楔形塞调整底模标高。
（4）横桥向支架：墩身每侧采用3根32工字钢（如图3）固定在纵桥向支架外伸横梁上，墩顶翼缘板和腹板外模背面设置槽钢桁架背肋，落在3根32工字钢横梁上，通过楔形塞调整标高。
次支架是利用底板及钢管支架组成承重体系，承担顶板模板和混凝土荷载，支架步距为0.6m。顶板的纵坡、横坡用支架顶托调整。
A2A3 AAAA1111AAA222AAA333图1 图2
2、采取临时预应力索张拉实现墩顶托架预压的方案
托架是墩顶构件施工的主要承重构件,铺设横、纵垫梁后，采取临时预应力索张拉的方式实现墩顶托架预压，以消除托架非弹性变形并测出托架在墩顶构件施工时的弹性变形，为立模标高提供依据，具体如下：
首先在承台施工时，就要在承台上预埋φj15.24钢绞线，每个锚固点布置4或5根，共布置12个锚固点。然后在托架安装好后，在其托架上放置2根双槽钢分配扁梁，以便预压时使前整个托架同时受力。钢绞线与预埋件采用28b工字钢及锚具连接，工字钢张拉位置点焊15cm×15cm厚度δ=4cm的钢板加强。钢板上按照锚环孔位穿钢绞根据承台顶部预埋钢束顶端高程和托架顶部标高确定钢绞线下料长度，使用吊车将其从下而上与顶部工字钢及锚环连接。张拉采用25T千斤顶在托架上部张拉。每个张拉点钢束进行张拉时对称张拉，避免局部偏压造成托架扭曲。按照预压总荷载1.2倍，进行张拉，预压分五级，按总重量的10%、40%、80%、100%、120%分级进行，每大级内分小级持荷均衡。根据穿心千斤顶标定实验报告运用差值法推出以上控制张拉力所对应的油表读数，现场
实施张拉施工时根据油表读数对实际张拉力进行控制。每一级加载完毕后，对每个测点进行高程测量，监测数据趋于稳定后，再进行下一级加载。最后一级加载完毕后，回油锚固进行12h监测，监测时间间隔分别为：1h、3h、6h、12h，监测时间结束且监测数据稳定后，需使用千斤顶和退锚器对各点钢束进行退锚。钢束退锚时应两边钢束同时对称分级退锚卸载，每次只退回钢束张拉时总伸长量的20%，避免两侧退锚卸载不同步造成墩身受力不均。
在张拉前对托架前后各2点进行高程测量同时记录数据，张拉完成后对同一点进行二次高程测量并记录好数据，等到钢束放张完成后再次对托架同一点进行高程测量并记录数据。各点第一次与第三次记录数据差值为预压时消除的托架非弹性变形量，第三次与第二次记录数据的差值为墩顶构件施工时托架的弹性变形量。依照此法依次对各托架进行预压，消除非弹性变形并测出各架在墩顶构件施工时的弹性变形量。预压过程中，如出现异常情况，必须立即停止加载，分析原因，确定处理措施。 三、技术应用与前景分析
1、应用情况及效益分析
（1）尤溪西城迎宾大道YB1合同段跃进1号大桥、2号大桥均采用了上述两项新技术进行了施工，高墩施工完成后经检测,桥墩中心偏移最大为0.5mm。完全满足设计要求,桥墩外观质量优良。
（2）由于工期方面的原因，造成七五路、清印溪及既有省道304施工工期仅有6个月。采用上述技术设备后，每次施工循环进尺大，循环时间短。为大桥整体工期目标的实现奠定了良好的基础：墩身线形控制良好，混凝土质量内实外美，受到建设、设计、监理单位的一致好评。实现了安全生产的既定目标，同时创造了良好的经济效益和社会效益
2、墩顶托架与预压方案的特点及应用前景
（1）与现有同类技术相比。本桥采用的墩顶托架和预压方案不占用桥下空间，材料较钢管支架用量少、预压程序简单。而且除了预埋精轧螺纹钢外。其它部件均可循环利用。大大降低了施工成本，对墩身外观质量的影响很小。结构简便，易于安装、拆卸，适用范围广。
（2）目前，我国连续梁桥或连续刚构桥施工中广泛采用挂篮悬臂浇筑的方法，
而高墩桥梁O号块的施工不可避免地要用到墩顶托架。随着我国公路、铁路建设的发展，以及西部大开发的深入进行，高墩连续梁或连续刚构桥的使用将十分普遍，因此。大力推广这一新型的墩顶托架和预压方案，将在未来的桥梁施工中创造巨大的经济效益和社会效益。 四、结束语
高墩桥梁悬臂浇筑混凝土0号块施工常规方法一般采用支架法或托架法，当墩身高度较高或水中施工搭设支架较不方便时，采用托架法施工，其施工方便性及经济效益将更加明显。本桥结合自身特点，项目部通过认真研究，提出了一种新型的墩顶托架连接和预压施工方案。此方案的应用，不仅成功完成了高墩桥梁0号块混凝土的浇筑施工，还节省了施工投入，加快了施工进度，创造了良好的经济效益。
悬臂浇筑0号块礅顶托架技术探讨
