浅谈挂篮反拉预压技术

浅谈挂篮反拉预压技术

【摘要】 为确保挂篮悬灌施工安全，需对挂篮进行预压试验以检验挂篮的承载能力和挠度值。通过挂篮在连续梁施工时的加载过程来分析、验证挂篮主纵梁框架的弹性变形，消除其非弹性变形。在大多数情况下，挂篮预压是在梁上组装完毕后，利用底篮平台堆载沙袋或预制混凝土块或水箱预压，但，对于加载量大、地形复杂，跨河、跨深沟、高墩、有交通通行要求的施工环境不是很实用。该种方法占用机具设备多、加压时间长、成本高、不易控制。现本文通过郑少南水北调大桥工程实例介绍一种反拉加压方法，规避常规加压的风险和减少加压成本。

【关键词】悬臂施工挂篮预压反拉加压

1、工程实例概况

郑少航海路连接线南水北调大桥为主跨100m的预应力混凝土连续刚构桥，其跨径组合为（43+60+100+60+43）m；大桥在纵面位于R=10000m的凸形竖曲线内，由四幅桥（两幅主道桥位于中间，两幅辅道桥位于两侧）组成，桥面横坡为2%，最大纵坡为2.83%。主道桥箱梁为单箱双室断面，桥宽17.5m，箱宽11.5m（底板宽），两侧翼缘各宽3.0m，箱梁采用桁式斜拉挂篮悬臂浇注施工。辅道桥箱梁为单箱单室断面，桥宽12.0m，箱宽6.0m（底板宽），两侧翼缘各宽3.0m，箱梁亦采用桁式斜拉挂篮悬臂浇筑施工。

主道桥箱梁根部梁高5.8，跨中及边跨合拢段高度2.3；箱梁顶面设有单向2.0％的横坡。腹板厚度采用三个级数，0#梁段为100㎝，1号梁段～7号梁段为60，8号梁段60～45㎝，其余梁段为45；箱梁底板厚度由0号梁段的110㎝渐变至合拢段的25㎝，期间按1.6次抛物线变化；0#块箱梁顶板厚度为100㎝，其余各段箱梁顶板厚度均为28㎝。

悬臂浇注梁段长度有三个级数：3.5（2＃～6＃），4.0（7＃～9＃），4.5（10＃～12＃）；另10#箱梁内设有1道30㎝厚横隔板。

2、预压方案的构思选定

由于箱梁下部墩高22米，并处于南水北调河道内，承台内预埋钢绞线需要专门设计与计算，以及常规预压的砂袋需要量大，最大块重207吨，两侧对称总重400余吨，预压工程量大，预压加载时间长。

项目部决定采用反拉预压方法，但，该种反拉预压不同于一般的反拉预压在承台预埋钢绞线的方法。根据设计的条件，利用设计已知的竖向精轧螺纹做反拉点，腹板位置增设反拉精轧螺纹的方法，并且，整个桥梁8个T构，挂篮结构形式一样，采用的均为贝雷片组合桁架三角挂篮，根据工期要求和有关的规范，对典型性的构件进行预压。

3、反拉预压方案的原理

挂篮变形主要由主桁架、前上横梁及水平与竖直联系杆系三部分产生，其影响最大的部件为主桁架，针对重点受力部件，进行模拟加压，对8个T构的16支挂篮之一的主桥的主桁架进行典型实验。根据混凝土浇筑过程的实际工况，模拟前上横梁受力位置以及实际底模的挂篮吊点设计，布设10个反拉加压点。通过前上横梁下用后另一端前上横梁做扁担梁，联通竖向精轧螺纹钢构成反拉加压传力系，在上横梁上安放穿心千斤顶进行加载预压，能够直观的看到各个加压点的反拉力，根据浇筑工况真实模拟加压。

4、反拉预压施工

4.1 桁架拼装

在梁顶12米的0#、1#平台上，拼架一个三角桁架主桁架，该桁架就是挂篮实际施工中的除去底模和侧模的主受力构件。桁架中心位于0#块正上方如下图。

4.2 反拉点及千斤顶布设

实际施工过程中的模板悬吊点也是反拉点，如下图：千斤顶为校和过的穿心千斤顶，并附带压力表和油泵。

4.3 桁架预压

主桁架预压按照挂篮空载、挂篮承受最小梁段混凝土、挂篮承受最大梁段混凝土三种情况，取挂篮承受最大梁段混凝土20%、50%、120%三种工况进行预压，其荷载值根据前述分别为461KN、1153KN、2305KN。

根据设计，竖向精轧螺纹钢单根张拉控制应力为670KN，在腹板处埋设共六根，按照最大加载，单根承载力不超过300KN，达不到PSB930的理论强度的30%，精轧螺纹钢筋安全，基本不产生变形。在计算时候不予考虑。并且，反拉不影响结构的安全。

按照模拟的三种工况对挂篮进行加载预压，根据各个点位加载数值读数，达到模拟工况后，测量变形值。实测变形值15mm，实验结束。挂篮挠度符合规范要求，可以使用。

5、反拉预压施工完成后

卸下千斤顶和扁担梁，三角桁架向前推进，进行另外半边的的桁架安装。

结束语：该种反拉预压方法，仅仅需要安装一次横梁做扁担梁，其余的千斤顶和精轧螺纹等均不增加，经济效果明显；不需要投入太多人力、设备，加压数值直观明了；加压位置更符合实际施工工况等，所以，该挂篮预压技术高效、快捷、直观、经济，值得推广。

参考文献：

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PC箱梁悬臂挂篮预压试验《山西建筑》 2004年第13期

朱旭红 三角挂篮预压荷载试验施工方法《山西建筑》 2010年第6期

周希平、何锦明、贺玲风 桥梁悬臂施工挂篮预压试验加载方法研究 《广东土木与建筑》 2008年07期

冯立崎 谈体内顶压挂篮预压施工方法 《科学之友》 2011年21期

左继国、陈琪张拉钢绞线进行挂篮预压施工技术《甘肃科技》 2012年06期

陆泽标、何家坡大桥菱形挂篮试压试验 《公路与汽运》 2007年04期

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。