懸灌梁掛籃千斤頂預壓工法探索與應用

周發貴

摘 要：懸灌梁掛籃法施工技術在國內的工程行業中已經是趨于成熟，尤其是在橋梁施工中應用十分廣泛。而懸灌梁掛籃預壓是掛籃施工的一道關鍵工序，要求新掛籃在初次使用前必須進行預壓。目前在國內掛籃預壓主要有以下幾種：混凝土預制塊預壓、砂袋預壓、水箱加水預壓、圍水預壓、千斤頂反向預壓等。隨著鐵路客專和高速鐵路的興起，掛籃千斤頂預壓法已經廣泛運用于鐵路連續梁掛籃預壓施工。掛籃千斤頂預壓分多種，一般采用在承臺頂預埋鋼構件，通過承臺預埋件與掛籃的精軋螺紋鋼的連接，利用千斤頂進行反向預壓或直接通過預埋反力架對掛籃進行預壓，但壓載時存在壓力不均勻等情況，導致壓載檢測數據不準確，無法指導施工。我們經過試驗研究改進，在原有的反力架基礎上增加橫向分配梁，再增加千斤頂數量，根據不同的部位需要，在翼緣板等位置采用砂袋預壓，作為千斤頂預壓的輔助措施，使其壓載數據與實際更為貼近、更為準確，能夠更好的指導施工，從而保證連續梁施工的線型要求和預應力混凝土施工質量要求。

關鍵詞：千斤頂 預壓 鋼板 反力架 倒梯形 分配梁 砂袋

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（c）-0067-02

懸灌梁懸灌施工掛籃千斤頂預壓工法的探索改進和應用較其他預壓方法更經濟、合理，也更節約工期，而且箱梁節段重量越重，越能體現該方法的優越性。具有較高實用價值和推廣應用價值，在鐵路及市政橋梁施工中具有較重要的長遠意義。

國內關于橋梁懸臂掛籃施工掛籃千斤頂預壓工法的文獻報道，但我們探索應用的懸灌梁掛籃千斤頂預壓技術，鐵路連續梁懸臂段施工時在腹板位置間隔1.5m預埋4塊鋼板，施工時設置反力架，反力架采用32a工字鋼焊接，倒梯形設置；千斤頂預壓時，在反力架下設置分配梁，分配梁底增設4套千斤頂（共8套千斤頂）并在翼緣板位置采用砂袋加載，千斤頂加載與砂袋同時進行預壓的方法，在國內文獻中未見相同報道。（摘自中華人民共和國科學技術部2014年11月14日《科技查新報告》報告編號201413b1503644a）

1 項目背景

石濟鐵路客運專線是省際客運大通道國家規劃“四縱四橫”快速鐵路網的重要組成部分，是國家重點建設項目。它的建成，還將使石家莊成為客運專線的“十字路口”。這條溝通京廣客運專線和京滬高速鐵路的客運大通道，將大大增強石家莊的鐵路樞紐地位，石家莊到北京、太原、鄭州、濟南等大城市的時間，都將控制在一小時左右，“一小時時空”離石家莊越來越近。

2 工況簡介

新建石家莊至濟南鐵路客運專線工程SJZ-2標段線路位于河北省境內，起點位于晉州市，向東南方向延伸，至辛集市，設置辛集南站，起始里程為：DK51+213.36～DK79+555.99，正線長度共28342.63m其中路基長度2004.49m，橋梁26338.14m。標段內共有4處連續梁，跨度均為32+48+32m，全部采用懸灌梁掛藍施工方案，懸灌梁節段最大質量127.11t。

3 懸灌梁掛籃千斤頂預壓工法實踐探索

3.1 掛籃預壓的目的

為檢驗掛籃實際承載能力，確定施工最不利條件下掛籃的安全可靠性，使用前必須進行試壓，并通過試壓檢查結構的安全性，并消除掛籃自身非彈性變形，測得掛籃彈性變形值，根據測得數據繪制荷載—變形關系曲線，為線形控制提供重要數據，并根據測得的數據，推算各階段掛籃澆筑施工時的豎向位移。掛籃主桁架屬空間結構，受力較為復雜，特別是主桁節點板，上橫梁及主桁錨固點處的受力復雜，變形及內力難以準確分析，為此試壓試驗主要測試主桁架的受力變形情況，同時通過掛籃主桁架的受力變形情況，對該掛籃的安全性進行綜合評定。

3.2 預壓工作原理

掛籃千斤頂反力架預壓主要工藝原理是利用控制液壓油頂壓力，下壓底模，上拉吊桿，模擬掛籃實際受力狀態，測出掛籃各部位的變形參數，從而驗證掛籃的可靠性和消除其非彈性變形，以便準確修正各部立磨標高。為了使試壓加載過程和實際施工工程受力狀態相符合，采用千斤頂在1#段梁底板跨中對掛籃進行加載預壓。即在0#段腹板端面設置反力架，利用其反向作用力通過千斤頂、枕木或方木分配梁、木板墊傳到掛籃底板施加所需的預壓荷載（詳見布置圖1、2），模擬懸灌最重節段混凝土荷載（92.6t）分級進行加載。

3.3 掛籃千斤頂預壓工法的探索與應用

掛籃模板預壓主要發生在首次掛籃拼裝完成，即0#塊澆筑完成滿足強度要求以后進行掛籃的第一次拼裝。經過實踐探索優化改進后的掛籃千斤頂預壓工法除具有之前掛籃千斤頂預壓方法方便、省時、材料資源消耗較少的優點外，具備了以下優勢：

⑴采用0#塊腹板位置預埋鋼板作為持力點，取消承臺內預埋精軋螺紋鋼，可保證承臺基坑及時回填并保證0#塊支架基礎的施工。

⑵通過液壓千斤頂下設枕木傳力分配梁及木板墊，使掛籃底板受力更加均勻，掛籃預壓荷載也更接近于實際施工情況。

⑶反力架及預埋構件加工更為簡單，操作更為容易。

3.4 掛籃千斤頂預壓施工步驟

⑴在0#段施工過程中預埋好反力架施工預埋件，埋設位置在0#段端面腹板上，每端4塊預埋件。

⑵按圖焊接反力架牛腿，確保焊接質量。

⑶安裝千斤頂，千斤頂底部設置木梁（采用枕木或方木）分配受力，現場可根據實際情況在枕木下鋪設木板或橫向木條，以保證受力狀況與施工情況相符，同時又能避免與底板的剛性接觸。進行千斤頂調試，做好預壓前準備工作。

⑷設置掛籃預壓測量控制點，進行預壓前測量工作。測量控制點單側設置6個，分別設置在1#段底板前段箱梁腹板對應的位置、掛籃上前橫梁吊帶處。

⑸安裝千斤頂，分5級（20%、60%、80%、100%、120%的預壓力）加載進行掛籃預壓。分級加載后，持荷20min后，進行控制點測量；滿荷120%后持荷4h，進行控制點測量。預壓時兩個1#段同時預壓，預壓采用4套100t千斤頂預壓。卸載時分級卸載，并對控制點進行測量。

⑹卸載后進行控制點測量。

⑺拆除掛籃預壓支架。

⑻對掛籃預壓數據進行整理分析，得出掛籃彈性變形及非彈性變形，調整掛籃底板標高，指導掛籃施工。

3.5 施工注意事項

⑴開始加載試驗前，應對掛籃系統進行一次全面的安全質量檢查，確保桿件連接的安全可靠。以后每做一級試驗，均應對整個掛籃進行一次全面檢查，才能進行下一級試驗測試。整個加載過程中，必須有專人對掛籃進行觀察，一有異常，應立即停止加載。

⑵加載過程中應認真做好各項試驗數據的記錄，如發現異常情況，立即中止加載，分析出原因后并采取相應措施后，方能繼續進行。

4 經濟效益

掛籃千斤頂預壓施工方法簡單，操作方便，方案容易實現，所花勞動力少，進度快，焊接反力架、千斤頂分級預壓、拆除反力架等總共只需要1天左右；同時千斤頂可利用箱梁張拉千斤頂，基本不需要輔助材料，經濟效益顯著。

5 社會效益

對于懸灌梁掛籃施工，千斤頂預壓方法因其施工周期短、勞動強度低、安全易操作、經濟等特點，有著很好的發展前景，而且對我們施工單位橋梁施工工藝上培養和鍛煉技術及管理人才有很大的意義。同時鐵路客運專線懸灌梁掛籃施工掛籃預壓如能形成一套標準化施工范本，將為同行業以后鐵路橋梁工程連續梁施工質量、安全、功效奠定較好基礎。

參考文獻

[1] 李戰勝.新建鐵路石家莊至濟南鐵路客運專線，第六篇，施工圖[M].天津：鐵道第三勘察設計院集團有限公司，2013.

[2] 中鐵三局集團有限公司.高速鐵路橋涵工程施工技術指南，[M].北京：中國鐵道出版社，2013.

[3] 中鐵三局集團有限公司.高速鐵路橋涵工程施工質量驗收標準[M].北京：中國鐵道出版社，2011.

[4] 中華人民共和國科學技術部.科技查新報告[K].報告編號：201413b1503644a.查新機構.河北省科學技術情報研究所.負責人，靳宏博，報告日期，2014-11-14.