柔性拉索千斤頂分級加載預壓技術

張寶永

(中鐵十九局集團有限公司，北京 100076)

1 堆載預壓存在問題

目前在對托架、掛籃及支架等進行預壓時國內多使用堆載預壓法。常見的堆載預壓方法有砂袋預壓、預制混凝土構件預壓、水箱加水預壓等。采用這些方法存在下列問題：

(1)耗費材料多。采用砂袋預壓，需要配置大量的砂子和編織袋；采用砼塊預壓，需要消耗大體積的混凝土；若采用水箱預壓，需要往特制水箱中注入大體積的水。

(2)加載時間長。吊裝工作一般采用塔吊和汽車吊進行，尤其是在需要高處吊裝的環境下，每吊一次都需要花費大量的時間。

(3)預壓效果較差。混凝土預制塊重度為23 kN/m3，砂袋重度為16 kN/m3，水重度為10 kN/m3。預壓時加載系數取1.2，采用砂袋預壓換算砂袋體積為混凝土體積的1.4倍，采用水箱預壓水體積為混凝土體積的2.3倍。預壓時施工現場往往受場地限制，采用堆載預壓在現場將很難實現。

2 柔性拉索千斤頂分級加載預壓技術

2.1 工藝原理

柔性拉索千斤頂分級加載模擬托架施工過程受力狀況，將面荷載模擬成等效的多點集中荷載，通過液壓千斤頂施加集中力，由柔性拉索將力傳遞給預壓結構物，隨著千斤頂的逐級加載達到與堆載預壓等效的目的。此外還可以通過千斤頂對柔性拉索分級加載模擬預壓的方式消除非彈性變形，繪出彈性變形關系曲線。

2.2 加載預壓過程

圖1 托架預壓裝置

錨固長度計算：L=a×fy×d/ft。式中：L為鋼絞線預埋入承臺的最小長度；a為鋼筋的外形系數，取0.16；fy為鋼絞線的抗拉強度設計值，取1 395 MPa；ft為混凝土軸心抗拉強度設計值，C35混凝土取1.57 MPa；d為鋼絞線的公稱直徑，取15.2 mm。則L=2.2 m[1]。

承臺澆筑完成以后，上下鋼絞線連接固定在一起，托架上部的鋼絞線用錨具固定，采用千斤頂張拉。

承臺預埋鋼絞線與上部鋼絞線采用專門的連接器連接，此類連接器可采用多根鋼絞線連接器也可以采用單根鋼絞線連接器，無論采用哪一種一定要保證鋼絞線的連接可靠。連接器結構詳見圖2。

圖2 單根鋼絞線連接器

托架安裝完成后，在扁擔梁上安裝工作錨具與鋼絞線相連，錨具夾片安裝緊密。張拉時應根據鋼絞線的受力大小采用配套千斤頂及錨具[2-4]。

觀測點應均勻布置，在0號塊托架單側分布橫梁頂共布置12處，每個監測點位置貼設反光片。每級堆載對應測量節點豎向位移作為底模調整標高的依據，預壓觀測點在底板橫向對應的每片托架位置上，按主梁跨徑的靠墩柱第1個節點處、跨中1/2及端點處布設3道預壓觀測點，測點布置詳見圖3[2-4]。

圖3 托架預壓觀測點布置

2.3 技術特點

托架、掛籃、支架等采用的柔性拉索千斤頂分級加載預壓施工技術設備新穎、施工工藝先進、操作方便，很好地解決了托架在預壓過程中分級堆載不易操作的難題。本項目有以下技術特點:

(1)節省時間，與傳統的技術相比用很少的時間即可完成單個托架的預壓。

(2)施工方便，可以利用千斤頂分級加載，提高了加載精度。

偵查機關由于無法事先預測被監聽者的談話內容及對象，因此常常在合法監聽過程中意外得知另案的通訊內容。基于監聽有先天上難以克服的技術問題，監聽上的失誤不能由意外被監聽人完全承受，因為如果毫無條件地承認偶然監聽所得材料的證據能力，無異于再次侵害或加深傷害意外受監聽人的合法權利，因此應當有條件的承認偶然監聽所得材料的證據能力[3]。通過借鑒美國及德國關于偶然監聽材料證據能力的立法例，并結合我國實際情況，我國應當建立如下的偶然監聽材料的證據能力規則。

(3)節約了成本，減少了大量砂袋的使用及砂袋吊裝時產生的機械費用。

(4)不受堆載物材料碼放高度的影響。

3 施工工藝研究

3.1 加載與觀測方法(托架預壓為例)

(1)張拉順序：對稱分階段進行張拉。

(2)加載、卸載與觀測方法：① 測量每個觀測點的初始高程。②采用YDC-250Q型千斤頂對鋼絞線進行單端張拉。③張拉前，先測出測設點的初始標高和平面位置，然后開始張拉，荷載按照0→50%→80%→100%→120%分級加載。④加載至120%荷載持續24 h，每2 h測量一次變形值。在24 h后，預壓后沉降變化值小于2 mm時，卸載并再次測量各觀測點高程。⑤按加載等級的相反順序分級卸載。⑥卸載完成后，通過全站儀或RTK對觀測點高程進行測量。⑦對所有測量數據進行統計分析，得出托架的彈性變形量與非彈性變形量，并將彈性變形量作為施工中的預留上拱度。⑧預壓過程中如遇到高程變化較大的情況，應立即停止加載[5]。

加載前初始高程(H1)、加載完成并待沉降穩定后測出各控制點的標高(H2)、卸載后控制點標高(H3)[1]。變形值為：非彈性變形δ0=H1-H3， 彈性變形δ1=H3-H2。

梁段施工控制標高除考慮支架系統的變形外還應考慮梁段預應力束張拉后所產生的起拱值(預估δ2=3 mm)和施工時引起的撓度δ3。

經過預壓后的塊段標高控制H為：H=H0+δ1-δ2+δ3[6]。其中：H0為相應控制點的設計標高。

(3)數據分析：試驗結束后首先檢查托架結構的外觀，觀察是否有破損和開裂。試驗獲得的變形數據包括彈性變形和非彈性變形，以彈性變形為主。在120%荷載作用下，托架總變形量最大值應小于規范的允許值即δ0+δ1

預壓時托架受力及位移情況詳見圖4、圖5[7-8]。

圖4 預壓時托架內力(單位：kN)

圖5 預壓時托架位移(單位：mm)

3.2 施工注意事項

(1)預埋鋼絞線時應保證其穩固性，無損傷及銹蝕。

(2)連接器必須一次連緊，防止鋼絞線張拉時產生滑絲現象。

(3)專職測量監控人員記錄千斤頂加載噸位和鋼絞線的伸長量。

(4)在千斤頂加載過程中托架如出現撓度超警戒范圍，應停止加載。

4 應用概況

我單位承建的南欽鐵路玉洞貨車上下行疏解線一聯(48+80+48)m連續梁在托架預壓過程中采用此技術取得了良好的效果。整個托架預壓過程中耗時較短，比原計劃縮短了12 d。采用傳統的砂袋預壓技術每個砂袋價格為50元，考慮砂袋的循環利用，砂袋費用為22 000元(1.1折舊率×50元/個×400個=22 000元)。預壓前需要裝袋及吊車吊裝，預壓完成后需要吊車對砂袋進行卸載，機械費用總共為30 000元。采用柔性拉索千斤頂分級加載預壓施工技術省去了加載和卸載的時間，兩處連續梁共省去12 d時間(其中每處中跨節省2 d，每處邊跨節省1 d)，創造綜合效益30萬元，各項費用節省約352 000元[9]。

5 結束語

在現階段的交通建設中，線路不斷地跨越河流、街道、高山峽谷，大跨度橋梁的比重隨著增高，各種托架、支架、掛籃等預壓的施工難度也隨之增大，柔性拉索千斤頂分級加載預壓施工技術適用于多種復雜的條件，具有很高的推廣價值。