武汉鹦鹉洲长江大桥1#塔上横梁支架预压技术

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摘 要：通过对鹦鹉洲长江大桥1#墩上横梁支架预压，将高空作业转移到地面进行施工，在确保了结构安全外，降低施工安全风险同时为工程施工节约一定的工期和资金。

关键词：支架；地面作业；变形量

Abstract: Parrot Island Yangtze River Bridge Pier on beam bracket preload, high-altitude operations transferred to the ground construction, to ensure the structural safety, reduce the risk of construction safety at the same time a certain duration and funding for the construction savings.

Keywords: bracket; ground operations; deformation

中图分类号：U443.32+3 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一.工程概况

1#墩边塔上横梁顶面标高为+138.2m，设计为倒“K”形、变高度单箱单室预应力箱型梁结构，横梁横向宽5.6m，高度5～8m，壁厚0.8m。横梁采用C50混凝土、HRB335钢筋，沿横梁纵向布置36束19φs15.2mm、1860MPa的高强低松驰预应力钢绞线束。上横梁支架系统由底模分配梁、桁架、桁架连接系、分配梁2、垫块、牛腿组焊件及φ32mm精轧螺纹钢拉杆等主要构件组成。支架牛腿嵌入塔柱内预留的槽口后再采用直径32mm精轧螺纹钢筋与塔柱张拉锚固，形成支架主要承重支点。牛腿顶面设置钢垫块，以利后期卸架，垫块顶面设分配梁2，垫块与牛腿、分配梁2之间均采用焊接连接固定。分配梁2顶面设置8片桁架，桁架通过M27螺栓和分配梁2连接固定，桁架顶摆设底模分配梁。其支架模式详见图“图1-1 上横梁支架布置图”。

为确保现浇支架桁架的焊接质量及承载能力满足设计要求，需要对支架进行预压试验，考虑支架安装后进行预压试验需要大量的施工时间和高空作业的危险性，将高空预压试验转移到地面进行预压，预压以受力最大桁架内力等效特点进行试验。

图1-1 上横梁支架布置图

二.试验荷载取值

支架实际受力为全断面受力，试验时采用对节点进行受压，确保各杆件受力情况一致为原则进行试验。

实验控制荷载：上横梁全断面混凝土重G，施工模板及支架重T，在G+T工况下桁架的计算受力状态为实验的控制状态，即在试验的100%加载状态下，桁架各杆件内力基本与G+T作用工况下等效。同时为保证桁架安全，须对桁架进行超载20%进行试验检验。120%试验荷载和1.2（G+T）工况下，通过MIDAS计算分析，桁架各杆件的受力情况基本一致。

1.原设计桁架轴力、弯矩、支点反力。

2. 预压施加力桁架轴力、弯矩、支点反力

三.预压试验

3.1.预压布置

桁架预压以模拟桁架杆件最大内力为原则，检验桁架各节点的焊接质量和杆件的受力变形情况。实验采用对2榀桁架实施对拉，在桁架节点位置用千斤顶加载集中荷载进行，根据桁架节点布置，设4个450t千斤顶和一个手摇16t千斤顶对9个点进行加载，详见“图3-1 试验平面布置图”。支架下面采用6组双拼工56a型钢将2榀桁架抄垫起来，桁架通过型钢限位在双拼工56a型钢上，2榀桁架通过上下φ32精轧螺纹钢将桁架连接在一起共同受力。

图3-1 试验平面布置图

3.2.试验荷载加载

加载过程拟分为5级，通过模拟计算，在120%加载工况下，各千斤顶需施加荷载值及各分级加载值见“表3-1 120%工况下各千斤顶荷载”。

表3-1 100%工况下各千斤顶荷载

3.3.预压方式

两个单片桁架在计算支点处进行固定，然后在两桁架之间设置带油表读数的450t油压千斤顶和16t带压力表机械千斤顶逐步按设计要求施加荷载进行顶压。

3.4.预压测点布置

根据桁架受压特点计算模型结果，中间位置处上、下弦杆变形较大，其中下弦杆中间位置处变形最大，故在相应弦杆部位设置相应测点，其测点布置详见“图3-2 挠度测量点布置图”，其测点均在桁架中间部位。

图3-2 挠度测量点布置图

3.5.预压施工步骤

试验分7个步骤进行，加载必须对称同步，并及时记录工况下的测量数据。试验加载步骤见“表3-2 试验加载步骤表”。

表3-2 试验加载步骤表

3.6.预压试验结果

根据试验结果分析得出其主要变形点位置为4、5、6、13、14、16、17处，其中8片桁架最大变形量处以及变形值详见“表3-3 8片桁架最大变形值及位置”。

表3-3 8片桁架最大变形值及位置

3.7.预压结果分析

预压过程中，如支架无产生破坏，杆件连接焊缝无破裂，比较1～5#测点挠度。桁架理论计算在1.2试验荷载工况下最大变形为33mm，结合现场施工干扰等干扰和人为因素，如测点实测最大挠度小于35mm，则判断支架满足施工需求。实际检测中最大绕度为26.5mm，支架无出现任何异常情况，卸载后，支架恢复到原有的形状，根据这些数据以及现场观察，判断出所有支架均满足设计和施工要求。

四.结语

实践证明，支架实际使用中检测出最大变形量为15mm，结构安全，说明该预压方式可以大力推广类似支架施工。该预压方式将高空作业转换为地面作业，预压方式简单，投资较少，降低施工安全风险同时为工程施工节约一定的工期和资金。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。