对桥梁现浇支架与悬浇挂篮预压技术的探讨

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摘要:本文对现浇支架和悬浇挂篮预压的特点，结合一些工程实例,采用支架现浇和挂篮悬浇的桥梁越来越多，挂篮朝轻型化且结构功能多元化发展，使其安全可靠、操作简便等特性在挂篮的结构设计中得到充分的体现，介绍了现浇支架和悬浇挂篮预压的几种方法，总结了预压过程中的控制要点，为桥梁上部结构的主模提供正确且合理的数据，从而保证了桥梁的施工安全和总体线。

关键词: 支架；悬浇挂篮；预压方法；控制要点

1预压概述

预压是指在现浇桥梁施工前，模拟施工荷载工况，在现浇支架或挂篮内，施加混凝土浇筑过程中产生的最大等效荷载，以消除支架体系或挂篮系统的非弹性变形，测出其弹性变形，通过预压可以检验支架或挂篮的承载力和稳定性。混凝土达到一定强度后现浇支架即可拆除，而挂篮在悬浇过程中要多次周转使用，且每次悬浇块件的重量小同，每次悬浇时挂篮的弹性变形也不一样，故挂篮预压时应严格分级加载或卸载，测出其弹性变形，绘出荷载与变形的关系曲线，为每次挂篮悬浇的立模标高提供数据。预压荷载一般应包括梁的自重、模板的重量和混凝土施工所增加的荷载等几个部分，挂篮预压荷载应取最大悬浇块悬浇时产生的荷载，预压荷载也可取梁自重的1.2倍―1.4倍。

2现浇支架预压

将预压荷载置于支架顶部，同时对支架底部、支架顶部和箱梁底模等部位进行监测，待支架系统沉降稳定后，卸除预压荷载，支架预压结束，整理分析测量数据，确定箱梁的预抛高值。预压堆载一般采用砂袋、钢筋、混凝土预制块或水等材料，也可混合使用，其中以砂袋堆载最常见，利用预先设计的水袋加水预压比较方便。支架须全程预压，小能以预压一孔支架取得经验数据推算全桥。支架预压可只对支架基础进行预压，支架基础预压是通过对箱梁和支架的重量及施工荷载进行计算，得出支架基础反力，按反力的大小等荷载预压，对支架基础进行预压可加速支架的周转，减少支架囚预压而等待的时间。对于基础已预压和直接搭设在刚性基础上的支架，根据搭设支架的高度和跨度，搭设的实际情况和经验，可不预压或进行局部等效预压。

某(30 + 45 + 30) m三跨等截而连续箱梁桥，桥宽12 m利用整体支架一次现浇，整体支架采用8片全长105 m的贝雷片架搭设而成，贝雷片架两端搁置在搭在两过渡墩承台上的支架上，中间支撑在搭设在主墩承台上的三角托架上。主墩承台施工时预埋钢板，在钢板上焊接两根28b的工字钢斜撑，形成上边水平长为3.6 m的三角架，三角架的上面放置长21 m的贝雷片架而形成三角托架。该现浇支架虽支撑在刚性基础上，但山于跨度大，荷载作用后变形较大，故进行预压。但如果全程采用砂袋堆载预压，施工不方便，时间较长，后经专家讨论，采用局部预压的方法，预压荷载的分布按照各跨的跨中挠度等效原则进行设计，即在设计的预压荷载作用下，各跨跨中的挠度值与施工时梁体和模板作用下的挠度值相等，中跨荷载分布长度为12 m，边跨荷载分布长度为9 m，两边跨荷载分布中心偏向边墩4.5 m。

3悬浇挂篮预压

施工过程中一般在0号块件上设有塔吊，采用砂袋堆载预压比较方便安全，但较费时。悬浇块作用在底模上时，底模将承受的荷载传给下横梁，后下横梁肖接锚固在已浇的箱梁上，前下横梁作用的荷载通过吊杆传给前上横梁，前上横梁传给挂篮主析片，主桁片通过后锚杆的拉力而达到平衡；悬浇块的重量作用在顶模、侧模上时，顶模、侧模将承受的荷载传给顶模、侧模内的纵梁，纵梁后端锚固于已浇的块件上，纵梁前端通过吊杆传给前上横梁。一般挂篮模板系统的强度和刚度均较大，相对而言挂篮的横梁和主桁片的强度和刚度较弱，根据挂篮的传力和受力原理，结合现场的实际情况，只要使挂篮的前下横梁受到等效荷载，选择合理的预压方法，可达到事半功信的作用。挂篮预压时应严格分级加载和卸载，每级加载为总荷载的10%，加载和卸载后要有足够的时间间隙，让其变形稳定后进行变形观测。

(1)利用张拉油顶施加拉力进行预压。

某(93 + 165 + 93) m的三跨变截而预应力连续箱梁桥，桥宽13.5 m，采用菱形挂篮悬浇。在承台施工时预埋锚固钢筋，挂篮拼装好后，在挂篮的前下横梁上安装临时张拉支架，临时张拉支架山分配梁、垫梁和调坡垫块组成，将用作传力的精轧螺纹钢穿过临时张拉支架与预埋在承台内的锚固钢筋连接，后在临时张拉支架上安放YQ-100型穿心张拉油顶，油顶张拉精轧螺纹钢时，油顶的反作用力通过临时张拉支架传给挂篮的前下横梁。此种预压方法要注意张拉油顶、精轧螺纹钢和承台内预埋的锚固钢筋在同条铅垂线上。

(2)利用悬挂水箱法进行预压。

某(45+80+45)m的三跨变截面预应力连续箱梁桥，桥宽13.5 m，采用挂篮悬浇。挂篮拼装好后，在挂篮的前下横梁上悬吊水箱，挂篮预压时利用水泵向水箱内注水，水箱的荷载通过吊绳传给挂篮的前下横梁，此种预压方法要注意水箱的稳定性。

(3)利用张拉油顶施加压力进行预压。

某(75 + 120 + 75)m的三跨变截面预应力连续箱梁桥，桥宽15 m，采用挂篮悬浇，0号块支架现浇。在浇筑0号块时，在腹板端部上下处预埋钢板，挂篮拼装好后，在预埋在腹板端部的两块钢板上焊接两根工字钢，形成一个下边水平的直角三角架，三角架之间设水平系梁，三角架的顶点要达到挂篮的前下横梁的水平位置，在挂篮的前下横梁上腹板对应的位置安装临时张拉支架，临时张拉支架山分配梁、垫梁和调坡垫块组成，在临时张拉支架和三角架之间安装张拉油顶，油顶张拉时油顶顶住三角架，油顶的反作用力通过临时张拉支架传给挂篮的前下横梁。采用这种预压方法必须认真计算三角架的强度、刚度、稳定性，腹板端部下埋钢板处油顶张拉时处于受拉状态，定要注意设计和预埋好该处钢板后面的锚固钢筋，避免出现预埋钢筋被拔出的现象。采用前述两种方法，布载比较容易，易使前下横梁受力较均匀，但利用此法布载受到限制，可在三角架下面布置山两根槽钢组成的横梁，在前下横梁和该横梁之间布置几个油顶。

采用上述几种方法预压挂篮时，施加的荷载不能直接按悬浇块件最大重量的1.2倍一1.4倍取值，而应根据挂篮的受力原理，最大悬浇块在挂篮内的受力状态，计算出挂篮的前下横梁分摊的荷载，取其悬浇块分摊最大值的1.2倍―1.4倍作为油顶张拉或水箱悬吊的荷载。

4 前支点挂篮的预压

某(152 + 370 + 152)m预应力混凝土双塔双索而斜拉桥，桥面宽38.6 m，标准节长6m，边箱形断面，两边箱梁之间为顶板，顶板下有两小纵梁，0号―3号块支架现浇，边跨4号一19号块、中跨4号―29号块采用挂篮悬浇，挂篮后端锚固于已浇块件上，前段依靠斜拉索拉结固定，斜拉索为挂篮的组成部分，由于每块件斜拉索的角度和长度不一样，索的拉力也不一样，加上温度的影响，每一块件斜拉索的伸长量也不一样，对悬浇块挠度的影响也不一样，设计了模刑进行计算。由于悬浇挂篮为前支点挂篮，且挂篮特别宽，故采用堆载预压，主要材料为砂袋、钢筋、型钢和模板。

荷载分为四级，分别按标准节断混凝土重量的50%，100%，110%最大块件荷载的110%。预压顺序为:4号索第一次张拉，50%荷载加压，4号索第二次张拉，100%荷载加压，110%荷载加压，最大块件荷载110%加压，卸荷至100%荷载，4号索保持第二次张拉值，卸荷至50%荷载，4号索松弛至第一次张拉值，卸荷至0号，4号索保持第一次张拉值，4号索无索力。

5 预压测量

(1)现浇支架预压荷载施加后，须连续观测，待支架沉降稳定后，卸去预压荷载，沉降稳定的标准为48 h沉降量在3 mm以内。但有时要根据工程实际情况确定相应的标准，如海相沉积地区，分布厚度小等的软土层，其工程特点是承载力低、沉降量大和沉降延续时间长，支架预压采用双控:净压5d以上达到稳定状态2d以上，24 h沉降±1 mm。现浇支架应根据桥梁的线刑，梁的宽度和截而形状，每隔一段间距设个测量断面，每个断面上布设若十个观测点，定时进行观测。

(2)悬浇挂篮属钢结构，根据钢结构试验的有关资料显示，其加载后的变形基本稳定时间般在10 min左右，分级加载、卸载的间隙时间开始叫按20 min控制，后叫根据现场测定的实际变形稳定时间进行控制。每次加载和卸载进行测量，其变形和变位测量的主要项口包括:主桁片前后支点的沉降、前吊点的变形挠度、前吊杆的伸长量、挂篮前下横梁顶而测点标高、挂篮前倾位移等。

(3)上述前支点挂篮由于桥面宽、节段长，在边箱梁的外侧、桥面的中间、边箱的底板和斜腹板相交处、斜腹板和顶板相交处共设7排21个测点。预压过程中每次加载和卸载待变形稳定后进行测量，变形稳定标准:挂篮定位完成时开始变形稳定连续观测，选取前端3个测点每隔15 min观测次，直至相邻两测量同一点标高差值小超过2 mm。以此次观测得到的时间作为以后各次加载或张拉变形稳定所需的时间，为了避免日照温差对结构的影响，挂篮定位、100%加载和4号索无索力三次测量时间确定在早晨6:00。

(4)挂篮预压测量得到的数据小能直接应用，要根据测点的位置，挂篮的受力特点，不同块件在挂篮内的受力状态，简化出力学计算模型，然后把施加不同等级荷载测得的数据进行计算，算出这些数据的线性回归方程，然后把不同块件的荷载代入线性回归方程，就可计算出每一块件的变形值，为挂篮的立模标高提供数据。

6 结语

预压对于现浇桥梁的施工控制至关重要，施工单位叫根据施工经验和现场的实际情况选择合适的预压方法，在预压的过程中精心组织，严密监控，为桥梁上部结构的立模提供正确且合理的数据，从而保证桥梁的施工安全和总体线性。