高墩0#块托架反力架法预压的设计及应用

陈 勇（中铁十四局集团第二工程有限公司，山东 泰安 271000）



高墩0#块托架反力架法预压的设计及应用

陈 勇
（中铁十四局集团第二工程有限公司，山东 泰安 271000）

摘 要：在利万高速公路清江大桥0#块施工中，采用托架搭设0#块施工平台，为了验证托架的安全性、可靠性及消除托架的非弹性变形，取得弹性变形值，结合现场实际工况采用反力架法预压。反力架法预压成败的关键在于反力架结构设计的安全性与适用性，本文结合利万高速公路清江大桥主墩0#块托架反力架法预压施工的实例，介绍了反力架法预压的设计及其实践应用的效果。

关键词：高墩；托架；反力架；反力架法；预压

1 工程概况

清江大桥主桥上部结构为（65+120+ 65）m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁，箱梁根部高度7.0m，跨中高度2.5m，箱梁根部底板厚100cm，跨中底板厚32cm，箱梁高度及箱梁底板厚度按1.7次抛物线变化。0#块长度为12m，顶宽12m，底宽6.5m，根部高7m，腹板厚0.9m，纵向悬出墩身3m，悬空部位实体混凝土方量为55m3。

清江大桥主墩墩身高度均在65m以上，在0#块施工中，采用托架搭设施工平台。

图1清江大桥反力架设计图

2 预压方案选择

刚构桥0#块预压是0#块施工必不可少的一道工序，由于托架弹性、杆件连接有缝隙等因素，施加荷载时会引起托架下沉，因此托架安装完成后，需加载进行预压，以确定其强度、刚度及稳定性，并消除非弹性变形，测出弹性变形。清江大桥托架预压拟用两种方案，通过比对及结合现场实际工况选择合适的方案。

2.1 方案一

采用堆载法预压，堆载法预压就是将考虑安全系数的实体计算重量，用他材料等效替代堆积在托架上，以达到预压的目的。使用的材料有砂袋、混凝土预制块、钢筋、钢绞线等，堆载法预压是目前应用较普遍的一种预压方法。该方法具有投资大、周期长、施工相互干扰大、施工场地要求高的特点。

2.2 方案二

采用反力架法预压，反力架法预压是指墩身顶部安装反力架，将千斤顶放到反力架与托架之间，墩顶施工时预埋精轧螺纹钢，通过扁担梁对反力架进行锚固，反力架前端承受千斤顶的顶力，同时给托架以反力，以达到预压的效果。反力架自重轻、可以循环使用、成本低、操作方便快捷、预压时间较短、对场地条件要求较低。

通过两种方案比较，我们可以看出堆载法较反力架法预压施工：耗时费力、预压周期长、预压材料周转次数少。清江大桥墩身较高，地势陡峻，高空吊装作业施工风险大，相关材料投入、倒运、机械投入成本大；从加快施工进度、规避安全风险、降低施工成本等方面考虑，采用反力架法预压托架是十分合理的。

图2清江大桥0#块托架预压反力架应力分析图

图3清江大桥0#块反力架预压实景

3 反力架设计

3.1 反力架制作

反力架在钢筋场进行制作，为桁架结构，上下弦杆采用双拼I40a工字钢通过连接钢板焊接而成，腹杆采用双拼I20b工字钢通过连接钢板焊接而成，反力架长度5m，高度1.5m，如图1所示。

3.2 反力架验算

0#块悬空段钢筋混凝土自重为55m3×26kN/m3=1430kN，安全系数考虑到1.6，则5片托架承受的力为1430kN×1.6=2288kN。按最不利因素考虑，千斤顶放置在0#块腹板位置处，此处位置预压力取每片托架受力的1.2倍，即预压力F=2288/5×1.2=549.12kN，取整F=550kN。

通过在MIDAS软件中建立反力架计算模型，将F=550kN代入模型运算，杆件受力状态分析如图2所示。

从应力分析图上可以看到，施加550kN的力时，组合杆件产生的最大应力只有138MPa，满足强度要求。从模拟结果看，反力架结构是安全可靠的，满足施工要求。

4 反力架施工

4.1 反力架安装

反力架在钢筋加工场加工完成后，利用塔吊吊装安放就位，吊装时必须保证反力架与水平面垂直，反力架安装至墩顶后采用8根预埋好的Φ32精轧螺纹钢通过扁担梁将反力架一端锚固住，锚固位置间距按50cm一排设置，反力架另一端安放至托架系统顶部放置的千斤顶上方，反力架高度可采用挂篮轨枕支垫进行调整。

4.2 托架预压施工

反力架安装就位后，启动油泵，液压千斤顶开始加载，加载分阶段进行，分别为0#块悬臂部分箱梁计算自重等效荷载的25%、50%、75%、100%，达到每一阶段压力后持荷5分钟，在每片托架上选取一点，共计5个观测点，每节段预压及时测量各观测点标高，做好记录。然后持荷24小时后再测量，完成后启动油泵回油，对千斤顶进行卸载，待卸载完成后测量各观测点高程，计算托架系统弹性和非弹性变形量，整理预压结果，如图3所示。

4.3 反力架预压效果检查

清江大桥左幅2#墩0#块大里程侧托架预压结果，见表1。

由记录的数据可知，托架的变形满足施工要求，弹性变形值的取得为确定0#块底模立模标高提供了依据，使用反力架法预压托架达到了预压要求。

表1清江大桥左幅2#墩0#块大里程侧托架预压数据截图

结语

清江大桥上部结构节段多，施工周期长，工期压力大，0#块施工周期的压缩、加快，为上部连续刚构的施工赢得了宝贵时间，确保了工期，为后续工程的正常开展奠定了坚实基础。反力架法对托架进行预压施工，工序简单、方便，加快了施工进度、降低了施工成本，经济效益显著。反力架法施工时，人员操作均在墩顶进行，基本不需要到悬臂托架上进行操作，为施工人员提供了强有力的安全保障，安全系数高，安全效益和社会效益突出，意义重大。

参考文献

［1］孙江宁.高墩空中三角支架及千斤顶反力法预压［J］.科技信息，2011（11）：106.

［2］曲任权，尹玉林，王桃娣.大跨连续梁0号块支架方案及预压施工方法［J］.公路，2010（10）：69-73.

中图分类号：U448

文献标识码：A