柔性拉索千斤顶分级加载预压技术

张宝永

(中铁十九局集团有限公司，北京 100076)

1 堆载预压存在问题

目前在对托架、挂篮及支架等进行预压时国内多使用堆载预压法。常见的堆载预压方法有砂袋预压、预制混凝土构件预压、水箱加水预压等。采用这些方法存在下列问题：

(1)耗费材料多。采用砂袋预压，需要配置大量的砂子和编织袋；采用砼块预压，需要消耗大体积的混凝土；若采用水箱预压，需要往特制水箱中注入大体积的水。

(2)加载时间长。吊装工作一般采用塔吊和汽车吊进行，尤其是在需要高处吊装的环境下，每吊一次都需要花费大量的时间。

(3)预压效果较差。混凝土预制块重度为23 kN/m3，砂袋重度为16 kN/m3，水重度为10 kN/m3。预压时加载系数取1.2，采用砂袋预压换算砂袋体积为混凝土体积的1.4倍，采用水箱预压水体积为混凝土体积的2.3倍。预压时施工现场往往受场地限制，采用堆载预压在现场将很难实现。

2 柔性拉索千斤顶分级加载预压技术

2.1 工艺原理

柔性拉索千斤顶分级加载模拟托架施工过程受力状况，将面荷载模拟成等效的多点集中荷载，通过液压千斤顶施加集中力，由柔性拉索将力传递给预压结构物，随着千斤顶的逐级加载达到与堆载预压等效的目的。此外还可以通过千斤顶对柔性拉索分级加载模拟预压的方式消除非弹性变形，绘出弹性变形关系曲线。

2.2 加载预压过程

图1 托架预压装置

锚固长度计算：L=a×fy×d/ft。式中：L为钢绞线预埋入承台的最小长度；a为钢筋的外形系数，取0.16；fy为钢绞线的抗拉强度设计值，取1 395 MPa；ft为混凝土轴心抗拉强度设计值，C35混凝土取1.57 MPa；d为钢绞线的公称直径，取15.2 mm。则L=2.2 m[1]。

承台浇筑完成以后，上下钢绞线连接固定在一起，托架上部的钢绞线用锚具固定，采用千斤顶张拉。

承台预埋钢绞线与上部钢绞线采用专门的连接器连接，此类连接器可采用多根钢绞线连接器也可以采用单根钢绞线连接器，无论采用哪一种一定要保证钢绞线的连接可靠。连接器结构详见图2。

图2 单根钢绞线连接器

托架安装完成后，在扁担梁上安装工作锚具与钢绞线相连，锚具夹片安装紧密。张拉时应根据钢绞线的受力大小采用配套千斤顶及锚具[2-4]。

观测点应均匀布置，在0号块托架单侧分布横梁顶共布置12处，每个监测点位置贴设反光片。每级堆载对应测量节点竖向位移作为底模调整标高的依据，预压观测点在底板横向对应的每片托架位置上，按主梁跨径的靠墩柱第1个节点处、跨中1/2及端点处布设3道预压观测点，测点布置详见图3[2-4]。

图3 托架预压观测点布置

2.3 技术特点

托架、挂篮、支架等采用的柔性拉索千斤顶分级加载预压施工技术设备新颖、施工工艺先进、操作方便，很好地解决了托架在预压过程中分级堆载不易操作的难题。本项目有以下技术特点:

(1)节省时间，与传统的技术相比用很少的时间即可完成单个托架的预压。

(2)施工方便，可以利用千斤顶分级加载，提高了加载精度。

侦查机关由于无法事先预测被监听者的谈话内容及对象，因此常常在合法监听过程中意外得知另案的通讯内容。基于监听有先天上难以克服的技术问题，监听上的失误不能由意外被监听人完全承受，因为如果毫无条件地承认偶然监听所得材料的证据能力，无异于再次侵害或加深伤害意外受监听人的合法权利，因此应当有条件的承认偶然监听所得材料的证据能力[3]。通过借鉴美国及德国关于偶然监听材料证据能力的立法例，并结合我国实际情况，我国应当建立如下的偶然监听材料的证据能力规则。

(3)节约了成本，减少了大量砂袋的使用及砂袋吊装时产生的机械费用。

(4)不受堆载物材料码放高度的影响。

3 施工工艺研究

3.1 加载与观测方法(托架预压为例)

(1)张拉顺序：对称分阶段进行张拉。

(2)加载、卸载与观测方法：① 测量每个观测点的初始高程。②采用YDC-250Q型千斤顶对钢绞线进行单端张拉。③张拉前，先测出测设点的初始标高和平面位置，然后开始张拉，荷载按照0→50%→80%→100%→120%分级加载。④加载至120%荷载持续24 h，每2 h测量一次变形值。在24 h后，预压后沉降变化值小于2 mm时，卸载并再次测量各观测点高程。⑤按加载等级的相反顺序分级卸载。⑥卸载完成后，通过全站仪或RTK对观测点高程进行测量。⑦对所有测量数据进行统计分析，得出托架的弹性变形量与非弹性变形量，并将弹性变形量作为施工中的预留上拱度。⑧预压过程中如遇到高程变化较大的情况，应立即停止加载[5]。

加载前初始高程(H1)、加载完成并待沉降稳定后测出各控制点的标高(H2)、卸载后控制点标高(H3)[1]。变形值为：非弹性变形δ0=H1-H3， 弹性变形δ1=H3-H2。

梁段施工控制标高除考虑支架系统的变形外还应考虑梁段预应力束张拉后所产生的起拱值(预估δ2=3 mm)和施工时引起的挠度δ3。

经过预压后的块段标高控制H为：H=H0+δ1-δ2+δ3[6]。其中：H0为相应控制点的设计标高。

(3)数据分析：试验结束后首先检查托架结构的外观，观察是否有破损和开裂。试验获得的变形数据包括弹性变形和非弹性变形，以弹性变形为主。在120%荷载作用下，托架总变形量最大值应小于规范的允许值即δ0+δ1

预压时托架受力及位移情况详见图4、图5[7-8]。

图4 预压时托架内力(单位：kN)

图5 预压时托架位移(单位：mm)

3.2 施工注意事项

(1)预埋钢绞线时应保证其稳固性，无损伤及锈蚀。

(2)连接器必须一次连紧，防止钢绞线张拉时产生滑丝现象。

(3)专职测量监控人员记录千斤顶加载吨位和钢绞线的伸长量。

(4)在千斤顶加载过程中托架如出现挠度超警戒范围，应停止加载。

4 应用概况

我单位承建的南钦铁路玉洞货车上下行疏解线一联(48+80+48)m连续梁在托架预压过程中采用此技术取得了良好的效果。整个托架预压过程中耗时较短，比原计划缩短了12 d。采用传统的砂袋预压技术每个砂袋价格为50元，考虑砂袋的循环利用，砂袋费用为22 000元(1.1折旧率×50元/个×400个=22 000元)。预压前需要装袋及吊车吊装，预压完成后需要吊车对砂袋进行卸载，机械费用总共为30 000元。采用柔性拉索千斤顶分级加载预压施工技术省去了加载和卸载的时间，两处连续梁共省去12 d时间(其中每处中跨节省2 d，每处边跨节省1 d)，创造综合效益30万元，各项费用节省约352 000元[9]。

5 结束语

在现阶段的交通建设中，线路不断地跨越河流、街道、高山峡谷，大跨度桥梁的比重随着增高，各种托架、支架、挂篮等预压的施工难度也随之增大，柔性拉索千斤顶分级加载预压施工技术适用于多种复杂的条件，具有很高的推广价值。