近海超高悬浇段托架贝雷桁架反力预压技术

程剑煌，陈伟杰，彭自强

（1.泉州市交通工程规划建设技术中心，福建 泉州 362000；2.中交一公局厦门工程有限公司，福建 厦门 361000；3.江西飞尚科技有限公司，江西 南昌 330052；4.基础设施安全监测与评估国家地方联合工程研究中心，江西 南昌 330052）

在国内连续刚构桥施工中，0#块支架预压一般采用传统的堆载预压、预应力束等效反力预压或型钢托架预压[1-4]，但这三种方法均有各自的弊端。堆载预压施工堆载物吊装、持荷、卸载耗时长，费用高，施工存在堆载物坍塌等安全隐患；预应力束等效反力预压方法需采用人工逐根连接，对于超高悬浇0#块支架，施工安全难以保证；采用型钢托架预压方法，钢材用量大，不适合当代建设项目所要求的高效、节能、环保的要求。

1 工程概况与方案比选

安海湾特大桥桥型为混合梁连续刚构桥，跨径组合为（135+300+135）m，位于泉州晋江市东石镇与泉州南安市石井镇之间的安海湾海域，主墩两侧悬浇现浇混凝土箱梁。该桥悬浇0#块及1#块同时浇筑，总长20 m，梁高15 m，设计采用1 484.4 m3C55 砼，重达3 933.8 t，全桥共计4 个。

若按常规方法采用堆载预压，预压重量要达到4 327.18 t，材料准备难，运输量起吊量太大，难以满足；采用预应力束等效反力预压方法，需采用人工进行逐根连接，而悬浇0#块距承台高度达43 m 且位于近海区，日常风力较大，无法保证施工安全；采用型钢托架预压，用钢量约251.7 t，项目所布设的塔吊无法满足现场运吊能力，需采用大型运吊机械配合，且将超过本项目栈桥75 t 的荷载要求。为解决此问题，项目决定采用自主研发的贝雷桁架等效反力预压技术。

2 方案原理

0#底模上的预压装置：智能张拉控制系统驱动的多组千斤顶，形成预压装置；第1 道反力系统：千斤顶上方的纵向贝雷梁反力桁架；第2 道传力系统：反力桁架上部安装双拼I40a 工字钢承压梁；第3 道平衡系统：在承压梁间穿入并接长φ32 精轧螺纹钢，螺纹钢下端在双肢薄壁墩墩顶牢固预埋，为第2 道传力系统提供平衡。系统整体构成如图1、图2、图3 所示。

图1 贝雷桁架反力预压装置侧视图

图2 贝雷桁架反力预压装置正视图

图3 预压装置千斤顶作用处

试验时，通过智能张拉控制系统给各千斤顶分级加载，实时模拟混凝土浇筑的荷载状态。

3 技术特点

3.1 可靠性高

在承压梁顶部安装钢垫片+双螺母将贝雷梁、千斤顶及0#块钢管支架紧固。采用L75*L75 角钢加固贝雷片竖杆；在千斤顶对应的每道贝雷片菱形中部安装I32a 工字钢，增大局部贝雷片承载力的同时增加了贝雷片刚度，增强预压时的稳定性。

3.2 安拆便捷、操作简单、工期短

贝雷片轻质高强，可拼装到位后整体安拆。采用预应力智能张拉控制系统，确保各千斤顶同步控制，实时模拟混凝土浇筑荷载，相比于传统的采用油泵+千斤顶形式，控制精度更高；全过程标准化、模块化，工期短。

3.3 信息化监测

设置关键杆件的应变监测系统，以4G 采集网关收集数据，实时监测系统的受力状态。

4 实施流程

总体实施流程如图4 所示。

图4 总体实施流程图

4.1 预压前的准备

4.1.1 支架施工及检查

两个人同时吆喝着出手，徐艺出的是布，左达出的是剪子。徐艺紧张地看着左达，左达笑着看着徐艺，说：“你太紧张了，可惜，我用五十万只赢了一个钱包。”

主桥下部结构施工完成后，搭设钢管支架，然后进行支架钢管探伤检测；检查平面位置、顶部标高、连接稳定性，全面检查合格后，进入下一步工序。

4.1.2 分配梁安装

在支架上间距20 cm 铺设方木，并在方木上铺设I40 双拼工字钢或钢板，用于调整千斤顶高度。

4.1.3 仪器的检验校准

将千斤顶、油表及测量仪器送往检测单位进行校订，保证预压数据准确。

4.1.4 位移监控点布置

在支架搭设完成后布设测量观测点，共设27 个变形观测点；基准点设置在河堤上。

4.1.5 贝雷反力梁材料准备

4.2 安装布置

4.2.1 千斤顶布置

千斤顶按照预压简图位置布置，安装位置尽量处于贝雷片接口处，在千斤顶上方放置双拼40 工字钢垫梁，保证千斤顶与贝雷桁架接触充分，增加传力的可靠性，如图3 所示。

4.2.2 贝雷片安装和加强

吊装并拼接好贝雷片，根据各榀贝雷片间距，采用80 cm 长L75*L75*7 mm 角钢，间隔20 cm 开设φ24 孔洞，并安装在贝雷片竖杆底部两侧，用高强螺栓紧固于各贝雷片竖杆底部，形成整体以保证贝雷片杆件稳定性，降低安全风险。

4.2.3 上承压梁安装

在贝雷片上方顺桥向安装双拼I40 工字钢上承压梁，将精轧螺纹钢与承压梁采用双螺母连接。

4.2.4 千斤顶液压连接

将油泵、千斤顶与智能张拉机具相连接。安排操作员及司号员同步控制预应力智能张拉机。图5 所示为预压系统全部安装后的效果。

图5 预压系统全部安装后的效果

4.3 安全监测

在桁架关键杆件上布设振弦式应变传感器点和4G采集节点，数据上传至飞尚科技云平台，以监测反压时桁架应力水平[5]。

4.4 预压加载试验

试验前观测压载前的各点标高，然后通过智能张拉控制系统同步加载，分级加载按总重的40%、80%、100%、110%系数考虑，每级荷载持续时间不少于2 h，进行观测并记录相关数据。加载完成后持荷，在30 min、6 h、12 h、18 h、24 h 各时点，观测位移数据，以最后两次沉降值观测平均值之差不大于2 mm 为止，并记录相关数据。卸载为一次卸载法。试验中全程同步观测关键杆件的应变监测数据；加载全过程要保持均衡、对称、同步。

4.5 数据分析

预压完成后将数据汇总，移交给监控单位计算，通过各级荷载下托架的变形值，消除非弹性变形，测出弹性变形，绘制底模沉降量观测曲线，弹性变形曲线，从而确定底模的立模标高。

5 效益分析

5.1 技术效益

以贝雷桁架为反力梁的预压方法，成功解决了在近海区域超高墩悬浇0#块的预压技术难题，气象条件要求低，材料少，适用性强。

5.2 经济效益

本项技术运输及起吊量小，人工投入少，周期短，成本低，单个0-1#块预压工作预计可以比常规方式节约成本89.71 万元。

5.3 社会效益

本技术标准化、模板化程度高，施工灵活，工期可控，安全性好，没有任何工业废弃物。

6 结论

贝雷桁架等效反力预压技术，提供了超高悬浇0#块支架预压施工的一项新技术方案，工作量小，周期短、安全性高、适应性广，成本低，取得了良好的经济效益和社会效益，推广应用前景广阔。