賀志軍

（中鐵十八局集團(tuán)第三工程有限公司 河北保定 071000 ）

對(duì)龍河大橋0、1號(hào)塊托架預(yù)壓計(jì)算方法

賀志軍

（中鐵十八局集團(tuán)第三工程有限公司 河北保定 071000 ）

在橋梁施工中，連續(xù)剛構(gòu)施工作為一種山區(qū)首選橋型在實(shí)際應(yīng)用中非常廣泛。其中，合龍段預(yù)壓施工工藝又是連續(xù)剛構(gòu)施工過程中很重要的一項(xiàng)技術(shù)。結(jié)合對(duì)龍河大橋0、1號(hào)塊托架預(yù)壓工程實(shí)例詳細(xì)介紹預(yù)壓計(jì)算方法及實(shí)施方案。為同類工程施工提供借鑒。

連續(xù)剛構(gòu) 預(yù)壓 計(jì)算方法 實(shí)施方案

1 工程概況

對(duì)龍河大橋位于狹長的峽谷間，兩岸是懸崖峭壁，平均高差100m，灌木叢生，孤石遍野。如何修筑施工便道成了一大難題。對(duì)龍河大橋全長649.2 m，中心樁號(hào)為K24+420。對(duì)龍河大橋跨徑組成為6×40+(73+135+73)+3×40 m。主橋采用73+135+73=281 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，主跨跨越對(duì)龍河河谷，主墩基礎(chǔ)位于平坦河谷，最大墩高103 m；引橋上部結(jié)構(gòu)采用40 m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，最大墩高55 m。主橋采用上下行分離的單箱雙室直腹板箱形斷面。箱梁采用掛籃懸臂澆筑法施工方案，單側(cè)懸臂18個(gè)梁段。0、1號(hào)塊頂板寬20.25 m，底板寬13.0 m，梁高8.2～7.837 m。根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求0、 1號(hào)塊需同時(shí)澆筑，采用托架現(xiàn)澆法施工工藝。

2 具體計(jì)算方法及實(shí)施方案

2.1 0、1號(hào)塊托架預(yù)壓

為確保托架施工安全，需對(duì)托架進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)以檢驗(yàn)托架的承載能力和撓度值，消除托架構(gòu)件間的間隙及其非彈性變形，檢驗(yàn)托架承重系統(tǒng)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，通過托架在0、1號(hào)塊施工時(shí)的加載過程來分析、驗(yàn)證托架彈性變形，并為施工立模標(biāo)高提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。采用承臺(tái)預(yù)埋件在托架上通過千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線的方式預(yù)壓。

檢查托架各構(gòu)件聯(lián)接是否緊固，機(jī)構(gòu)裝配是否準(zhǔn)確，金屬結(jié)構(gòu)有無變形，各焊縫檢測是否滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

托架施工時(shí)在承臺(tái)上預(yù)埋9個(gè)預(yù)壓點(diǎn)共18根40b工字鋼，托架在主墩頂部安裝完成后，利用主墩承臺(tái)的預(yù)埋工字鋼通過千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線方式進(jìn)行預(yù)壓。

2.2 荷載計(jì)算

0、1號(hào)塊順橋向墩身外懸臂2.5m混凝土重量由托架來承擔(dān)，見圖1，其混凝土方量計(jì)算如下：

圖1 0、1號(hào)塊順橋向墩身外懸臂2.5 m混凝土布置（單位：cm）

對(duì)托架在0、1號(hào)塊現(xiàn)澆施工過程中的受力情況分析，在預(yù)壓過程中，把預(yù)壓點(diǎn)設(shè)置在1號(hào)塊底板前端腹板位置和主墩雙肢之間0號(hào)塊底板中間位置處，利用12個(gè)預(yù)壓點(diǎn)進(jìn)行預(yù)壓。1號(hào)塊每側(cè)利用3個(gè)預(yù)壓點(diǎn)對(duì)托架進(jìn)行預(yù)壓，每個(gè)預(yù)壓點(diǎn)為5根φ15.24鋼絞線，為保證托架的安全，在預(yù)壓時(shí)按照1.2倍1號(hào)塊的荷載加載，則3個(gè)吊點(diǎn)15根鋼絞線的張拉噸位為：

根據(jù)彎矩平衡公式 2.75×F2=2.5/2×1.2×F1→F2=2.5/2×1.2×F1/2.75→F2=138.7 t。

則有1號(hào)塊底板前端腹板位置處的15根鋼絞線每根張拉力為f= 138.7/15=9.3 t。在1號(hào)塊兩側(cè)的托架采用同步對(duì)稱加載方法加載。其中鋼絞線驗(yàn)算：本試驗(yàn)采用φ15.24高強(qiáng)低松弛鋼絞線，單根鋼絞線直徑15.2 mm，鋼絞線面積Ay=140 mm2，標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度fpk=1 860 MPa，彈性模量Ep=195 000 MPa。鋼絞線在張拉過程中每根持荷9.3 t，則有F=σ.Ay。93 000 N=σ×140×10-6。σ=664.29MPa=0.357fpk。鋼絞線安全，不會(huì)出現(xiàn)拉斷現(xiàn)象。

0號(hào)塊墩身雙肢之間4 m混凝土方量見圖2，計(jì)算如下：

圖2 0號(hào)塊墩身雙肢之間4 m混凝土方量布置

檢查孔體積V4：V4=3.14×（0.9/2）2×0.4=0.254 m3

橫橋向豎直方向倒角體積V5：V5=1/2×0.5×0.5×4=2.7 m3

三是碳金融發(fā)展停滯。我國各區(qū)域碳市場存在的碳金融產(chǎn)品主要為質(zhì)押、賣出回購、掉期、托管、基金等。各區(qū)域碳市場在2017履約年度均未推出新的碳金融產(chǎn)品，已有的碳金融產(chǎn)品的實(shí)際成交量也較之前年度大幅減少。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在2017履約年僅配額賣出回購有一定市場接受度與實(shí)際交易。

一側(cè)翼緣板體積V6： V6=1/2×（0.8+0.2）×3.625×4=7.25 m3

總體積V：V=(V0-V1-V2-V3-V4+V5+V6) ×2=193.504 m3。

經(jīng)計(jì)算，主墩雙肢中間4 m 0號(hào)塊的重量為193.504×26=5032 kN，主墩雙肢之間0號(hào)塊底板中間位置用兩排共6個(gè)預(yù)壓點(diǎn)對(duì)托架進(jìn)行預(yù)壓，每排預(yù)壓點(diǎn)為3個(gè)，每個(gè)預(yù)壓點(diǎn)為5根φ15.24鋼絞線，為保證托架的安全，在預(yù)壓時(shí)按照1.2倍主墩雙肢中間0號(hào)塊的荷載加載，則每排3個(gè)吊點(diǎn)15根鋼絞線的張拉噸位為：

根據(jù)彎矩平衡公式2×F2=2/2×1.2×F1→F2=2/2×1.2×F1/2→F2=150.9 t。

則有主墩雙肢中間0號(hào)塊每排15根鋼絞線每根張拉力為f= 150.9/15=10.1 t。鋼絞線驗(yàn)算：本試驗(yàn)采用φ15.24高強(qiáng)低松弛鋼絞線，單根鋼絞線直徑15.2 mm，鋼絞線面積Ay=140 mm2，標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度fpk=1 860 MPa，彈性模量Ep=195 000 MPa。鋼絞線在張拉過程中每根持荷10.1t，則有F=σ. Ay。

101 000 N=σ×140×10-6。σ=721.43 MPa=0.388 fpk。

鋼絞線安全，不會(huì)出現(xiàn)拉斷現(xiàn)象。

3 預(yù)壓步驟

托架安裝完畢后，對(duì)托架按24%，48%，72%，96%，120%分五級(jí)加載進(jìn)行預(yù)壓。按表1進(jìn)行逐級(jí)對(duì)稱加載，逐級(jí)測量觀測點(diǎn)的標(biāo)高，觀察托架的變形和錨固情況。

表1 托架預(yù)壓加載等級(jí)表 kN

（1）第一級(jí)加載到24%

采用前卡式26 t千斤頂及配套油泵各四臺(tái)分九步同時(shí)進(jìn)行對(duì)稱張拉完成加載，第1步對(duì)稱張拉3和c、3，和c，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第2步對(duì)稱張拉13和m、13，和m，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第3步對(duì)稱張拉8和h、8，和h，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第4步對(duì)稱張拉3和c、3，和c，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第5步對(duì)稱張拉13和m、13，和m，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第6步對(duì)稱張拉8和h、8，和h，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第7步對(duì)稱張拉3和c、3，和c，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，3和3，點(diǎn)張拉至93 kN，c和c，點(diǎn)張拉至101 kN；第8步對(duì)稱張拉13和m、13，和m，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，13和13，點(diǎn)張拉至93 kN，m和m，點(diǎn)張拉至101 kN；第9步對(duì)稱張拉8和h、8，和h，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，8和8，點(diǎn)張拉至93 kN，h和h，點(diǎn)張拉至101 kN。

（2）第二級(jí)加載到48%

采用前卡式26 t千斤頂及配套油泵各四臺(tái)分九步同時(shí)進(jìn)行對(duì)稱張拉完成加載，第1步對(duì)稱張拉2和b、2，和b，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第2步對(duì)稱張拉14和n、14，和n，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第3步對(duì)稱張拉9和i、9，和i，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第4步對(duì)稱張拉2和b、2，和b，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第5步對(duì)稱張拉14和n、14，和n，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第6步對(duì)稱張拉9和i、9，和i，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第7步對(duì)稱張拉2和b、2，和b，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，2和2，點(diǎn)張拉至93 kN ，b和b，點(diǎn)張拉至101 kN；第8步對(duì)稱張拉14和n、14，和n，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，14和14，點(diǎn)張拉至93 kN，n和n，點(diǎn)張拉至101 kN；第9步對(duì)稱張拉9和i、9，和i，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，9和9，點(diǎn)張拉至93 kN，i和i，點(diǎn)張拉至101 kN。

（3）第三級(jí)加載到72%

采用前卡式26T千斤頂及配套油泵各四臺(tái)分九步同時(shí)進(jìn)行對(duì)稱張拉完成加載，第1步對(duì)稱張拉4和d、4，和d，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第2步對(duì)稱張拉12和l、12，和l，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第3步對(duì)稱張拉7和g、7，和g，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第4步對(duì)稱張拉4和d、4，和d，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第5步對(duì)稱張拉12和l、12，和l，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第6步對(duì)稱張拉7和g、7，和g，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第7步對(duì)稱張拉4和d、4，和d，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，4和4，點(diǎn)張拉至93 kN，d和d，點(diǎn)張拉至101 kN；第8步對(duì)稱張拉12和l、12，和l，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，12和12，點(diǎn)張拉至93 kN ，l和l，點(diǎn)張拉至101 kN；第9步對(duì)稱張拉7和g、7，和g，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，7和7，點(diǎn)張拉至93 kN，g和g，點(diǎn)張拉至101 kN。

（4）第四級(jí)加載到96%

采用前卡式26T千斤頂及配套油泵各四臺(tái)分九步同時(shí)進(jìn)行對(duì)稱張拉完成加載，第1步對(duì)稱張拉1和a、1，和a，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第2步對(duì)稱張拉15和o、15，和o，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第3步對(duì)稱張拉6和f、6，和f，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第4步對(duì)稱張拉1和a、1，和a，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第5步對(duì)稱張拉15和o、15，和o，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第6步對(duì)稱張拉6和f、6，和f，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第7步對(duì)稱張拉1和a、1，和a，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，1和1，點(diǎn)張拉至93 kN，a和a，點(diǎn)張拉至101 kN；第8步對(duì)稱張拉15和o、15，和o，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，15和15，點(diǎn)張拉至93 kN，o和o，點(diǎn)張拉至101 kN；第9步對(duì)稱張拉6和f、6，和f，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，6和6，點(diǎn)張拉至93 kN，f和f，點(diǎn)張拉至101 kN。

（5）第五級(jí)加載到120%

采用前卡式26 t千斤頂及配套油泵各四臺(tái)分九步同時(shí)進(jìn)行對(duì)稱張拉完成加載，第1步對(duì)稱張拉5和e、5，和e，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第2步對(duì)稱張拉11和k、11，和k，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第3步對(duì)稱張拉10和j、10，和j，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至35 kN；第4步對(duì)稱張拉5和e、5，和e，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第5步對(duì)稱張拉11和k、11，和k，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第6步對(duì)稱張拉10和j、10，和j，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉至70 kN；第7步對(duì)稱張拉5和e、5，和e，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，5和5，點(diǎn)張拉至93 kN，e和e，點(diǎn)張拉至101 kN；第8步對(duì)稱張拉11和k、11，和k，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，11和11，點(diǎn)張拉至93 kN ，k和k，點(diǎn)張拉至101 kN；第9步對(duì)稱張拉10和j、10，和j，點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，10和10，點(diǎn)張拉至93 kN，j和j，點(diǎn)張拉至101 kN。

每級(jí)加載完成并穩(wěn)壓半個(gè)小時(shí)后檢查托架各桿件有無裂縫，檢查托架的變形及錨固情況，用水準(zhǔn)儀測出觀測點(diǎn)的標(biāo)高，檢查無異常情況后繼續(xù)加載。

托架在加載過程采用前卡式26T千斤頂及配套油泵各四臺(tái)同時(shí)對(duì)兩側(cè)托架對(duì)稱張拉加載，最終荷載為滿載重量1.2倍荷載。進(jìn)行觀測點(diǎn)編號(hào)和加載前測量。在每次加載完成后，用水準(zhǔn)儀測出觀測點(diǎn)的標(biāo)高并做好記錄。卸載方案類似加載方案，只是加載程序的逆過程，加載完畢24小時(shí)后開始逐級(jí)卸載，每一級(jí)卸載完畢后觀測各點(diǎn)標(biāo)高并做好記錄。

4 結(jié)語

在實(shí)際工作中，由于每個(gè)項(xiàng)目的自身特點(diǎn)不同，在施工過程及控制的途徑上、側(cè)重點(diǎn)也是不同的。因此，必須根據(jù)各自項(xiàng)目的工程施工特點(diǎn)和具體條件，結(jié)合各地、各時(shí)期的實(shí)際情況，采取適當(dāng)?shù)拇胧拍苋〉昧己玫男Ч?。作為工程技術(shù)人員要認(rèn)真分析、嚴(yán)格對(duì)待施工過程中技術(shù)問題，在工程實(shí)踐中還要勇于實(shí)踐，大膽嘗試，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的問題、方法要敢于承認(rèn)、改正，正確的思路、科學(xué)的方法、恰當(dāng)?shù)拇胧┮l(fā)揚(yáng)繼續(xù)使用，總結(jié)出一套切實(shí)可行的辦法，最大限度地保證工程質(zhì)量，也為以后的項(xiàng)目工程提供可貴的借鑒。

[1] 《公路交通安全設(shè)施施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F71-2006）

[2]《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2014）。

[3]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 041-2000）

[4]《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004）

[5]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1—2004）

Computational Method of No. 0 and No. 1Block Bracket Preloading of Longhe Bridge

HE Zhi-jun

(No. 3 Engineering Co., Ltd of China Railway 18th Bureau Group Co., Ltd)

In bridge construction, the construction with continuous rigid frame structure is a preferred type of bridge in mountainous areas, which is widely used in practical applications. Among them, the preloading technique of the closure section is important during the construction. This paper introduces the computational method of preloading and the implementation scheme with the example of the No. 0 and No. 1 block bracket preloading of Longhe Bridge, which provides reference for similar engineering constructions.

continuous rigid frame structure preloading computational method implementation scheme

A

1673-1816(2017)02-0031-06

2016-06-29

賀志軍（1980-），男，工程師，研究方向橋梁工程。