悬灌梁挂篮千斤顶预压工法探索与应用

周发贵

摘 要：悬灌梁挂篮法施工技术在国内的工程行业中已经是趋于成熟，尤其是在桥梁施工中应用十分广泛。而悬灌梁挂篮预压是挂篮施工的一道关键工序，要求新挂篮在初次使用前必须进行预压。目前在国内挂篮预压主要有以下几种：混凝土预制块预压、砂袋预压、水箱加水预压、围水预压、千斤顶反向预压等。随着铁路客专和高速铁路的兴起，挂篮千斤顶预压法已经广泛运用于铁路连续梁挂篮预压施工。挂篮千斤顶预压分多种，一般采用在承台顶预埋钢构件，通过承台预埋件与挂篮的精轧螺纹钢的连接，利用千斤顶进行反向预压或直接通过预埋反力架对挂篮进行预压，但压载时存在压力不均匀等情况，导致压载检测数据不准确，无法指导施工。我们经过试验研究改进，在原有的反力架基础上增加横向分配梁，再增加千斤顶数量，根据不同的部位需要，在翼缘板等位置采用砂袋预压，作为千斤顶预压的辅助措施，使其压载数据与实际更为贴近、更为准确，能够更好的指导施工，从而保证连续梁施工的线型要求和预应力混凝土施工质量要求。

关键词：千斤顶 预压 钢板 反力架 倒梯形 分配梁 砂袋

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（c）-0067-02

悬灌梁悬灌施工挂篮千斤顶预压工法的探索改进和应用较其他预压方法更经济、合理，也更节约工期，而且箱梁节段重量越重，越能体现该方法的优越性。具有较高实用价值和推广应用价值，在铁路及市政桥梁施工中具有较重要的长远意义。

国内关于桥梁悬臂挂篮施工挂篮千斤顶预压工法的文献报道，但我们探索应用的悬灌梁挂篮千斤顶预压技术，铁路连续梁悬臂段施工时在腹板位置间隔1.5m预埋4块钢板，施工时设置反力架，反力架采用32a工字钢焊接，倒梯形设置；千斤顶预压时，在反力架下设置分配梁，分配梁底增设4套千斤顶（共8套千斤顶）并在翼缘板位置采用砂袋加载，千斤顶加载与砂袋同时进行预压的方法，在国内文献中未见相同报道。（摘自中华人民共和国科学技术部2014年11月14日《科技查新报告》报告编号201413b1503644a）

1 项目背景

石济铁路客运专线是省际客运大通道国家规划“四纵四横”快速铁路网的重要组成部分，是国家重点建设项目。它的建成，还将使石家庄成为客运专线的“十字路口”。这条沟通京广客运专线和京沪高速铁路的客运大通道，将大大增强石家庄的铁路枢纽地位，石家庄到北京、太原、鄭州、济南等大城市的时间，都将控制在一小时左右，“一小时时空”离石家庄越来越近。

2 工况简介

新建石家庄至济南铁路客运专线工程SJZ-2标段线路位于河北省境内，起点位于晋州市，向东南方向延伸，至辛集市，设置辛集南站，起始里程为：DK51+213.36～DK79+555.99，正线长度共28342.63m其中路基长度2004.49m，桥梁26338.14m。标段内共有4处连续梁，跨度均为32+48+32m，全部采用悬灌梁挂蓝施工方案，悬灌梁节段最大质量127.11t。

3 悬灌梁挂篮千斤顶预压工法实践探索

3.1 挂篮预压的目的

为检验挂篮实际承载能力，确定施工最不利条件下挂篮的安全可靠性，使用前必须进行试压，并通过试压检查结构的安全性，并消除挂篮自身非弹性变形，测得挂篮弹性变形值，根据测得数据绘制荷载—变形关系曲线，为线形控制提供重要数据，并根据测得的数据，推算各阶段挂篮浇筑施工时的竖向位移。挂篮主桁架属空间结构，受力较为复杂，特别是主桁节点板，上横梁及主桁锚固点处的受力复杂，变形及内力难以准确分析，为此试压试验主要测试主桁架的受力变形情况，同时通过挂篮主桁架的受力变形情况，对该挂篮的安全性进行综合评定。

3.2 预压工作原理

挂篮千斤顶反力架预压主要工艺原理是利用控制液压油顶压力，下压底模，上拉吊杆，模拟挂篮实际受力状态，测出挂篮各部位的变形参数，从而验证挂篮的可靠性和消除其非弹性变形，以便准确修正各部立磨标高。为了使试压加载过程和实际施工工程受力状态相符合，采用千斤顶在1#段梁底板跨中对挂篮进行加载预压。即在0#段腹板端面设置反力架，利用其反向作用力通过千斤顶、枕木或方木分配梁、木板垫传到挂篮底板施加所需的预压荷载（详见布置图1、2），模拟悬灌最重节段混凝土荷载（92.6t）分级进行加载。

3.3 挂篮千斤顶预压工法的探索与应用

挂篮模板预压主要发生在首次挂篮拼装完成，即0#块浇筑完成满足强度要求以后进行挂篮的第一次拼装。经过实践探索优化改进后的挂篮千斤顶预压工法除具有之前挂篮千斤顶预压方法方便、省时、材料资源消耗较少的优点外，具备了以下优势：

⑴采用0#块腹板位置预埋钢板作为持力点，取消承台内预埋精轧螺纹钢，可保证承台基坑及时回填并保证0#块支架基础的施工。

⑵通过液压千斤顶下设枕木传力分配梁及木板垫，使挂篮底板受力更加均匀，挂篮预压荷载也更接近于实际施工情况。

⑶反力架及预埋构件加工更为简单，操作更为容易。

3.4 挂篮千斤顶预压施工步骤

⑴在0#段施工过程中预埋好反力架施工预埋件，埋设位置在0#段端面腹板上，每端4块预埋件。

⑵按图焊接反力架牛腿，确保焊接质量。

⑶安装千斤顶，千斤顶底部设置木梁（采用枕木或方木）分配受力，现场可根据实际情况在枕木下铺设木板或横向木条，以保证受力状况与施工情况相符，同时又能避免与底板的刚性接触。进行千斤顶调试，做好预压前准备工作。

⑷设置挂篮预压测量控制点，进行预压前测量工作。测量控制点单侧设置6个，分别设置在1#段底板前段箱梁腹板对应的位置、挂篮上前横梁吊带处。

⑸安装千斤顶，分5级（20%、60%、80%、100%、120%的预压力）加载进行挂篮预压。分级加载后，持荷20min后，进行控制点测量；满荷120%后持荷4h，进行控制点测量。预压时两个1#段同时预压，预压采用4套100t千斤顶预压。卸载时分级卸载，并对控制点进行测量。

⑹卸载后进行控制点测量。

⑺拆除挂篮预压支架。

⑻对挂篮预压数据进行整理分析，得出挂篮弹性变形及非弹性变形，调整挂篮底板标高，指导挂篮施工。

3.5 施工注意事项

⑴开始加载试验前，应对挂篮系统进行一次全面的安全质量检查，确保杆件连接的安全可靠。以后每做一级试验，均应对整个挂篮进行一次全面检查，才能进行下一级试验测试。整个加载过程中，必须有专人对挂篮进行观察，一有异常，应立即停止加载。

⑵加载过程中应认真做好各项试验数据的记录，如发现异常情况，立即中止加载，分析出原因后并采取相应措施后，方能继续进行。

4 经济效益

挂篮千斤顶预压施工方法简单，操作方便，方案容易实现，所花劳动力少，进度快，焊接反力架、千斤顶分级预压、拆除反力架等总共只需要1天左右；同时千斤顶可利用箱梁张拉千斤顶，基本不需要辅助材料，经济效益显著。

5 社会效益

对于悬灌梁挂篮施工，千斤顶预压方法因其施工周期短、劳动强度低、安全易操作、经济等特点，有着很好的发展前景，而且对我们施工单位桥梁施工工艺上培养和锻炼技术及管理人才有很大的意义。同时铁路客运专线悬灌梁挂篮施工挂篮预压如能形成一套标准化施工范本，将为同行业以后铁路桥梁工程连续梁施工质量、安全、功效奠定较好基础。

参考文献

[1] 李战胜.新建铁路石家庄至济南铁路客运专线，第六篇，施工图[M].天津：铁道第三勘察设计院集团有限公司，2013.

[2] 中铁三局集团有限公司.高速铁路桥涵工程施工技术指南，[M].北京：中国铁道出版社，2013.

[3] 中铁三局集团有限公司.高速铁路桥涵工程施工质量验收标准[M].北京：中国铁道出版社，2011.

[4] 中华人民共和国科学技术部.科技查新报告[K].报告编号：201413b1503644a.查新机构.河北省科学技术情报研究所.负责人，靳宏博，报告日期，2014-11-14.