连续梁0号段托架预压方案的技术经济比选

摘 要：结合跨疏港高速公路特大桥跨规划长安路（32+48+32）m连续梁主墩0号块托架预压实例，介绍了连续梁0号段预压系统的经济、技术比选方法等，以期为此类0号段预压系统的设计、施工提供参考。

关键词：连续梁;0号段;预压系统设计;经济比选;施工方案

挂篮悬浇连续梁的0号段是连续梁的重点施工环节，0号块托架的预压是连续梁安全施工的前提条件，连续梁0号块涉及尺度较大，施工作业高度较高，施工人员施工安全风险较大，在保证施工安全的情况下，如何节约托架的预压施工成本也是施工的重要考虑因素。本文以跨疏港高速公路特大桥跨规划长安路（32+48+32）m连续梁主墩0号块托架预压施工作为例子，详细说明了0号块托架的预压方案、施工成本比较，在保证施工质量安全的前提下，做到成本投入最合理、成本最优，降低工程造价。

1 工程简介

本托架为新建江苏南沿江城际铁路站前7标跨疏港高速公路特大桥跨规划长安路（32+48+32）m连续梁主墩0号块托架体系，0号块总长为8m。该桥主墩419#、420#墩。托架三角桁架斜支撑柱采用直径φ300mm、壁厚10mm的普通螺旋钢管，每边四个，托架上放置两排砂筒用于卸落，顶部放置双拼I45a承重梁，承重梁上为I45a分配梁，顶上铺间距为20cm的10cm×10cm方木，模板为2cm竹胶板。如图所示：

托架搭设布置图

2 0号块托架预压方案比选

2.1 施工成本对比的意义

建筑行业存在产值高利润低的情况，市场中还存在大量的同质化企业竞争对手，如何保障企业在严峻的市场环境中竞争，在保安全、保质量、保进度的前提下，通过成本投入少和施工方案的比选，项目选择成本投入最合理的施工方案，达到通过精细化的管理实现利润，确保在竞争激烈的市场中保持成本及生存优势。

2.2 施工方案经济对比选择的原则

根据项目的施工现场的情况，在保障施工的安全、施工的質量、施工的工期、确保施工的成本最优、施工实施简便的前提下，项目通过对各种0号块的托架预压的方案进行对比，确定两种托架的预压施工方案。施工方案一千斤顶反压托架方案。施工方案二混凝土预制块堆载对托架预压方案。项目对这两种施工方案进行了系统的比对，选择最适合本项目0号块托架的预压施工方案。

3 施工方案情况

3.1 预压目的

施工中为确保0号块正常施工，应对0号块托架进行预压，预压的目的如下：

（1）检验0号块托架系统各构件，尤其是主受力结构的制作安装质量，重点是检查焊缝的质量情况。

（2）通过对0号块托架预压试验，验证0号块托架实际受力产生的变形是否与设计理论计算值吻合。

（3）消除非弹性变形，通过适量超载预压（110%等效荷载）达到消除非弹性变形的目的。

（4）正确设置预拱度，通过分级压载试验。预压实施完毕后分析得出0号块托架的弹性变形数据、非弹性变形数据，为正确设置预拱度提供可靠的数据;

（5）通过试压可取得各种数据，为以后其他0号块托架体系设计提供依据。

3.2 预压荷载计算

0#块节段长度8m，砼方量99.4m3。其两边悬臂段（托架支撑范围）砼方量约为33.7m3（单侧）根据《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》规定支架体系以不小于最大施工荷载的1.1倍超载系数逐阶段加载预压。

实际施工过程中对跨疏港高速公路特大桥跨规划长安路（32+48+32）m连续梁主墩0#块支架体系以最大施工荷载的1.1倍进行预压;砼重量为33.7*2.6t/m3=87.62（T），模板重量25T，施工人员、材料及施工机具荷载：4.75*67*1*2/10=6.365（T），振捣混凝土时产生的荷载考虑1T，浇筑混凝土时产生的冲击荷载考虑1T，则最大预压荷载为（87.62+12.5+6.365+1+1）*1.1=119.33（T）=1169.9KN。

3.3 预压施工工艺流程

托架调整就位、底模安装完毕→观测点布置→初始各测点位置高程测量→分级加载→同时分级测量各部位标高→加载至110%荷载→连续测量各部位标高→分级卸载、同步测量各部位标高→计算分析托架各测点位置弹性变形、非弹性变形值。

3.4 方案一千斤顶反压托架方案

连续梁0#块托架预压方案采用穿心千斤顶反压托架施工。承台预埋6根Φ32的精轧螺纹钢，作为锚固端，精轧螺纹钢深入承台1m，下端设置2cm厚30cm×30cm钢板，用螺栓固定，防止千斤顶张拉时，精轧螺纹钢被拽出承台。在托架分配梁上安装双拼I45b工字钢作为千斤顶基础，并在双拼I45b工字钢上放置2cm厚30cm×30cm钢板作为调整千斤顶的位置水平。

用套筒接长6根精轧螺纹钢，千斤顶内里穿过精轧螺纹钢，千斤顶上部布置垫片及螺栓，张拉时用千斤顶油表控制张拉力度。

3.5 方案一主要施工方法

0#块采用千斤顶反压托架体系达到预压效果，反压加载利用6个60T穿心千斤顶进行，千斤顶及顶下横梁位置如下图所示：

千斤顶在使用前与配套油表进行标定，按照所计算预压重量平均分解至单边6个千斤顶上，加载时做好托架预压沉降、位移观测记录，预压加载顺序尽量和梁体施工时的加载顺序一致，按3级进行，即60%、80%和110%的加载总重，加载到110%后持荷载24小时，若沉降趋于稳定可卸载。

第三次加载到110%。按照对称放置原则反向张拉到110%，反向张拉完成稳压1个小时后检查各杆件的情况有无裂缝，应间隔6h监测记录各监测点的位移量;当连续两次监测位移平均值之差不大于2mm时，判定设计托架整体结构稳定性合格，方可卸除预压荷载。在托架反向张拉完成6h后，应监测记录各监测点的位移量。

在持荷阶段每间隔半小时需通过油泵进行补油，防止持荷阶段反力减小。

千斤顶反压加载过程中各加载千斤顶加载速度需恒定，安排专人现场指挥调控，在加压前各油表到各级荷载读数据需有现场技术人员通过回归方程计算数据并计算成表格上报至现场监理处备查，现场每个油表上需张贴相关读数表格，并且在预压施工前交底至现场作业人员。

最后一级预压达到规范要求后进行卸压，卸压过程要求缓慢均衡，卸压前需向专监报检，不得私自卸压。

测量人员在数据整理完成后需尽快提交至现场技术人员，现场技术人员24h内需完成预压成果报告的相关编制工作，并按照流程完成相关报审程序并进行存档。

3.6 注意事项

（1）按要求对每个千斤顶及配套油表进行技术标定，计算出所需加载的压力对应油表读数，并做好相关记录及表格。

（2）检查托架焊缝是否开裂，槽钢与钢板之间的焊缝，牛腿钢板与预埋钢板之间的焊缝，抗剪块的焊缝。

（3）预压施工前对现场作业人员进行技术安全交底。

（4）反向张拉前检查所有高空作业人员的安全带是否系牢。

3.7 方案二混凝土预制块堆载对托架预压方案

连续梁0#块预压施工混凝土预制块对托架进行堆载预压法。预压材料采用1.0×1.0×0.8m C20砼标准预制块，预制块预埋2根φ20钢筋吊环，作为吊装使用，每块预制块重量约为2吨。用吊车起吊预压块，堆载时应前后、左右对称放置，先由支架横向中央向两侧对称放置，进行托架堆载预压。

3.8 方案二主要施工方法

0#块采用预制块堆载形式对支架进行预压，堆载时应前后、左右对称放置，先由支架横向中央向两侧对称放置，再从支架纵向中央位置向两侧放置，堆载时做好支架预压沉降、位移观测记录，预压加载顺序尽量和梁体施工时的加载，即顺序一致，按3级进行60%、100%、110%的比例加載总重，加载到110%后持荷载24小时，若沉降趋于稳定可卸载。

卸载应分级进行，即110%→100%→60%→0，每级卸载后分别测设支架的恢复量并做好记录。

（1）进行初始堆载前先设置观测点，测量空载时观测点的高程、位置。

（2）初始堆载荷载到60%。将装好的预制块运送至墩底，采用汽车吊将预制块放至0号块底模上，严格按堆载要求对称放置，避免出现偏压。堆载完成1小时后检查支架的变形及锚固情况，并做好相应记录。

（3）第二次堆载到100%。继续按照分级、对称放置原则堆载，堆载完成1小时后检查支架的变形及锚固情况，每隔1h观测沉降值并记录数据，当相邻两次观测平均值之差不大于2mm时，方可进行下一级别荷载预压。

（4）第三次加载到110%。堆载完成稳压1个小时后检查各杆件的情况有无裂缝，应间隔6h监测记录各监测点的位移量;当连续12h监测位移平均值之差不大于2mm时，判定设计支架整体结构稳定性合格，方可卸除预压荷载。在支架预压块卸载完成6h后，应监测记录各监测点的位移量。

加载顺序应对称进行，每级荷载加载完成并测量判定合格后方可加载下一阶段荷载。

卸载方式类似加载方式，只是加载过程的逆过程，加载完毕判定合格后24小时后开始卸载，逆向观测各点数据。（预制块如图）

3.9 成果判定及评价

①在首次加载前先观测一次，作为观测点初始值，每级加载完成1h后进行支架的变形观测，并做好相应记录。

②荷载加载至总荷载的110%后，持续荷载24h，每间隔6h沉降观测一次;当连续两次12h监测平均值之差不大于2mm时，判定设计支架整体结构稳定性合格，方可卸除预压荷载。在支架预压块卸载完成6h后，应监测记录各监测点的位移量。

4 施工方案比较

4.1 方案一的优缺点

优点：自重轻，可周转，可以利用挂篮千斤顶，成本投入少，操作简便用时少，使用环境对现场的场地要求较低。

缺点：对于预埋构件的预埋精度要求高，千斤顶的安装、螺纹钢的垂直度要求高。

4.2 方案二的优缺点

优点：取材方便，材料可周转。

缺点：对现场场地要求高，施工用时长，成本投入较高，施工期间相互干扰大，预制块运输较为不便。

5 经济比较

5.1 方案一成本费用

通过上述技术方案及经济分析对比，方案一安装施工较方案二安装施工更为便利，施工用工少，材料投入低，能同时利用后续连续梁施工中的千斤顶及油泵，通过对比方案一施工成本费用较方案二施工成本节约32964元。在实际操作施工中需要保证各部构件安装精准到位，保证各部构件焊接满足要求，安装按照设计要求进行。综合考虑跨疏港高速公路特大桥跨规划长安路（32+48+32）m连续梁0号段托架预压采用方案一。

结语

在跨疏港高速公路特大桥跨规划长安路（32+48+32）m连续梁0号段施工过程中，托架预压系统牢固可靠，安全顺利完成0号段的预压施工任务，并取得了较佳的经济效益，可为类似的连续梁0号段预压施工提供借鉴。

参考文献：

[1]陈勇.高墩0#块托架反力架法预压的设计与应用[J].中国新技术新产品，2016（6）.

[2]赵立峰.箱梁0号块托架反向张拉预压施工技术[J].山西建筑，2014（11）.

作者简介：李湛（1984— ），男，汉族，重庆合川人，本科，工程师，项目副经理，研究方向：施工技术、经济管理。