现浇梁钢管贝雷片平台张拉预压工法-最终

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1、现浇梁钢管贝雷片平台张拉预压法中交一航局总承包工程分公司1.前言福清汽车专用线（福人大道-虎溪）道路工程，桥梁共计 30联现浇梁，其中处于虎溪 河中的现浇砼箱梁共有6联。福俱大道跨线桥主线桥跨度为30m, 一联为4X30m,跨度120m, 采用现浇梁钢管贝雷片平台。每跨需重量约为8701,自重大，对平台安全稳定性要求较高， 因此需进行预压进行必要的验证。一般现浇砼箱箱梁平台常规预压方式采用水袋、砂袋预 压施工,由于常规预压方式,人、材、机投入大和预压荷载大等因素在河道中施工难度较 大,根据实际情况采用现浇梁钢管贝雷片平台锚杆钢绞线组合张拉预压法,编制了本工法。本工法于 2015 年在福清汽车专

2、用线（福人大道-虎溪）道路工程桥梁施工中首次应用, 在工程建设中得到进一步推广和完善。2工法特点2.1采用本工法,施工时间只需2天,比常规堆载预压工期减少4天,施工速度快。2.2 采用本工法,机具设备简单,施工操作简单快捷,与常规堆载预压相比,克服了 施工堆载物吊装、持荷、卸载耗时长,费用高等问题。2.3 本工法与常规堆载预压相比,克服了堆载预压施工存在的堆载物塌坍等安全隐患，有效降低了安全风险。3. 适用范围本工法适用于场地狭小、地质复杂地段、跨度大、高空大吨位的满堂支架及钢管贝雷 梁平台预压。4. 工艺原理根据实际混凝土荷载分布划分预压区间并确定各区间混凝土荷载,通过确定预压点位 布置,采

3、用张拉钢铰线的对拉方法。钢铰线与下端在原地面布置的锚杆面上的工字钢和上 端的布置字平台面上的工字钢进行连接,模拟平台受力情况对支架施加反向拉力,使其所 受反向拉力等于预压荷载,同时保证各部位的受力情况与理论基本一致。以消除整个平台 的非弹性变形,得出弹性变形,确定预拱度。5. 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程5.2.1 预压荷载点位布置根据实体荷载布置，将箱梁结构（顶板及底板、腹板、翼缘板）的均布荷载转化为多 个集中荷载作用于平台上，平台采用HD200上下加强贝雷梁。按多个集中力对平台产生的 弯矩及剪力与实际荷载对平台相应位置产生的弯矩和剪力相同的原则进行布载。主线桥每 跨箱梁需预压

4、的主要结构自重8701,考虑将预压荷载转化为集中荷载布设于平台上，预 压点位纵桥向在跨度1/2、1/4、和1/8处设置，总计布设30个预压点位，预压点位布置 见图雨横桥向在腹板位置处适当加密，锚杆所施加荷载按锚杆区域所承受混凝土荷载的1.2 倍计算。福俱跨线桥第四联每跨锚杆钢绞线布置图如下。钢皆支擇2吕二字钢5.2.2 下端布置锚杆该区域虎溪河中施工，地质较复杂，施工作业面地质结构层分布：0-1.5 米为土层， 1.5-4m 碎块状强风化凝灰,根据现场实际情况，采用 R32N 自钻式锚杆施工，锚杆长度 4.5m 壁厚为6mm,抗拉力为280KN。是集钻进、注浆、锚固功能为一体的锚杆，能够保证在

5、复杂 地层（即破碎岩石底层和松散土层以及需要套护管护壁钻进的地层）的锚固效果，具有可 靠、高效、在地面上先根据预压点位置进行放线，预压点位置横桥向移25cm即为锚杆位置。使 用凿岩风机将锚杆打入虎溪河中岩层，入岩层不小于2m，外漏50cm。施工中必须保证注浆 到位，注浆压力不低于0.2MPa，持压时间为510min,中途不得停浆，水泥为42.5早强水 泥，注浆材料选用水灰比 0.45-0.5 纯水泥浆。注浆结束后，锚杆孔灌浆后，至少养护 7 天，养护期间严禁敲击、摇动锚杆或在杆体上悬挂重物， 7 天后进行锚杆抗拉拉拔力试验， 选取总数的5%，且不少于三根，检测抗拉拔力应不少于荷载要求的1.5倍

6、，方可进入下道 工序施工，否则应对锚杆进行加密处理，且满足荷载的张拉力要求。5.2.3 上下端安装张拉钢铰线（1）上端安装钢铰线在跨中、1/4跨、1/8跨位置处，横桥向通长布置两排25a工字钢，工字钢设置在贝 雷梁上，中间留2cm缝，长度比箱梁顶板宽1m。工字钢翼缘板上在预压点位处用10cm*10cm*2cm 钢板上下焊接固定，上钢板预留 4cm 孔洞，上钢板上放置锚具，锚具中心 孔洞、上钢板预留孔洞和缝隙中心在同一竖直面上，钢绞线通过锚具孔和上钢板预留孔向 下放置，下钢板位置和上钢板位置适当错开。两排25a工字钢25a工字钢OLD几雷梁一钢绞线锚具钢板1Ocm*10cm*2cm4cm孔洞-钢

7、绞线锚具10cju*10cxj*2ou上25a工字钢横断面图上25a工字钢纵断面图3注：1.图中尺寸均以cm为单位；2、图中贝雷梁仅为示意；3, 下钢板位置与上钢板位置错 开即可，可根据现场实际情 况谜行调整。贝雷梁、钢板10cm*10cm*2cm4cm孔洞一钢板启一10cm*10cm*2cm（2）下端安装钢铰线在虎溪河中预压点位竖向投影处通长放置两排 25a 工字钢，中间留 10cm 缝，两个工字 钢翼缘板之间用 20cm*20cm*2cm 钢板焊接连接，中间留孔洞，钢绞线向下穿过孔洞通过挤 压头固定。每一束钢绞线竖向对应一根锚杆（R32N型），锚杆通过翼缘板上的钢板预留孔洞进行 有效固定连

8、接。两排 25a 工字钢采用 20cm*20cm*2cm 钢板焊接连接，下钢板位置可适当错 动，如下图所示。注：1,图中尺寸均以CIU为单位：2. 钢绞线需保持竖直：3. 下钢板位置与上钢板位置错 开即可，可根据现场实际情 况进行调整。5.2.4钢铰线分级张拉、持荷、卸载（ 1）钢铰线分级张拉 钢绞线采用分级加载、对称加载，纵桥向采用对称同时张拉，横向从左到右依次张拉， 张拉顺序如下：1、小桩号 1/8 跨、大桩号 1/8 跨2、小桩号 1/4 跨、大桩号 1/4 跨3、1/2 跨张拉共分三级加载，即 20%张拉力、60%张拉力和100%张拉力。张拉完后即进行钢绞线的锚 固，钢绞线锚固预留长度

9、为20cm。千斤顶和油表在张拉前已经过配套校核，油表校准方程 为Y=0.2095X+0.62，张拉力与油表读数如下表所示。序号位置钢绞线编号20%张 拉力 (KN)20%油表 读数 (MPa)60%张拉 力 (KN)60%油表 读数 (MPa)100% 张 拉力 (KN)100%油表 读数 (MPa)1L/8L/43L/47L/81#、 2#、 3#、13#、 14#、 15#1444310721624#、5#、6#、7#、8#、9#、 10#、 11#、 12#2357015116253L/21#、 2#、 3#13#、 14#、 15#1955713952144#、5#、6#、7#、8#、

10、9#、 10#、 11#、 12#3179320155332)持荷张拉到设计值后持荷 24 小时，根据设置的高程观测点，专人在现场观测平台变形情况 每 6 小时测量一次变形量。(3) 卸载持荷 24 小时平台达到稳定不再出现形变后，从外向内对称分级卸载，卸载过程每级都 要进行变形观测。(4) 平台变形测量及数据分析钢绞线张拉前张拉中、张拉后需进行沉降观测，在跨度1/2、1/4、和1/8 处共五个断 面各布点观测，确定分级张拉力与理论支架变形是否一致，以确保预压的安全性，同时预 压数据进行分析，并最终确定出弹性变形量及非弹性变形量。6. 材料与设备6.1 本工法所需材料见下表 6-1：表 6-1

11、 材料表序号材料名称规格数量备注1自进式注浆锚杆R32 N型，长度4.5m，壁厚6mm135米每跨梁2钢绞线 15.2mm0.3吨可回收利用3水泥PO42.52吨每跨梁4工字钢I25b4.5吨可回收利用6.2本工法所需机具设备见下表 6-2表 6-2 机具设备设备名称规格型号数 量备注气腿式凿岩风钻钻机YT282自动压浆机WZYJ-4001电焊机台3智能张拉设备CPTS-ZNB27. 质量控制7.1 施工时应做严格执行以下标准、规范：7.1.1钢管满堂支架预压技术规程JGJ/T 194-20097.1.2预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程 JGJ85-20107.1.3公路桥涵施工技术规

12、范 JTJ/T F50-20117.1.4建筑变形测量规程 JGJ/T8-20077.1.5预应力混凝土用钢绞线 GB/T5224-20147.1.6城市桥梁工程施工与质量验收规范 CJJ2-20087.1.7锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086-20017.2 水泥、锚杆、钢绞线、张拉千斤顶、油泵、压力表锚具、凿岩风钻、自动压浆 机等原材料和机具设备的验收、试验与检验均按现行规范及有关要求进行。7.3 锚杆材料性能相关技术参数必须满足工艺质量标准要求，注浆压力为 0.2 MPa， 持压时间为510min,注浆水泥浆应充满杆体及其周围的空隙。7.4 锚杆注浆施工 7 天后进行锚杆抗拉拉拔

13、力试验，选取总数的 5%，且不少于三根， 检测抗拉拔力应不少于荷载要求的 1.5 倍,方可进入下道工序施工,否则应对锚杆进行加密 处理,满足荷载的张拉力要求。7.5 提前对预压荷载上下端各点位进行放线及编号,保证上下端点位一一对应。7.6 加载过程中要按每根钢绞线张拉的要求分级加载,同时分级进行观测。7.7 如实填写观测数据,绘制弹性和非弹性曲线。如出现意外数据,应分析原因,不 得弄虚作假。78加载完持荷后，在平台达到稳定，各测点沉降量平均值小于1mm，方可进行卸载。观测过程如局部位置变形过大，应立即停止加载并卸载，及时查找原因，采取补救措施。8. 安全措施8.1 平台预压之前必须对其在预压荷

14、载作用下的稳定性和承载能力进行验算和检查， 满足稳定性、承载能力和安全要求后才能进行预压。8.2 平台预压施工前，应进行详细的安全技术交底，落实所有安全技术措施和人身防 护用品。8.3 施工前制定严格的安全保证措施，明确管理人员、作业人员职责，严格按照钢铰 线张拉安全操作规程执行。8.4 预应力张拉上下端作业区域，无关人员不得进入，并安排专人进行警戒。9. 环保措施9.1 严格遵守环境保护相关法律法规的规定。9.2 在施工过程中，防止把注浆锚杆水泥浆和油泵液压油污染到虎溪河中。10节能措施10.1 施工现场用水节能措施10.1.1 施工现场选用节水型的施工设备和设施，采用节水器具，减少水浪费。

15、10.1.2 加大节水力度，提高节水效率。临时用水提倡一水多用，循环用水，降低水 耗。10.2 施工现场用电节能措施10.2.1 机械设备要做到“随用随开、人离机停”杜绝机械设备待机状态；10.2.2 加强机械操作人员的技术水平，提高操作成功率，降低设备空转耗电。10.3 施工现场油料节能措施10.3.1 优化施工方案，总体上统筹考虑施工设备的使用计划，降低使用台班数量， 从而降低油耗。10.3.2 加强操作人员培训、考核，提高其技能水平，熟练操作施工设备，降低油耗。11.效益分析11.1 社会效益11.1.1 现浇梁钢管贝雷片平台锚杆钢绞线组合张拉预压法在福俱大道跨线桥的应用 取得了圆满的成

16、功，所施工的福俱大道跨线桥第四联每跨预压均满足设计及规范要求，且 工期得到提高。11.1.2开创了现浇梁钢管贝雷片平台预压的新方法，我们研究小组总结出的现浇梁钢 管贝雷片平台锚杆钢绞线组合张拉预压法，将会在今后现浇梁钢管贝雷片平台预压有重要 的指导和借鉴意义。11.1.3 本项目所处跨虎溪河地段的现现浇梁钢管贝雷片平台锚杆钢绞线组合预压法 施工，解决了传统堆载预压施工堆载物吊装、持荷、卸载耗时长，费用高等问题，并且能 消除堆载预压施工存在的堆载物塌坍等安全隐患，有效降低了安全风险。该地段此工法简 单，操作方便，将对复杂地段的大跨度现浇砼箱平台预压提供了新的施工技术和施工经验。11.2 经济效益

17、 施工人员、材料、设备投入少有效减少了材料及设备投入。福俱大道跨线桥第四联 每跨现浇砼箱梁钢管贝雷梁平台采用堆载预压的方法施工，每跨预压需投入预压材料约 870吨，需1618个台班大型吊装设备配合施工；采用此工法仅需投入预应力钢绞线约 0.3 吨，锚杆 135 米，水泥2 吨，在不考虑堆载材料的情况下,堆载预压吊装设备租赁费用就超 过了钢绞线及锚杆使用费,11.3 工期短 完成一跨预压施工，采用堆载预压的方法约从吊装、持荷和卸载全过程需 68 天，而 采用本工法仅需时间约 2 天，缩短工期 4-6天。11.4 安全风险低 该虎溪河区段为福清市备用水源，同时堆载预压材料消耗大，废弃物较多，需要加

18、大 安全保护措施及环境保护措施的投入，并且高空吊装作业风险大，采用本工法大大降低了 安全风险。故综上所述，采用现浇梁钢管贝雷片平台锚杆钢绞线组合张拉预压法，能有效降低大 跨度、高墩现浇砼箱梁平台预压的安全风险，加快施工进度，节约工程成本，能为企业取 得良好的经济效益和社会效益。12.应用实例12.1汽车专用线（福人大道-虎溪）道路工程，处于虎溪河中的现浇砼箱梁共有 6 联，福俱大道跨线桥主线桥跨度为30m,联为4X 30m,跨度120m。墩咼11.8m，每跨预 压荷载需达到 870t 左右，因人、材、机投入大和预压荷载大等因素，处于虎溪河道中施工 难度较大,根据实际情况采用现浇梁钢管贝雷片平台锚杆钢绞线组合张拉预压法。12.2目前已完成了虎溪河福俱大道跨线桥现浇砼箱梁第四联左右幅的预压及砼浇筑, 获得了成功,工程监测及应用效果良好 ,满足工程质量要求。