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摘要：本文介绍了山区挂篮O#块托架的预压反力架的设计依据以及应用的效果，相对传统预压工艺有一定的优势。
关键词：挂篮；预压；反力架
1.前言
连续刚构桥梁的O#块部位通常会采用托架现浇的施工工艺，鉴于其结构特点与重要性，连续刚构的O#块通常是一座大桥的施工重点与难点项目之一，随着我国施工标准化的逐步完善，O#块托架的预压也成为一项不可缺少的工作内容。而我国幅员辽阔，山区高速公路工程由于经常需要跨越沟壑、河流等障碍，施工中经常会遇到高度较高的O#块施工，这时候传统的沙袋等预压工艺就明显不具备优势，不仅施工工期长、而且高空预压也不够安全。采用反力架施工工艺进行等效预压不仅能够满足施工预压要求，而且更能够模拟实际情况，预压效果良好。
2.工程概况
下马岭特大桥位于福建省宁德市山区，墩高有79m之高，主桥为主跨155m的预应力混凝土连续刚构桥，共设置有纵、横、竖三向预应力，T构O#块高度达到9.5m，墩身纵桥向各悬臂3m。
T构O#块施工托架采用钢结构三角托架，分为主托架与翼缘板侧托架两部分组成，其中主托架高度为5m，长6m，由I40b、I36b和I32b工字钢焊接而成，侧托架长与高均为3m，由I36b与I32b工字钢焊接而成。
由于墩身高达79m，而且山区条件地形受限，因此本工程选择采用反力架千斤顶进行预压施工，反力架利用现有侧托架加工而成，墩身相应位置需要提前设置预埋件。
3.预压反力架设计与计算
3.1反力架结构设计
预压反力架采用现有侧托架进行组合而成，纵桥向反力架对应三角主托架共设置三组，一组有两片，通过同等规格的型钢进行满焊连接。反力架根部相应的位置设置有竖向抗拔精轧螺纹钢筋，预埋深度通过千斤顶的顶升力来确定。反力架结构图如下：
图1 反力架示意图
3.2顶升力确定
由于混凝土自重荷载为均布荷载，而采用千斤顶则受力情况变为集中力荷载，因此为了达到混凝土的自重均布荷载产生的变形效果，即均布力与集中力，千斤顶的集中力数值需要根据计算进行相应的调整。
预压工序主要是为了消除支架结构的非弹性变形以及计算出弹性变形值，因此，按照O#块混凝土自重乘以相应系数后计算出均布荷载施加于三角托架上，利用Midas Civil空间有限元计算软件对均布力产生的挠度进行计算，结果如下图：
图2 三角托架均布力挠度受力图
如图2可知三角托架最大挠度为6.2mm，由于千斤顶施加的为集中力，因此为了达到预压的效果，经过反算得知当千斤顶施加772KN时集中力产生的挠度与混凝土均布力产生的挠度相当，受力分析图如下：
图3 三角托架集中力挠度受力图
如图3可知当千斤顶集中力为772KN时，三角托架的变形情况与混凝土浇筑的变形情况基本上能够吻合，能够比较好的模拟施工中的实际情况。
3.3应力与变形计算
利用Midas Civil软件对反力架进行模拟加载，计算结果如图：
图4 反力架综合应力图
图5 反力架受力挠度图
如图4可知反力架加载后综合应力最大值为176Mpa，满足规范要求；如图5可知反力架的最大挠度值为7.9mm。
4.等效预压施工技术
4.1反力架预压步骤
首先按照设计图纸加工并安装好托架及反力架，确保托架牛腿以及预埋精轧螺纹钢等预埋件位置准确，支架施工完成后对标高等指标进行验收，然后安装预压千斤顶。智能预压千斤顶一共两个，一组托架的纵桥向每侧放置一个，一共三组托架横桥向分别进行预压。千斤顶预压共分为五级，由于施加的顶升力已经包括了安全系数，所以分级加载分别为20%、40%、60%、80%、100%。当各监测点的24h平均沉降量小于1mm或者72h的平均沉降量小于5mm，则认为预压完成。卸载采用一次卸载的方法，要均衡、对称、同步的进行。
4.2监测点布置
每一片三角托架与反力架设置一个沉降值观测点，总共设置有12个沉降值观测点，具体布置位置如图圆圈所示：
图6 预压观测点布置图
沉降值观测点要能够满足数据收集的需要，而且要便于实时观测，同时注意施工安全性。
4.2等效预压施工
反力架预压采用智能千斤顶同步等效预压，每一组托架共分为五级预压，每级加载完成后对变形值进行量测，沉降量平均值小于2mm时进行下一级的加载。经过实时的观测，五级预压的换算后平均沉降值分别为：中跨侧：1.5mm，2.4mm，4.0mm，5.3mm，5.8mm，边跨侧：1.1mm，2.1mm，3.3mm，4.9mm，5.6mm，非弹性变形分别为1.2mm与1.8mm。
5.结论
通过Midas Civil计算所得的沉降值为6.2mm，实际加载后产生的相应位置的挠度分别为5.6mm与5.8mm，基本与计算结果相一致，通过反力架预压消除了支架结构的非弹性变形，并且当O#块施工时可以根据计算得出的弹性变形进行相应的预抛高调整。
实践证明，本桥托架采用千斤顶预压效果显著，从托架的安装到预压结束拆除预压材料、设备，施工总工期仅为1天，预压过程没有发生任何异常现象。本工程施工过程中观测记录的测量控制点标高与计算的理论标高基本相吻合，达到了理想状态。综上所述，反力架预压施工能够很好的达到预压效果，特别是高度较高的桥梁工程综合经济性效果显著，可以为同类型桥梁进行借鉴。
参考文献：
[1] 《钢结构设计规范》GB 50017-2003
[2] 《公路橋涵施工技术规范》JTG/T F50-2011
作者简介
王殿会 男 1980.03 本科 工程师 中交一公局厦门工程有限公司
郝欣欣 女 1981.10 本科 工程师 中交一公局厦门工程有限公司
关键词：挂篮；预压；反力架
1.前言
连续刚构桥梁的O#块部位通常会采用托架现浇的施工工艺，鉴于其结构特点与重要性，连续刚构的O#块通常是一座大桥的施工重点与难点项目之一，随着我国施工标准化的逐步完善，O#块托架的预压也成为一项不可缺少的工作内容。而我国幅员辽阔，山区高速公路工程由于经常需要跨越沟壑、河流等障碍，施工中经常会遇到高度较高的O#块施工，这时候传统的沙袋等预压工艺就明显不具备优势，不仅施工工期长、而且高空预压也不够安全。采用反力架施工工艺进行等效预压不仅能够满足施工预压要求，而且更能够模拟实际情况，预压效果良好。
2.工程概况
下马岭特大桥位于福建省宁德市山区，墩高有79m之高，主桥为主跨155m的预应力混凝土连续刚构桥，共设置有纵、横、竖三向预应力，T构O#块高度达到9.5m，墩身纵桥向各悬臂3m。
T构O#块施工托架采用钢结构三角托架，分为主托架与翼缘板侧托架两部分组成，其中主托架高度为5m，长6m，由I40b、I36b和I32b工字钢焊接而成，侧托架长与高均为3m，由I36b与I32b工字钢焊接而成。
由于墩身高达79m，而且山区条件地形受限，因此本工程选择采用反力架千斤顶进行预压施工，反力架利用现有侧托架加工而成，墩身相应位置需要提前设置预埋件。
3.预压反力架设计与计算
3.1反力架结构设计
预压反力架采用现有侧托架进行组合而成，纵桥向反力架对应三角主托架共设置三组，一组有两片，通过同等规格的型钢进行满焊连接。反力架根部相应的位置设置有竖向抗拔精轧螺纹钢筋，预埋深度通过千斤顶的顶升力来确定。反力架结构图如下：
图1 反力架示意图
3.2顶升力确定
由于混凝土自重荷载为均布荷载，而采用千斤顶则受力情况变为集中力荷载，因此为了达到混凝土的自重均布荷载产生的变形效果，即均布力与集中力，千斤顶的集中力数值需要根据计算进行相应的调整。
预压工序主要是为了消除支架结构的非弹性变形以及计算出弹性变形值，因此，按照O#块混凝土自重乘以相应系数后计算出均布荷载施加于三角托架上，利用Midas Civil空间有限元计算软件对均布力产生的挠度进行计算，结果如下图：
图2 三角托架均布力挠度受力图
如图2可知三角托架最大挠度为6.2mm，由于千斤顶施加的为集中力，因此为了达到预压的效果，经过反算得知当千斤顶施加772KN时集中力产生的挠度与混凝土均布力产生的挠度相当，受力分析图如下：
图3 三角托架集中力挠度受力图
如图3可知当千斤顶集中力为772KN时，三角托架的变形情况与混凝土浇筑的变形情况基本上能够吻合，能够比较好的模拟施工中的实际情况。
3.3应力与变形计算
利用Midas Civil软件对反力架进行模拟加载，计算结果如图：
图4 反力架综合应力图
图5 反力架受力挠度图
如图4可知反力架加载后综合应力最大值为176Mpa，满足规范要求；如图5可知反力架的最大挠度值为7.9mm。
4.等效预压施工技术
4.1反力架预压步骤
首先按照设计图纸加工并安装好托架及反力架，确保托架牛腿以及预埋精轧螺纹钢等预埋件位置准确，支架施工完成后对标高等指标进行验收，然后安装预压千斤顶。智能预压千斤顶一共两个，一组托架的纵桥向每侧放置一个，一共三组托架横桥向分别进行预压。千斤顶预压共分为五级，由于施加的顶升力已经包括了安全系数，所以分级加载分别为20%、40%、60%、80%、100%。当各监测点的24h平均沉降量小于1mm或者72h的平均沉降量小于5mm，则认为预压完成。卸载采用一次卸载的方法，要均衡、对称、同步的进行。
4.2监测点布置
每一片三角托架与反力架设置一个沉降值观测点，总共设置有12个沉降值观测点，具体布置位置如图圆圈所示：
图6 预压观测点布置图
沉降值观测点要能够满足数据收集的需要，而且要便于实时观测，同时注意施工安全性。
4.2等效预压施工
反力架预压采用智能千斤顶同步等效预压，每一组托架共分为五级预压，每级加载完成后对变形值进行量测，沉降量平均值小于2mm时进行下一级的加载。经过实时的观测，五级预压的换算后平均沉降值分别为：中跨侧：1.5mm，2.4mm，4.0mm，5.3mm，5.8mm，边跨侧：1.1mm，2.1mm，3.3mm，4.9mm，5.6mm，非弹性变形分别为1.2mm与1.8mm。
5.结论
通过Midas Civil计算所得的沉降值为6.2mm，实际加载后产生的相应位置的挠度分别为5.6mm与5.8mm，基本与计算结果相一致，通过反力架预压消除了支架结构的非弹性变形，并且当O#块施工时可以根据计算得出的弹性变形进行相应的预抛高调整。
实践证明，本桥托架采用千斤顶预压效果显著，从托架的安装到预压结束拆除预压材料、设备，施工总工期仅为1天，预压过程没有发生任何异常现象。本工程施工过程中观测记录的测量控制点标高与计算的理论标高基本相吻合，达到了理想状态。综上所述，反力架预压施工能够很好的达到预压效果，特别是高度较高的桥梁工程综合经济性效果显著，可以为同类型桥梁进行借鉴。
参考文献：
[1] 《钢结构设计规范》GB 50017-2003
[2] 《公路橋涵施工技术规范》JTG/T F50-2011
作者简介
王殿会 男 1980.03 本科 工程师 中交一公局厦门工程有限公司
郝欣欣 女 1981.10 本科 工程师 中交一公局厦门工程有限公司