张元元
中铁一局集团第四工程有限公司 陕西省咸阳市 712000
摘要：本文介绍了对黑水河大桥水中高墩0#块型钢托架的设计，并对其进行了计算分析和现场测试，二者的结果基本吻合。工程实践表明，本托架设计方案经济、实用、安全，且施工方便，是同类型桥梁施工的首选方案。
关键词：高墩；型钢托架；设计；测试；施工
一 工程概况
黑水河大桥全长 268.02m，大桥采用（65+120+65）m连续刚构跨越黑水河主河槽，主墩1#～2#墩为水中墩，墩身高度为46m～54m。全桥采用悬浇施工，箱梁顶宽16.5m，底宽7.8m。总体布置及支点截面尺寸见图1。
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图1 0号块支点截面图（单位：cm）
二 0号块型钢托架设计
2.1结构设计
由于水中1#～2#墩高为46m～54m，因此箱梁悬浇的0#块采用三角托架现浇施工。结合墩身、箱梁结构及布置特点，以受力和变形的要求为控制因素进行托架的设计，托架按一次浇注混凝土设计。斜杆和横杆均由2I25a型钢两侧各贴钢板形成整体截面（其中斜杆与墩身角度为39度），斜撑、平撑等采用I25a型钢，其上、下支点均与墩身进行固结，预埋件采用2HN600×200（材质Q345）。箱梁0#块托架顶部横、纵梁均利用挂篮底篮系统，后横梁采用2I63a型钢，前横梁采用2I56a型钢，纵梁采用I25型钢桁架，顶部设置[10横向槽钢垫梁，其上铺设模板。为了方便卸载，在每个支点处设置砂筒。托架一般构造图如图2所示。
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图2 0号块托架设计一般构造图（1至2号墩）
为了减缓托架上层预埋件的拉力和增强整个托架的稳定性，在每个托架上层节点处增加2根φ32精轧螺纹钢筋对拉杆，如图3所示。
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图4a) 计算模型及荷载分布 图4b) 托架总体变形图
计算结果如表1所示。
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经验算，各杆件强度和稳定性均满足规范要求。
三 0#块托架安装与质量控制措施
1、托架施工流程
托架施工顺序：①先在加工厂完成三角托架的制作，→②然后整体吊装并现场焊接托架牛腿，→③再安装前后横梁、底篮系统，→④最后安装模板系统。安装主要起重设备为塔吊。托架安装图片如图5所示。
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2、型钢托架与墩身预埋钢板的T接现场焊接质量控制措施
型钢托架与墩身预埋钢板的T接是关系到托架安全的关键部位，其焊接质量至关重要，因此必须对现场焊接质量进行控制。
（1）现场焊接工人需通过技能测试选拔，对通过测试的人员进行0#块托架施工技术交底和再培训，然后才能进入现场施工。
（2）加强焊缝自检。每条焊缝焊接完成后，派现场质检负责人和分管领导共同检查焊缝质量，对看上去不饱满的的焊缝重新焊接。
（3）委托外检。待焊缝全部焊接完毕后委托具有专业资质的检测机构进行超声波法无损探伤检测，检测频率为100%。对检测有质量缺陷的焊缝部位，进行割除重新焊接。
2、托架预压
托架安装验收合格后，进行砂袋预压，以测试托架的弹性变形和非弹性变形。
整个托架预压荷载按照总荷载的0%、20%、50%、70%、100%、120%进行分级加载，每级加载完毕后进行沉降观测，直至沉降稳定后进行下一级加载，观测前对需使用设备进行校正，对观测结果做详细记录；待加载至120%以后停止加载并进行沉降观测，当12h内最后2次观测值的差值不超过1mm时，即可开始卸载。托架预压历时5天。
卸载时，按照120%、100%、70%、50%、20%、0%分级进行，每级卸载完毕后进行变形观测，直至变形稳定后进行下一级卸载。托架卸载历时2天。现场预压图片见图6。
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图6 托架预压
四 托架使用效果测试
在0#块浇注过程中，施工和监控单位共同对托架的变形进行了详细的观测。观测数据详见表2。
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从表2中可看出，在浇筑0号块过程中，上、下游幅托架总变形值不大，大部分变形发生在浇筑第一次混凝土之后。托架变形的平均值基本和设计变形值吻合。表明型钢托架的实际使用效果和刚度达到了设计预期的要求。
五 结语
通过对该托架方案的成功实施，并与常规的落地钢管桩支架方案对比，总结出此类型托架具有结构轻型、节约材料、拆除方便、刚度大，更适应水中墩等优点。本托架不仅施工满足要求，而且大大节约了施工成本，是同类型桥梁施工的首选方案。
参考文献
[1]JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范,2000年.
[2]刘吉士、阎洪河、李文琪等.公路桥涵施工技术规范实施手册.2000
[3] GB50017-2003 钢结构设计规范.2003