前言： 连续刚构桥上部结构施工时，0号块作为挂篮悬臂浇筑的基础节段，其托架的设计和 施工是一项关键技术。本文结合工程实践，分析了0号块托架设计和施工的技术要点，主要涉 及托架的设计及计算、加工及安装、预压及使用、拆除等阶段。
1.现状分析
国内多采
用三角托架法施工0号块，而多数托架设计时需在墩柱表面预埋多块大件预埋钢
板，这一方式不仅高空作业工作量大、焊接时易造成混凝土损伤、拆除时托架杆
件被割伤，而且预埋钢板无法拆除、需进行防腐处理，墩柱外观质量受到影响。
本工程托架锚固采用预留孔洞的方式，锚固装置安装方便无需焊接作业，托架拆
除后可重复利用，预埋孔洞可使用同标号混凝土、水泥浆填充封闭，对结构本身
影响较小。
2. 工程背景
某连续刚构桥左右分幅，单幅梁宽 13m（双向四车道），为单箱
单室混凝土箱梁结构。连续刚构 0 号块高 9m，长 13m，混凝土总方量 393.4m
3
，重
量约 1022.8t；
纵坡 2.0%，桥面横坡 2.0%。
纵桥向单侧悬臂长 3.75m，悬臂混凝
土 93.13m
3
，重量约 242.2t；为减少裂缝、改善混凝土长期工作性能和耐久性，0
号块采用 C50 聚丙烯纤维混凝土。
0号块构造形式如下图所示：
图2 0号块构造图
3.施工要求
锚固形式的设计是工程的重点，以往工程托架锚固采用与墩柱表面大块预埋 钢板焊接的方式，对墩柱混凝土烧伤较大，且对外观质量影响较大。 刚构桥墩身高度达 47.2m，预压方法的选择是难点，常规的堆载法不适用于托 架预压。
0号块施工托架的安全可靠是本工程的重点，需严格验算其强度、刚度、稳定性。 0号块预应力施工完成后、挂篮拼装前需拆除托架，如何快速、安全的拆除托。
4.托架总体设计
考虑到刚构桥主墩外轮廓为等截面矩形的特点，在墩柱前-后、左-右两组立
面对应布置三角托架，并按照自支撑体系构件设计。
三角托架根据受力大小不同
分为主托架、副托架两种。
主托架布置于墩柱前后面（纵桥向），主要承受 0 号块
两端的悬臂段（L=3.75m）重量，承载能力要求较高；
副托架布置于墩柱左右面（横
桥向），主要承受墩顶翼缘板重量，承载能力要求较低。
每组托架由支承钢牛腿、钢支座（用于卸荷）、三角托架、对拉系统等组成，
支架下方设置施工平台。
0号块托架总体设计如下图所示：
图3 0号块施工托架总体设计
1）施工平台
：墩柱内预埋钢筋+套筒，外挂三角架作为支撑，上铺10mm厚钢板
可作为施工平台。
2）支承钢牛腿
：
主要承受由 0 号块自重、支架重量、施工荷载等产生的竖向剪
力。
每个主托架下方设置 3 块钢牛腿，每个副托架下方设置 2 块钢牛腿，钢牛腿
由 20mm 钢板组焊而成，加工时注意控制外轮廓尺寸、焊缝质量。
牛腿下方墩柱混
凝土内布置 3 层φ16mm 钢筋网片，网眼尺寸 10cm×10cm，防止局部混凝土受力过
大造成开裂，影响实体质量。
3）钢支座：
托架与支承钢牛腿之间的传力结构，由 I14 型钢组拼而成，支架拆
除时先拆除 I14 分配梁进行卸荷。
4）主托架：
横桥向对应左侧腹板、底板中心、右侧腹板各布置 1 组，共 3 组。
采用双拼 I40c 工字钢组焊而成。
5）副托架：
纵桥向间距 3.5m 布置 2 组，采用双拼 I28a 工字钢组焊而成。
6）对拉系统
：
拉杆均采用直径 32mm 的 PSB785 精轧螺纹钢，每组托架顶部设置 2 根
通长拉杆与墩柱进行锚固，拉杆端部与托架连接处设置型钢压梁、垫板、螺母；同样，
每组对应牛腿内穿入 1 根通长拉杆与墩柱进行锚固，拉杆端部设置垫板、螺母。
7）分配梁：
托架上方间距 60cm 铺设 I32a 工字钢分配梁。
8）型钢架：
设置于分配梁上方，用于控制底模线形，由∠75×7mm 角钢加工，立
杆与下方分配梁对应设置。
5.托架验算
所有承重杆件需进行强度及刚度验算，连接部位进行强度验算，安全系数不
小于1.5。计算荷载取0号块总重量，实际施工分2次浇筑，第2次浇筑混凝土时，
第1次浇筑的混凝土已经具有一定的承载能力，增大了安全储备。
本文只对受力较大的主托架进行验算，其他验算不予详细说明
由以上计算知，托架水平杆受弯最大，最大弯曲应力为 78.5MPa＜[σ]＝
215MPa；
最大挠度为 1.8mm＜
l
/400=2000/400=5mm；
托架最大竖向反力 975.3KN，位于托架底脚部位；
6.托架的安装、预压
图8 0#块托架安装
步骤 1：施工时依据托架图纸所示位置在墩身混凝土浇筑前做好支承牛腿、锚
固拉杆的预留、预埋，并在墩身内部对各组预埋件设置刚性顶撑，确保位置准确
无误，以利托架拼装。
步骤 2：墩柱混凝土浇筑完成后，凿除预埋件，安装平台三角架，铺设作业平台。
步骤 3：吊装钢牛腿至作业位置，将钢牛腿插入墩身预埋盒内，调整牛腿的垂
直度，必要时用薄钢板填塞防止偏移，且将钢板与牛腿焊接。
步骤 5：安装精轧螺纹钢拉杆，两端拧入螺母与墩柱混凝土面紧贴。
步骤 6：塔吊依次吊装托架就位。吊装钢丝绳采用长-短绳，保证提起后托架
立杆竖直，便于安装就位。
步骤 8：所有托架安装完成后，在三角架上铺设分配梁、底模型钢架及操作平台。
注意：为保证单侧托架安装、拆除不影响对侧托架，安装时设置双锚固螺母，
具体如下图中所示的锚固螺母1、锚固螺母2。
图 9 托架安装示意图
7. 托架预压
托架在安装完成后进行预压，以消除托架的非弹性变形产生的影响，并测算
出托架的弹性变形，便于设置预拱度。
本工程采用双拼HN700型钢主梁、锚固精轧螺纹钢、I32a 压梁等组成反力结
构，依靠在反力结构与托架间的液压千斤顶施加反向作用力，模拟混凝土施工工
况时荷载，测定各工况下托架变形量。
双拼 HN700 型钢长度L=12m，顶、底板每
1m 拼接长度焊接10cm 长对接焊缝。
图 10 主托架预压设计
墩柱施工时在顶部预埋 4 根直径为 32mm 的 PSB785 精轧螺纹钢筋，用于锚固
双拼 HN700 型钢主梁。精轧螺纹钢横桥向间距 70cm（中心位置与托架中心线对应），
纵桥向距离墩柱外侧边缘 20cm（避开墩顶主筋）。
精轧螺纹钢长度 3m，埋入墩柱
顶部 1.5m 深，锚固端设置垫板及螺母。
预压前在托架指定位置放置千斤顶，放置钢支座，连接油泵。塔吊吊装双拼
HN700 型钢主梁，下设钢支座垫起一定高度，依次安装双拼 I32a 分配梁（压梁）、
垫板、螺母。
双拼 HN700 型钢主梁的锚固分配梁采用双拼 I32a 工字钢，L=90cm。
中心间距 70cm 设置 50mm 拉杆孔，便于精轧螺纹钢穿入、锚固。
托架安装完成后，检查各部件连接牢靠，开始预压。
具体为 2 台 500t 千斤顶
按照等代荷载值向两侧主托架中部位置同时对称加载。
单个千斤顶标准加载力值
为 F=900kN，加载顺序：
0～80%F～100%F～110%F。
每一级加载过程中，现场技术
人员测量托架测点标高，并及时记录。
测点布置如下图所示
图 11 主托架预压监测点布置
为有效控制测量精度，施工现场采用水准仪进行测量。考虑立尺方便，提前
在托架外缘横向加焊[8 槽钢测量架，端部设钢筋头测点。
图 12 主托架预压施工照片
7. 托架拆除
预应力压浆完成后，在箱梁内的预留吊杆孔内穿入 32mm 的 PSB785 精轧螺纹
钢吊杆，底部连接 I32a 扁担梁，提起主托架。作业人员在施工平台依次割除 I14
型钢，使主托架下方脱空。
缓缓放松主托架拉杆、吊杆，分配梁和支撑钢架下落
脱空，再利用卷扬机和塔吊拆除底模转至桥下。
两侧底模拆除后，利用塔吊配合
拆除主托架、副托架。
施工中注意拆除一侧的托架时，先拧紧该侧拉杆上靠近墩
柱表面的螺母，防止另一侧对应的托架掉落。
两侧托架拆除后、取出钢筋拉杆。
图 13 托架拆除设计
8. 存在不足与改进方法
8.1 设计方面
托架牛腿采用对拉螺杆精轧螺纹钢锚固，用量较大，由于对拉杆受力不足，
可以进行优化设计。
今后可加强牛腿插板直接取消对拉杆，或采用短拉杆锚固即
可。
托架预压时，双拼 HN700 型钢放置时受到墩柱顶部的竖向钢筋影响，因此对
墩柱顶部的预留钢筋进行截短，造成部分钢筋接头位于同一截面。
后续施工应提
前将墩柱钢筋进行避让或在型钢上对应钢筋位置开孔。
型钢支座施工时紧贴墩柱放置，在拆除时切割火焰靠近墩柱表面，易造成墩
柱混凝土受损。
今后可将型钢支座离开墩柱 5cm 放置，或将型钢替换为砂筒。
第一次施工时牛腿预埋精度较差，影响了三组托架顶部的标高一致，采用加
垫钢板的方式进行了调节。
后续施工，一方面加强墩柱施工预埋件位置控制，另
一方面采用砂筒调整较为方便，在托架安装前保证砂筒顶标高一致。
三角托架前端施工平台应在地面提前加工，减少高空作业，降低安全风险。
I32a 扁担梁在 0 号块施工完成后安装较困难，应在支架安装时提前安装。
图 14 三角托架用于挂篮预压施工
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