箱梁支架预压技术

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摘 要 随着公路建设的飞速发展,连续箱梁结构因其造型美观、整体性好、施工工艺成熟,已成为较为理想的桥型之一,应用越来越广泛.但施工中连续梁支架垮塌及存在的后期箱梁开裂,又使人们谨而慎之.而对于有支架施工的箱形连续梁,支架预压是避免或减少箱梁出现裂缝行之有效的办法之一.本文通过介绍箱梁支架体系预压的工艺流程、预压荷载的施加,及预压数据的分析,提出在预压过程中应注意的问题,为类似箱梁支架预压施工提供参考.

关 键 词 箱梁支架；预压技术

中图分类号 U448 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）112-0102-01

在现浇连续箱梁混凝土浇筑过程中,支架的强度、刚度、稳定性及基础沉降量大小等因素直接影响箱梁混凝土浇筑的安全及质量,因支架变形、基础沉降而设置的支架预拱度大小则影响桥梁结构的线性.因此,进行支架预压是保证现浇连续箱梁施工安全及质量的重要因素.本文结合南京马汊河大桥工程实例,对现浇连续箱梁支架预压施工进行研究、分析及计算,提出合理的施工方案,为桥梁安全施工提供了可靠的依据,并为类似工程的施工提供有益借鉴.

1.工程概述

宁通公路雍庄立交至六合东段养护改善工程B1标马汊河大桥为老桥改建工程.原桥由两幅桥组成,西幅桥为四肋三波1-75米双曲拱桥,全桥长116米,桥面净宽9米；东幅桥为三跨30米预应力T梁+二跨10米空心板梁桥,全桥长111.44米,桥面净宽8.5米.新建桥梁结构形式为三跨等高截面连续箱梁桥,跨径组合为36+54+36等于126米.截面形式为单箱双室,桥面横坡2%.箱梁标准断面形式为：梁高2.5米,底宽8.5米,顶宽13.5米,顶板、底板厚度均为0.25米,翼缘悬臂长2.5米.

2.预压对象及其目的

1）预压对象为现浇箱梁支架.

2）预压目的：支架预压的目的是为了消除基础、支架非弹性变形、支架不均匀下沉；测量支架弹性变形量,为立模标高提供参考依据.同时可检查架结构及构件加工、安装所存在的问题和隐患,提前调整整改,防患于未然.

3.预压施工流程

预压的工艺流程为：铺设箱梁底模→布设测量标高点并记录好每点的初始标高→加载（分3级进行60%→80%→120%）→观测各级加载后的各观测点读数及卸载前各观测点读数,根据计算结果调整模板标高.

3.1 铺设箱梁底模板

铺设好箱梁底模板,将底模板顶面标高尽量调整到箱梁底设计标高,同时加强对模板下各层支架的检查,确保支架底传递荷载的方木与地面不架空,支架与支架之间,支架与方木之间、支架与模板之间各相邻面接触紧密,无明显缝隙.检查支架各杆件是否链接牢固,斜杆、剪刀撑是否按要求进行设置并联接锁定.

3.2 观测点布设

为了掌握加载后地基和支架的变形情况,需要在预压前先布设好沉降观测网.顺桥向每5米设置一个测量断面,每个断面布置5个点,其中梁底3个点,翼板2个点（具体见图1）.观测点沿纵桥向分别在每跨支点、1/4跨、1/2跨、3/4跨处布设,从而形成一个立体沉降观测网.为了便于布载后及卸载前各点标高的测量,可在测量点位置钉铁钉立尺.加载前测出各观测点的初始标高值W1,并记录入表格.

图1 点位布置示意图

3.3 加载预压材料

预压材料采用砂砾袋,预压荷载重量为1.2倍箱梁设计自重.为保证压载重量的精确度,对每一袋砂都严格称重、并做好记录.砂袋按箱梁结构形式合理布置.砂砾比重通过现场量测按1.8吨/米计,砼比重为2.6吨/米,则隔板及腹板区堆积高度为：1.2*2.6*2.5/1.8等于4.3米,翼板区堆积高度为：1.2*2.6*0.35/1.8等于0.6米,箱室区堆积高度为：1.2*2.6*0.5/1.8等于0.9米.为确保安全,加载应分级进行,第一次加载60%,第二次加载80%,第三次加载120%,每阶段加载完成后应每隔4小时队支架沉降量进行监测,当支架连续2次沉降差平均值小于2 mm时方可进行下一级加载,每级持续荷载不少于1小时.纵向加载时,应从跨中开始向支点处进行对称布载；横向加载时,应从结构中心线向两侧进行对称布载.加载过程中应派专人对支架进行观观察,发现问题立即停止加载,问题处理后方可继续加载.加载时按每级荷载做好标记并做好详细记录,加载必须对称、均匀进行.全部加载完成后测量并记录各观测点标高值W2.

3.4 高程记录

在整个加载过程中,每施加一级荷载,观测并记录一次,直至全部加载完成.全部加载完毕后每天上午8时左右、下午5时左右各观测支架的沉降并详细记录观测断面各观测点的变形值,并对支架预压中出现的薄弱环节进行加固处理,消除事故隐患.直到支架连续24小时沉降量小于3 mm并经监理工程师同意后方可准备卸载.并记录卸载前各观测点标高W3.整个卸载过程也必须要对称、均匀进行.卸载全部完成6小时后再次测量出各测量点标高W4.

4.预压验收及卸载

1）支架预压验收应由专业监理工程师组织施工单位项目技术负责人和业主现场代表共同参与进行验收.

2）当预压验收应满足下列要求之一时,认为地基及支架沉降达到稳定,方可进行卸载,卸载时支架两侧应对称、均衡、同步卸载：①各测点沉降量平均值小于1 mm；②连续三次各测点沉降量平均值累计小于5 mm.

5.数据分析及结果

根据各观测点的数据,可计算出地基及整个支架体系的弹性变形和非弹性变形,期中：非弹性变形&1等于W1-W4；弹性变形&2等于W4-W3.

通过试压后,可认为支架、模板、方木、地基等的非弹性变形已经消除；根据弹性变形值,在底模板上设置预拱度&2,以使支架变形后梁体线性满足设计要求.另外,根据W2和W3的差值,可以大体看出持续荷载对支架及地基变形的影响程度.

按照二次抛物线变化计算各测点的设计预拱度,△x等于△（1-4X2/L2）式中：△为跨中预拱度值,X为距左支点的距离,△x为距左支点X处相应的预拱度值,L为跨距.根据以上数据进行箱梁底模版标高的调整,底模版施工标高H等于h+△x+&2, 式中h为梁底设计标高.梁其它各点的预拱度以跨中为最大值,以两端为零,按二次抛物线方程进行分配并据此调整底模版标高.

6.预防安全措施

1）支架预压之前必须对其在预压荷载作用下女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.

2）支架预压施工前,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.

3）应制定支架预压荷载吊装方案,吊装时应有专人统一指挥,参与吊装的人员应有明确的分工.

4）荷载吊装时应采取必要的措施防止吊装物撞击支架造成支架破坏.

5）支架预压时,应做好防雨措施,用彩条布对预压砂袋进行遮雨防护,防止雨水浸泡砂袋增加预压荷载造成超载,发生安全事故.

7.结束语

箱梁支架现浇施工中预压可有效的检验支架整体体系的安全性、可靠性和稳定性,同时可大大减小支架及地基的非弹性变形；确定支架的预拱度,提高箱梁施工精度,使得桥梁上部结构成形后线形美观,质量符合设计要求.

通过马汊河大桥施工实践证明,箱梁支架体系强度、刚度以及稳定性满足要求,支架施工控制方案在整个施工过程中切实可行.