淺析現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁支頂架沉降控制技術(shù)

鐘素梅

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 511340）

隨著我國高速公路建設(shè)的發(fā)展，現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力箱型連續(xù)梁的應(yīng)用越來越廣泛。正是由于該種橋梁施工技術(shù)應(yīng)用的廣泛性，施工中的某些技術(shù)要點未得到嚴(yán)格、認(rèn)真的分析而被忽視，導(dǎo)致了梁體底板或頂板開裂、線形失真等質(zhì)量事故的發(fā)生。一旦出現(xiàn)此類質(zhì)量問題，補強非常困難，極易留下質(zhì)量隱患，降低結(jié)構(gòu)的強度和耐久性。因此，有必要針對連續(xù)梁支頂架沉降的施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究探索。

1 概述

本項目按高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁總長150 m，梁面總寬8.5 m，采用支架現(xiàn)澆法施工，支頂架搭設(shè)高度約11 m，整聯(lián)一次立架現(xiàn)澆、整體張拉預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁。連續(xù)梁跨中截面形式，見圖1。

圖1 連續(xù)梁跨中截面形式圖

地基基礎(chǔ)為開發(fā)區(qū)回填土，由于雨季偏多，土質(zhì)含水量較大；地勢低，周邊排水困難，必須經(jīng)過地基處理后方能搭設(shè)支頂架，方案經(jīng)濟性比選后決定采用門式腳手架滿布式搭設(shè)。

2 控制支頂架沉降的主要措施

2.1 地基處理

本工程由于雨季偏多、地基較為松軟，必須先清除地基表面泥漿及軟土，然后對原土進(jìn)行碾壓，密實度須達(dá)到90%以上，動力觸探檢測地基承載力≥180 kPa，再在壓實土面上鋪水泥摻量為4%的水泥穩(wěn)定石粉并碾壓；若原土含水量大無法壓實，則須進(jìn)行換土后分層壓實；最后澆筑10 cm厚的C15素混凝土墊層，硬化寬度每邊超過支架2.0 m，硬化范圍為腳手架地段。為防止雨水浸泡地基，使其松軟，在地基處理后設(shè)好排水溝。

2.2 支頂架搭設(shè)

在處理完的地基面上鋪設(shè)模板及方木后進(jìn)行腳手架的搭設(shè)。首先對支頂架受力穩(wěn)定性、方木撓度等進(jìn)行詳細(xì)分析驗算后確定搭設(shè)方案，搭設(shè)時嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行。采用鋼管進(jìn)行縱橫向聯(lián)結(jié)，并每隔一定的距離都要用剪刀撐的形式聯(lián)系，上下層腳手架的聯(lián)系要緊密，支撐架要垂直，見圖2。

2.3 支頂架預(yù)壓

支頂架搭設(shè)完畢并驗收后，鋪設(shè)梁底模板前進(jìn)行支架加載預(yù)壓試驗，目的在于消除支架與地基的非彈性變形及不均勻沉降，掌握地基及支撐體系澆筑混凝土?xí)r在全部荷載作用下的彈性變形，以確定梁底施工時的標(biāo)高，進(jìn)而最終使成型的梁體標(biāo)高符合設(shè)計要求，保證梁體線形和澆筑質(zhì)量。本橋頂板與箱體分兩次澆筑，頂板部分的支頂架在第一次澆筑混凝土?xí)r由于支架的共同作用沉降基本完成，故翼板部分底模與支架不作預(yù)壓。

預(yù)壓前仔細(xì)檢查支架各節(jié)點是否連接牢固可靠，同時做好原始觀測記錄，預(yù)壓時各點壓重要均勻?qū)ΨQ，防止出現(xiàn)反常情況，預(yù)壓重量大于箱梁自重的80%，壓載材料可采用砂袋或鋼錠。沉降觀測頻率為3次/d，直至沉降值＜3 mm/d，方可卸載。

2.3.1 預(yù)壓流程

設(shè)置沉降觀測點并測量初始值→支架模板加載→沉降觀測→沉降穩(wěn)定→根據(jù)施工進(jìn)度逐步卸載→調(diào)整支架及模板。

2.3.2 預(yù)壓施工方法

（1）在底模及外側(cè)模完成達(dá)到綁扎鋼筋條件后進(jìn)行支頂架預(yù)壓，橫橋向橋中——中間距120 cm布置10 cm×15 cm的方木，在方木上鋪設(shè)普通定型鋼模。在定型鋼模頂面、支頂架頂部、底部及砼墊層基礎(chǔ)面設(shè)置觀測點。

（2）根據(jù)實際情況，可采用砂袋預(yù)壓，重量及放置位置應(yīng)符合設(shè)計要求。

（3）預(yù)壓觀測：在加載預(yù)壓前觀測一次，以后每天早、中、晚各觀測一次，并及時計算沉降量，繪制沉降時間曲線。

支架彈性沉降量＝預(yù)壓卸載后高程－預(yù)壓完成時高程；支架塑性沉降量＝預(yù)壓前高程－預(yù)壓完成時高程。

圖2 現(xiàn)澆梁支頂架搭設(shè)示意圖

2.4 支頂架預(yù)拱度設(shè)置

根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，結(jié)合實際情況綜合考慮，在確定施工拱度值時，考慮下列因素：

2.4.1 支架承受施工荷載引起的彈性變形

每根立柱承受施工荷載作用引起的彈性變形可用虎克定律公式計算：

△L＝NL/EA

式中，N：每根立柱所承受的施工荷載；

L：每根立柱的長度；

E：立柱的彈性模量；

A：立柱的橫截面積。

本工程立柱承受施工荷載后計算的彈性變形量為△L＝3.07 mm。

2.4.2 非彈性變形沉落值參考數(shù)據(jù)

受載后由于桿件接頭的擠壓和卸落設(shè)備壓縮而產(chǎn)生的非彈性變形，按規(guī)范沉落值參考數(shù)據(jù)采用：

接頭承壓非彈性變形：木與木 1.5 mm/接頭

木與鋼 2 mm/接頭

卸落設(shè)備的壓縮變形：木楔接縫壓縮 1 mm

2.4.3 支架基礎(chǔ)在受載后的沉陷，通過地基預(yù)壓試驗曲線分析確定

綜合考慮方木撓度、彈性與非彈性變形、預(yù)壓試驗等因素后，確定本工程支架的預(yù)拱度值為22.5 mm，在標(biāo)準(zhǔn)跨跨中底模預(yù)留最大拱度值，其余各點按二次拋物線分配。

3 支頂架沉降測量

3.1 沉降觀測點設(shè)置

分別于每孔梁的結(jié)構(gòu)中線、底板兩條邊緣線的 L/4、L/2、3L/4位置共設(shè)置9個沉降觀測點。

3.2 沉降觀測時間

分別在梁體砼澆筑前、第一次底板及腹板砼澆筑后、第二次頂板及翼緣板砼澆筑后、預(yù)應(yīng)力施工完成后進(jìn)行四次沉降觀測，測試各點標(biāo)高，以確定梁體最終沉降情況。

3.3 沉降觀測記錄

對支架的沉降值進(jìn)行觀測記錄與結(jié)果分析。

4 結(jié)束語

根據(jù)沉降觀測結(jié)果顯示，支頂架實測沉降值與預(yù)留預(yù)拱度值基本相符，而且各點沉降較均勻，線形順直美觀。說明施工中所設(shè)置的預(yù)拱度符合實際情況，地基處理滿足要求，證明施工方案的設(shè)計是可靠的。

支架法現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力箱梁受諸多因素影響，方案的制定應(yīng)密切結(jié)合施工現(xiàn)場實際，逐一驗算、論證，并進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟對比，擇優(yōu)選用。在承載力良好、穩(wěn)定的地基上現(xiàn)澆箱梁時，可優(yōu)先考慮滿布支架法的方案。支架預(yù)壓是箱梁現(xiàn)澆前的重要環(huán)節(jié)，加載順序及荷載大小應(yīng)與設(shè)計及實際情況吻合，并進(jìn)行詳細(xì)的觀測及分析，得出支架的彈性變形及非彈性變形量，進(jìn)而最終獲得預(yù)拱度值，但應(yīng)注意保持增加混凝土荷載與減少預(yù)壓荷載對支架變形的影響相抵消。

1 向木生、張世飆、張開銀等.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)［J］.中國公路學(xué)報，2002