少支點(diǎn)落地鋼管支架現(xiàn)澆箱梁預(yù)壓與調(diào)模測量技術(shù)

張?zhí)鞚? 羅友華

【摘 要】采用少支點(diǎn)支架法施工整體現(xiàn)澆箱梁，既可保證工程質(zhì)量，又可保證施工安全，尤其能保障高架橋下既有車輛與行人的安全通行，因此少支點(diǎn)支架法是城市現(xiàn)有道路改建為城市高架路的重要施工方法。本文介紹了現(xiàn)澆箱梁采用少支架施工工藝中的測量方法，預(yù)壓試驗(yàn)的沉降變形測量技術(shù)，通過后續(xù)測量調(diào)整現(xiàn)澆箱梁線形的方法。

【關(guān)鍵詞】少支架支撐 現(xiàn)澆箱梁 預(yù)壓試驗(yàn) 調(diào)模技術(shù) 后續(xù)測量

1 概述

某長江公路大橋位于江蘇省啟東市，該橋北引橋上部結(jié)構(gòu)采用跨徑為30m預(yù)應(yīng)力混凝土等高度連續(xù)箱梁，箱梁左右幅為分離式，共計(jì)三聯(lián)。跨徑布置為8×30+10×30+2×30m。梁高1.9m，箱梁頂面設(shè)有2%橫坡，采用箱梁繞橋面設(shè)計(jì)高程點(diǎn)旋轉(zhuǎn)形成，箱梁橫斷面中心線不垂直于大地，而且與墩中心線不在一條直線上。箱梁為雙向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，主梁除布置縱向預(yù)應(yīng)力束外，在橋面板內(nèi)設(shè)有橫向預(yù)應(yīng)力束。按照設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)澆箱梁每段按單幅兩跨推進(jìn)施工，每聯(lián)（除第三聯(lián)）首跨施工段長度為65.5m，尾跨施工段為54.5m，中間施工段為60m（均指沿路中心線處弧長，包含伸縮縫寬度）。由于箱梁投影線穿越區(qū)域地表及地層地質(zhì)承載力較差，且現(xiàn)澆箱梁跨越鄉(xiāng)村道路，行人與車輛較多，為確保施工質(zhì)量及安全，現(xiàn)澆箱梁采用少支點(diǎn)鋼管落地支架進(jìn)行混凝土現(xiàn)澆施工。

2 少支點(diǎn)鋼管落地支架施工

少支架支撐體系由支架基礎(chǔ)（PHC樁及承臺）、鋼管樁立柱、平聯(lián)、砂箱、承重橫梁、貝雷桁架縱梁、底模系統(tǒng)（型鋼分配梁和底模板）組成如圖1所示。

圖1 現(xiàn)澆箱梁少支架支撐體系標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

每跨箱梁施工搭設(shè)四排支架，標(biāo)準(zhǔn)布置間距為9.0m+7.5m+9.0m，邊排支架利用設(shè)計(jì)橋墩承臺為基礎(chǔ)，中間兩排支架采用PHC管樁加承臺結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。根據(jù)橋梁曲線要素及基礎(chǔ)布置，準(zhǔn)確計(jì)算出PHC管樁和承臺結(jié)構(gòu)坐標(biāo)，采用GPS或全站儀精確放樣出管樁位置，沉樁垂直度及標(biāo)高通過全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行過程觀測和控制。承臺采用全站儀放樣角點(diǎn)，并放樣出鋼管樁支架設(shè)計(jì)位置，以此預(yù)埋錨筋和錐形螺母。鋼管樁立柱垂直度通過兩臺J2經(jīng)緯儀進(jìn)行控制。實(shí)測鋼管樁立柱頂高程并放樣出卸荷砂箱位置，按照實(shí)測的高程確定砂箱高度。

3 預(yù)壓試驗(yàn)

現(xiàn)澆箱梁支撐體系預(yù)壓的目的是為了盡可能真實(shí)的模擬現(xiàn)澆箱梁施工荷載情況，檢驗(yàn)支架的整體穩(wěn)定性和強(qiáng)度，較為準(zhǔn)確的計(jì)算出支架系統(tǒng)的非彈性變形值和彈性變形值，以確定其安全性和箱梁立模標(biāo)高，保證箱梁在澆注混凝土后滿足設(shè)計(jì)的外形尺寸和撓度要求，確保其線形美觀。預(yù)壓荷載擬定為箱梁自重的1.2倍，每聯(lián)首跨施工段長度65.5m，最大砼澆筑方量約677m3，其總重G=677×2.5=1692.5t，則預(yù)壓總荷載N=1.2G=2031t，按照均布水袋或砂袋荷載進(jìn)行總荷載預(yù)壓。每個(gè)水袋裝水7.2×3.6×1.5=38.88t，總共需54個(gè)水袋，總載38.88t×54=2099.5t≈2031t，能夠滿足預(yù)壓荷載要求。30m現(xiàn)澆箱梁支架預(yù)壓水袋布置示意圖2所示。

圖2 30m現(xiàn)澆箱梁支架預(yù)壓水袋布置示意圖

3.1 準(zhǔn)備工作

利用全站儀在型鋼分配梁上放樣出底模中心線，并安裝底模板就位，初步調(diào)整標(biāo)高，使底模高程比設(shè)計(jì)高程高1cm。為避免與水袋布置位置相互影響，支架沉降觀測點(diǎn)布設(shè)在箱梁底模板下分配梁上，共布設(shè)84個(gè)，位置分別在鋼管樁立柱和跨中位置，按照中心線對稱布設(shè)；同時(shí)在支架基礎(chǔ)的承臺上設(shè)置基礎(chǔ)沉降觀測點(diǎn)18個(gè)。測點(diǎn)布置情況如圖3所示：

圖3 30m現(xiàn)澆箱梁沉降觀測點(diǎn)平面布置圖

3.2觀測方法

為便于觀測，采用細(xì)鋼絲繩懸掛重錘法將支架沉降觀測點(diǎn)引至地面以上，通過調(diào)節(jié)鋼絲繩長度用水準(zhǔn)儀觀測，使重錘在同一視線高處，并在重錘上用雙面膠帶粘貼短鋼尺。在箱梁施工區(qū)域外布設(shè)沉降觀測水準(zhǔn)基點(diǎn)和副點(diǎn)，預(yù)壓施工前采用NA2精密水準(zhǔn)儀對所有觀測點(diǎn)進(jìn)行測量并做好記錄，然后加載。加載應(yīng)按照混凝土澆注順序和速度分級進(jìn)行。各分級荷載施加完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行沉降觀測并計(jì)算測量成果進(jìn)行分析，觀測結(jié)果無異常情況方可進(jìn)行下一級荷載的施加。全部加載完畢后以12h為一個(gè)觀測單位進(jìn)行連續(xù)觀測，如連續(xù)2天觀測支架沉降小于1mm則可認(rèn)為支架沉降基本穩(wěn)定，此時(shí)可以進(jìn)行卸載。卸載完成后，再次對各測點(diǎn)進(jìn)行觀測。

4 數(shù)據(jù)處理分析及結(jié)論

經(jīng)過觀測，在2天內(nèi)各斷面最大下沉量如圖4所示。

圖4 各斷面最大沉降量圖

由此圖4和現(xiàn)場數(shù)據(jù)可以看出，在支架跨中和箱梁節(jié)段的端頭位置沉降變形較大，而翼緣位置變形較小。及時(shí)整理預(yù)壓中的原始數(shù)據(jù)，計(jì)算出支架彈性變形量和非彈性變形量。彈性變形值和非彈性變形值可用以下公式進(jìn)行計(jì)算：

彈性變形值h彈 =卸載后高程h3-加載完成后高程h2

非彈性變形值h非=預(yù)壓前高程h1-卸載后高程h3

按照二次拋物線公式qx=q（1-4x2/l2），計(jì)算調(diào)校模板時(shí)所對應(yīng)斷面的預(yù)拱度，則該斷面的底模預(yù)拱度為h預(yù)=彈性變形值h彈+設(shè)計(jì)預(yù)拱度h設(shè)（本橋設(shè)計(jì)為0）。

經(jīng)測量，支架基礎(chǔ)沉降變化較小，可以認(rèn)為無沉降。

6 結(jié)語

通過預(yù)壓試驗(yàn)得到了支架系統(tǒng)的變形數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)了支架的整體受力性能，減小了支架的非彈性變形，確定了支架的預(yù)拱度，提高了施工精度，使箱梁整體線形流暢美觀。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：張?zhí)鞚?982—），男，重慶人，主要從事施工測量工作。