現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架預(yù)壓工藝及重要性探究

蘇君

摘 要：連續(xù)箱梁一般為大體積混凝土現(xiàn)澆施工，箱梁受力除了承受抗壓、抗彎外，還要承受較大的扭矩。現(xiàn)澆梁施工能否成功的關(guān)鍵在于支架的穩(wěn)定性和變形量。預(yù)壓法是指預(yù)先在支架體系上施加一定的靜態(tài)壓力，檢測(cè)支架、地基等的彈性與非彈性變形值，用來(lái)檢驗(yàn)支架的穩(wěn)定性，為支架體系的搭設(shè)及預(yù)拱度設(shè)置提供指導(dǎo)數(shù)據(jù)。本文從現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架預(yù)壓工藝以及其重要性進(jìn)行研究探討。

關(guān)鍵詞：支架預(yù)壓工藝；連續(xù)箱梁；支架施工

一、支架預(yù)壓工藝

（一）支架類型

在進(jìn)行箱梁混凝土澆筑之前，應(yīng)該按照箱梁自重荷載對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓工藝來(lái)消除非彈性變化量。根據(jù)橋梁建設(shè)工程預(yù)壓方案來(lái)看，主要有水袋加載、沙袋加載和混合加載三類。對(duì)于使用哪種預(yù)壓方案，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，應(yīng)該通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體條件來(lái)選擇合適的預(yù)壓施工方案。

一般的施工方案都會(huì)選擇支架法現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，選擇不同支架形式需要花費(fèi)的工費(fèi)、機(jī)械費(fèi)和工期都有所不同?，F(xiàn)澆連續(xù)梁支架通常由不同的支架相結(jié)合的形式，例如梁式支架、滿堂式鋼管腳手支架、門型腳手架、碗扣型腳手架等方式。不同的支架類型有不同的特點(diǎn)和適用條件。

梁式支架由于自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以跨越道路、河流的結(jié)構(gòu)物，可以滿足正常車輛通行、通航的要求。通過(guò)采用大跨度的梁式支架法施工方案，能夠在滿足正常施工的過(guò)程中減少對(duì)交通的影響。

碗扣型腳手架接頭結(jié)構(gòu)合理，能夠根據(jù)具體要求，組成不同功能的施工裝備。組裝簡(jiǎn)單，只要一把錘頭就能完成安裝工作。工藝簡(jiǎn)單，成本中等，不易丟失，經(jīng)碰耐磕，便于管理運(yùn)輸。

門式腳手架是應(yīng)用最廣的腳手架之一，但是這種腳手架安全保證較差，施工工效低。不能適應(yīng)基本建設(shè)工程發(fā)展的需要。

（二）地基的處理

地基處理的好壞關(guān)系著上層建筑的牢固與否。如果地基處理不夠好，那么上層建筑有可能倒塌，而地基處理的目的就是使地基達(dá)到建筑工程所需要的條件。地基處理方式有各種各樣，例如換填法，預(yù)壓法，強(qiáng)夯法，砂石樁法，深層攪拌法。

一般情況下進(jìn)行地基處理所采用的方式應(yīng)綜合考慮箱梁的斷面尺寸和支架形式對(duì)地基的要求進(jìn)行確定。如果支架的跨徑較大，則支架對(duì)地基的要求就相對(duì)較高，因此對(duì)于地基的處理方式應(yīng)加強(qiáng)，反之則處理方式應(yīng)減弱。根據(jù)相關(guān)的規(guī)范可以知道，進(jìn)行地基處理的方式主要包括地基換填壓實(shí)、混凝土條形基礎(chǔ)以及樁基礎(chǔ)加混凝土橫梁等。在進(jìn)行地基的處理時(shí)，應(yīng)根據(jù)要求做好地基的排水措施，防止水對(duì)地基產(chǎn)生不利的作用。當(dāng)?shù)鼗幚硗瓿芍螅瑒t需要對(duì)地基的承載力進(jìn)行檢測(cè)，一般情況下可以采取的檢測(cè)方法包括原位動(dòng)力觸探取樣室內(nèi)試驗(yàn)，或者輕型動(dòng)力觸探。根據(jù)規(guī)范的要求，地基的承載力應(yīng)控制在支架立柱豎向集中力所傳遞的壓強(qiáng)以上，并且還應(yīng)滿足安全系數(shù)的要求，在規(guī)范的條款中安全系數(shù)一般取為1.2。

（三）支架架設(shè)

在進(jìn)行支架的搭設(shè)施工之前，應(yīng)綜合考慮梁底、縱橫向方木大小和地面的標(biāo)高進(jìn)行支架的選擇，一般情況下應(yīng)安排架子工和木工進(jìn)行支架的搭設(shè)作業(yè)。對(duì)于支架的扣件的連接應(yīng)采用扭力扳手進(jìn)行擰緊。支架應(yīng)確保滿足垂直和水平的要求。在梁底模板施工之前，應(yīng)在要求的位置放置縱橫向的斜撐。這樣可以有效的確保支架體系的剛度和穩(wěn)定性。當(dāng)支架完成支力之后，應(yīng)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查，根據(jù)要求所有的節(jié)點(diǎn)均應(yīng)進(jìn)行檢查，節(jié)點(diǎn)應(yīng)確保扣接緊密，傳力可靠。在進(jìn)行碗扣式支架的搭設(shè)時(shí)，所設(shè)置的縱橫方向的間距和豎向間距應(yīng)滿足成承載力計(jì)算的要求。根據(jù)要求，在碗扣式支架的縱橫向應(yīng)設(shè)置斜撐以確保支架的穩(wěn)定性，并且需要采用扣件進(jìn)行連接以確保牢固。在進(jìn)行立桿和橫桿的安裝時(shí)，應(yīng)按照從底部向頂部的順序進(jìn)行立桿和橫桿的連接。立桿在進(jìn)行安裝時(shí)應(yīng)確保位于墊塊的中心，并且需要對(duì)其垂直度進(jìn)行檢查，一般情況下立桿的垂直度偏差應(yīng)控制在1%以內(nèi)。一般情況下，對(duì)于一個(gè)作業(yè)面內(nèi)的底部底桿和部分橫桿應(yīng)先全部安裝完成之后方可向上進(jìn)行安裝。為了有效的確保碗扣式支架的穩(wěn)定性，應(yīng)進(jìn)行斜桿的安裝。根據(jù)相關(guān)要求，斜桿應(yīng)安裝在節(jié)點(diǎn)上，并且采用扣件進(jìn)行連接已確保牢固。

（四）荷載的確認(rèn)與施加

對(duì)于支架的荷載主要包括梁體混凝土自重、模板重量、支架重量、施工荷載、風(fēng)力以及其他可能產(chǎn)生的荷載等。在現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工之前，應(yīng)先對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，這一個(gè)關(guān)鍵的工序。在預(yù)壓試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)測(cè)量應(yīng)確保支架的施工預(yù)拱度和下沉量，通過(guò)這種方式可以有效的控制梁體變形下沉后的高程。在預(yù)壓試驗(yàn)過(guò)程中，所設(shè)置的荷載應(yīng)滿足梁體施工中和施工后的荷載分布情況。根據(jù)相關(guān)的施工工藝要求，首先應(yīng)先進(jìn)行底模的安裝，在支架施工完成之后再采用方木進(jìn)行鋪墊，接著支架托承的方式進(jìn)行底模橫坡和縱坡的調(diào)整。對(duì)于支架的預(yù)壓一般情況下應(yīng)分成幾個(gè)等級(jí)進(jìn)行荷載的施加。荷載等級(jí)分布為0%、20%、40%、60%、80%以及110%。在荷載施工過(guò)程中應(yīng)逐級(jí)進(jìn)行觀測(cè)。如果有特別要求則可以將荷載提高至120%。

常用的加載材料和方式有：

1）沙袋加載。在預(yù)壓試驗(yàn)中應(yīng)按照混凝土的澆筑順序進(jìn)行荷載的施加。在沙袋的堆放過(guò)程中，應(yīng)確保沙袋的高度、寬度等滿足要求。沙袋應(yīng)均勻進(jìn)行放置，并且需要進(jìn)行過(guò)磅，這樣有利于進(jìn)行加載量的計(jì)算。

2）水箱預(yù)壓。水箱采用鋼模。鋼模內(nèi)應(yīng)滿鋪瀝青油布以起到防漏水的作用。水箱內(nèi)儲(chǔ)存滿足水之后即可預(yù)壓荷載。水壓法具有操作簡(jiǎn)單、安全可靠、省時(shí)省力、受力均衡特點(diǎn)。采用常規(guī)的預(yù)壓法只對(duì)支架進(jìn)行垂直向的加載，而采用水壓法則可以對(duì)箱梁的側(cè)模剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)。但是如果取水存在困難的情況下，則會(huì)限制水壓法的應(yīng)用。

3）鋼錠、鋼筋及較重的混凝土塊等作為加載重物。采用這種方式進(jìn)行預(yù)約需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題時(shí)配重的獲取方式，以及起重設(shè)備的配套選擇。

4）預(yù)壓材料可以采用沙袋和水袋相結(jié)合的方式。比如說(shuō)在某現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工工程中進(jìn)行支架的預(yù)壓采用橡膠水囊作為荷載。這種預(yù)壓的方式取得了非常良好的效果。橡膠水囊預(yù)壓的方式可以對(duì)實(shí)際的荷載情況進(jìn)行模擬，并且可以對(duì)不同部位分配相應(yīng)的荷載?？紤]到箱梁腹板、橫梁處與箱梁底板處的自重相差較大，因此需要根據(jù)工程的實(shí)際荷載位置進(jìn)行預(yù)約位置的選擇。在預(yù)壓試驗(yàn)過(guò)程中，所確定的加載總重量為設(shè)計(jì)重量的120%，這樣可以有效的消除支架的非彈性變形，并且可以確保支架實(shí)際施工中所產(chǎn)生的恒載和臨時(shí)動(dòng)荷載均在預(yù)壓的荷載范圍之內(nèi)。需要特別注意的是，在預(yù)壓的過(guò)程中不可以采取均勻加載的方式，這是因?yàn)椴捎眠@種方式在預(yù)壓過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)是穩(wěn)定的問(wèn)題，但是在實(shí)際的箱梁施工中就有可能出現(xiàn)支架失穩(wěn)的問(wèn)題。

二、支架預(yù)壓實(shí)驗(yàn)觀測(cè)技術(shù)

（一）實(shí)驗(yàn)觀測(cè)目的和內(nèi)容

在支架預(yù)壓施工之前，應(yīng)根據(jù)支架所受到的荷載情況對(duì)支架進(jìn)行計(jì)算，從而確保其強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性滿足要求，之后方可正式開(kāi)始進(jìn)行荷載的施加。

（二）觀測(cè)方法及數(shù)據(jù)整理

在支架預(yù)壓過(guò)程中，應(yīng)對(duì)支架的變形量進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量所采取的基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)為距離支架一定范圍之外的某一永久不動(dòng)點(diǎn)。考慮到梁式結(jié)構(gòu)支架頂面的沉降值是無(wú)法反映各個(gè)支撐點(diǎn)的沉降值，因此不僅需要在支架頂面處設(shè)置沉降點(diǎn)，同時(shí)還應(yīng)在支架的基礎(chǔ)、立柱、橫梁以及縱梁頂面處設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，從而確保所觀測(cè)的沉降值能夠切實(shí)反映支架的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性。在預(yù)壓過(guò)程中，對(duì)支架進(jìn)行觀測(cè)的主要內(nèi)容為地基基礎(chǔ)沉降、支架壓縮以及支架垂直度。觀測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行。觀測(cè)儀器一般采用水準(zhǔn)儀和全站儀。水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足精度的要求。

從整體的角度對(duì)支架的沉降進(jìn)行分析，如果在每級(jí)荷載施加之后，支架的沉降量變化相對(duì)均勻，這就可以表明在支架上施加荷載之后，整個(gè)支架體系的沉降量是整體發(fā)生的，并且各層的沉降量是保持均勻的。這樣就可以判斷在實(shí)際的施工過(guò)程中，支架不會(huì)出現(xiàn)較大的不均勻沉降而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的問(wèn)題。

（三）預(yù)壓時(shí)間

預(yù)壓時(shí)間的確定應(yīng)綜合考慮地質(zhì)情況、梁體自重以及支架裂縫等因素。一般情況下預(yù)壓的時(shí)間應(yīng)控制在4～5d之間。當(dāng)支架的變形基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之后即可開(kāi)始進(jìn)行荷載的卸除。

三、工程實(shí)例

本工程為某一大橋引橋工程。該橋?yàn)檫B續(xù)箱梁，共6跨，每跨的長(zhǎng)度為40m。主梁為單箱雙室斷面。施工中采用的支架為貝雷梁式支架。需要對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓以測(cè)定出其彈性變形。預(yù)壓荷載采用鋼錠、砂袋。采用分級(jí)加載的方式。該預(yù)壓試驗(yàn)主要是測(cè)定預(yù)壓過(guò)程中支架中的應(yīng)力和應(yīng)變。

經(jīng)過(guò)結(jié)果分析，支架立柱在壓縮過(guò)程中產(chǎn)生最大的變形量為-6.4m，最小為-1.1mm。卸載過(guò)程中支架立柱回彈量為+5.3mm，最小回彈量為+0.6m。從以上，檢驗(yàn)結(jié)果綜合分析得出，立柱最大壓應(yīng)力為112.035MPa，立柱最小壓應(yīng)力為19.068MPa。以上數(shù)值顯示，在預(yù)壓過(guò)程中結(jié)構(gòu)中各桿件應(yīng)力在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，能夠更加精確地指導(dǎo)施工。

四、結(jié)語(yǔ)

在檢驗(yàn)支架整體受力性能方面，我們發(fā)現(xiàn)用支架施工法中的預(yù)壓可以有效的對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。為了確保工程質(zhì)量，我們要在工程當(dāng)中著力分析支架的特殊性，并且還需要對(duì)其采取相對(duì)應(yīng)的技術(shù)措施。除此以外，支架預(yù)壓也能夠提高結(jié)構(gòu)的安全性，能夠避免類似于支架倒塌的事故發(fā)生。

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