連續(xù)梁支架預(yù)壓施工技術(shù)應(yīng)用

余 浩

（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司，山西 太原 030000）

1 工程概況

森林大道特大橋40m+64m+40m 連續(xù)梁跨越既有森林大道，全長(zhǎng)145.7m，有效長(zhǎng)度為40m+64m+40m。連續(xù)梁梁體為單箱單室直腹板結(jié)構(gòu)，連續(xù)梁梁部共35 個(gè)節(jié)段，其中0# 梁段在支架上現(xiàn)澆，長(zhǎng)11m；1#～7#梁段各4 個(gè)，為懸臂澆筑節(jié)段，長(zhǎng)度分別為3.0m+3×3.5m+3×4.0m；2 個(gè)9#梁段（邊跨現(xiàn)澆段）長(zhǎng)7.75m，采用支架現(xiàn)澆。箱梁頂寬7.6m，箱梁底寬4.5m，頂板厚度為35cm；腹板厚度分別為40cm、60cm，中支點(diǎn)局部加厚至80cm，底板厚由跨中的35cm 按圓曲線變化至中支點(diǎn)梁根部的60cm，中支點(diǎn)處局部加厚至120cm，全橋設(shè)5 個(gè)橫隔板，分別設(shè)置于端支點(diǎn)、中支點(diǎn)、中跨跨中截面。

2 支架形式

森林大道連續(xù)梁主墩處地形較平坦，地質(zhì)條件較好，橋下無(wú)障礙，地基具有較好的承載力和均勻性，加之主墩墩身高度7～7.5m。經(jīng)綜合研究決定，連續(xù)梁0#塊支架采用碗扣式滿堂支架。

支架順橋向和橫橋向立面圖如圖1、圖2 所示。立桿順橋向間距0.6m，立桿橫橋向間距：翼緣板、頂板區(qū)0.6m，腹板區(qū)0.3m，具體布置方式為2×0.9m+3×0.6m+4×0.3m+4×0.6m+4×0.3m+3×0.6m+2×0.9m，共12m。水平橫桿步距1.2m，頂部局部調(diào)節(jié)段采用0.3m，架底掃地桿距離地面應(yīng)≤0.3m。剪力撐橫橋向和順橋向間距均為3.9m，沿支架高度方向?yàn)?.6m。架體上碗扣設(shè)置底模托架，底模托架上放置橫向分配方木，方木采用15cm×15cm。橫向方木上放置10cm×10cm 縱向方木，縱向方木腹板下按25cm 間距布置，其余位置按30cm 間距布置，其上放置底模。底模由厚度為1.5cm的竹膠板制作而成。側(cè)模采用組合鋼模板，鋼模和架體之間設(shè)置豎向、斜向方木支撐，以保持穩(wěn)定。支架基礎(chǔ)采用100mm×100mm 的木塊，支撐于C25 混凝土基礎(chǔ)上，混凝土基礎(chǔ)厚度200mm，地基承載力應(yīng)≥155kPa。

3 施工工藝

3.1 預(yù)壓目的

通過(guò)對(duì)連續(xù)梁0#塊施工支架的預(yù)壓試驗(yàn)，檢驗(yàn)支架的加工及安裝質(zhì)量和結(jié)構(gòu)可靠性，測(cè)出支架及地基的彈性變形及非彈性變形值，并以此為依據(jù)設(shè)置支架、模板預(yù)留變形量。

圖1 支架順橋向立面圖（單位：mm）

圖2 支架橫橋向立面圖（單位：mm）

3.2 預(yù)壓流程

支架預(yù)壓應(yīng)在支架結(jié)構(gòu)驗(yàn)收合格后進(jìn)行，預(yù)壓流程：支架驗(yàn)收→預(yù)制塊就位→測(cè)點(diǎn)布設(shè)及初始值測(cè)量→第一級(jí)加載（最大施工荷載的60%）→預(yù)壓監(jiān)測(cè)→第二級(jí)加載（最大施工荷載的100%）→預(yù)壓監(jiān)測(cè)→第三級(jí)加載（最大施工荷載的110%）→預(yù)壓監(jiān)測(cè)→卸載→卸載監(jiān)測(cè)→預(yù)壓報(bào)告[1]。

3.3 測(cè)點(diǎn)布設(shè)

連續(xù)梁0#塊底模和支架基礎(chǔ)分別設(shè)4 個(gè)觀測(cè)斷面，分別位于距梁端10cm 處和距離墩頂中心線165cm 處，每個(gè)斷面5 個(gè)測(cè)點(diǎn)：兩側(cè)翼緣板邊各設(shè)置1 個(gè)測(cè)點(diǎn)，兩側(cè)腹板中心線處各設(shè)置1 個(gè)測(cè)點(diǎn)、底板中心線處設(shè)置1個(gè)測(cè)點(diǎn)。中間測(cè)點(diǎn)在混凝土塊吊裝時(shí)空出位置。

3.4 荷載計(jì)算

0#塊全長(zhǎng)為11m，頂板寬度為7.6m，底板寬度為4.5m，0#塊混凝土總量為165.4m3，墩頂寬度為3.2m，0#塊橫隔梁部分重量由墩身承擔(dān)，故實(shí)際支架受力主要是0#塊懸臂長(zhǎng)度兩側(cè)各3.9m 的重量及模板荷載和施工荷載。0#塊懸臂長(zhǎng)度混凝土方量為98.275m3，鋼筋混凝土每方重量按2.6t 計(jì)算，則0#塊質(zhì)量為255.515t。

0#段支架承受的荷載由內(nèi)模及側(cè)模板系統(tǒng)重量、0#段懸臂部分梁體重量以及施工荷載共同組成，因底模預(yù)壓前已經(jīng)拼裝，其重量不計(jì)算在內(nèi)，荷載分布情況：0#段質(zhì)量為255.515t；懸臂段內(nèi)、外模質(zhì)量為2t+29t=31t；施工人員及機(jī)具、振搗為5t。安全系數(shù)為1.1。

預(yù)壓質(zhì)量為291.515t×1.1=320.67t，則60%質(zhì)量為174.91t，100%質(zhì)量為291.515t，110%質(zhì)量為320.67t。

3.5 荷載分布

采用混凝土預(yù)制塊加載，整個(gè)預(yù)壓加載過(guò)程模擬實(shí)際混凝土施工時(shí)的荷載分布，按照先底板、再腹板、最后堆載頂板和翼板的順序進(jìn)行。

當(dāng)縱向加載時(shí)，宜從混凝土結(jié)構(gòu)跨中開始向支點(diǎn)處對(duì)稱布置；當(dāng)橫向加載時(shí)，應(yīng)從混凝土結(jié)構(gòu)中心線向兩側(cè)對(duì)稱布置[2]。預(yù)壓中由技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)控制荷載和加載位置，避免出現(xiàn)過(guò)大誤差而影響觀測(cè)結(jié)果，每級(jí)加載重量偏差應(yīng)控制在同級(jí)荷載的±5%以內(nèi)。在加載過(guò)程中注意將留設(shè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)保護(hù)好并留出測(cè)量空間。

預(yù)壓塊布置圖如圖3 所示，加載順序按照數(shù)字從小到大的順序進(jìn)行。

圖3 預(yù)壓塊布置圖（單位：m）

3.6 分級(jí)加載

支架拼裝完成后，遵循對(duì)稱原則，用吊車吊裝預(yù)制塊大小里程側(cè)支架同時(shí)加載，加載是整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程的中心環(huán)節(jié)，按規(guī)定的加載順序和監(jiān)測(cè)順序進(jìn)行。在試驗(yàn)過(guò)程中隨時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況立即停止加載，通過(guò)查明原因并采取對(duì)應(yīng)解決措施后方可繼續(xù)加載，具體步驟如下。

（1）預(yù)壓準(zhǔn)備。預(yù)壓前準(zhǔn)備好足夠的預(yù)壓用混凝土塊，按照混凝土塊實(shí)測(cè)幾何尺寸，計(jì)算出混凝土塊的質(zhì)量。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，共計(jì)混凝土預(yù)制塊120 塊，其中1m3的40 塊，單塊質(zhì)量為2.5t；1.5m3的74 塊，單塊質(zhì)量為3.75t。測(cè)量加載前各測(cè)點(diǎn)標(biāo)高并記錄。在加載過(guò)程中，由專人負(fù)責(zé)觀察墩身預(yù)埋件、支架等各構(gòu)件的變形情況，并做相應(yīng)記錄。

（2）第一級(jí)加載。按照支架所承受最大施工荷載的60% 進(jìn)行加載，取175t（1.5m3的混凝土塊46 塊，1m3的混凝土塊1 塊），加載完成1h 后測(cè)量并記錄各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高，之后每間隔6h 對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移量進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)記錄，當(dāng)相鄰兩次監(jiān)測(cè)位移平均值相差≤2mm 時(shí)，方可進(jìn)行后續(xù)加載[3]。

（3）第二級(jí)加載。按照支架所承受最大施工荷載的100%進(jìn)行加載，在第一級(jí)加載基礎(chǔ)上再增加117.5t加載（1.5m3的混凝土塊28 塊，1m3的混凝土塊5 塊），加載完成1h 后測(cè)量并記錄各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高，之后每間隔6h 對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移量進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)記錄，當(dāng)相鄰兩次監(jiān)測(cè)位移平均值相差≤2mm 時(shí)，方可進(jìn)行后續(xù)加載。

（4）第三級(jí)加載。按照支架所承受最大施工荷載的110%進(jìn)行加載，在前兩級(jí)加載基礎(chǔ)上再增加30t 加載（1m3的混凝土塊12 塊），加載完成后每隔6h 測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高并進(jìn)行記錄，當(dāng)連續(xù)12h 監(jiān)測(cè)位移平均值之差≤2mm 時(shí)，方可卸載。

（5）卸載。卸載時(shí)，先卸載至100%，持荷1h 后，測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高值并記錄；然后卸載至60%，持荷1h后測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高值并記錄，支架卸載完成6h 后，應(yīng)監(jiān)測(cè)記錄各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移量。

3.7 預(yù)壓報(bào)告

支架預(yù)壓完成后，根據(jù)所得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)圍繞支架基礎(chǔ)沉降量、支架平面位移量、支架彈性變形量和非彈性變形量展開分析，對(duì)支架安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)并確定立模標(biāo)高，最終形成支架預(yù)壓報(bào)告。預(yù)壓報(bào)告內(nèi)容：（1）工程項(xiàng)目名稱；（2）支架類別以及支架代表性區(qū)域的選擇；（3）支架豎直和水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；（4）支架安全性評(píng)價(jià)；（5）分析計(jì)算預(yù)拱度，確定立模標(biāo)高。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，支架預(yù)壓作為連續(xù)梁施工的重要控制環(huán)節(jié)，應(yīng)嚴(yán)格按照預(yù)壓流程進(jìn)行加載，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，以正確評(píng)價(jià)支架安全性和立模標(biāo)高。關(guān)于預(yù)拱度設(shè)置，要綜合考慮支架受載后產(chǎn)生的彈性變形和非彈性變形、梁自重所產(chǎn)生的撓度、支架基礎(chǔ)的沉降、張拉起拱等因素。