现浇混凝土箱梁支架预压的重要性

现浇混凝土箱梁支架预压的重要性

方传兵

（新疆北新路桥集团股份有限公司，新疆，乌鲁木齐，830011）

【摘要】混凝土现浇箱梁开始施工前进行支架预压是一步必不可少的施工工序，根据现场情况，在通行的高速公路上施工现浇箱梁，合理选择支架体系类型，箱梁支架荷载预压方式、观测点布置、预压方法，提出在预压过程中采取的措施。

【关键词】箱梁；支架；预压；重要性

一、工程概况

某跨线桥跨高速公路。箱梁结构形式采用单箱三室的变截面连续箱梁，跨径组合为42m+65m+42m，箱梁高度由2.0m按二次抛物线变化至3.9m，跨中梁高2.0m，中支点处梁高3.9m，65m的中跨跨高速公路，高速公路为双向4车道，路基宽度26m，施工中维持双向4车道的正常通行。

二、支架类型的选择

现浇箱梁支架预压是现浇箱梁施工的一步必不可少的施工工序，对于长度大的箱梁结构，在满足设计要求的前提下，应结合现场的具体条件，优先考虑选用施工方便，周转快，切实可行的支架，本桥综合考虑支架类型，以及结合现场施工条件，在通行的高速公路上采用门形支架，高速公路以外采用碗扣型钢管支架两种方式相结合的方案。

本桥门形支架的设计搭设充分考虑下穿道路的功能，避免车辆拥堵和行车安全，维持双向四车道，通行车道的净空高度不小于5.5米，宽度不小于8.5米。门形支架立柱基础采用钢筋混凝土基础，基础设在沥青混凝土路面上，经过设计计算，要求地基承载力不小于450MPa，检查地基承载力符合设计要求，立柱为50cm钢管上放双榀I45工字钢，纵梁采用I45工字钢，方可在其上浇筑立柱混凝土基础，安装立柱和横梁。

本桥高速公路以外采用碗扣型钢管支架的方案，支架搭设前对地基作处理，保证地基承载力符合设计要求，地基处理，将原地面80-120cm厚的腐殖土挖除，原基平整压实，填筑砂砾料,用压路机按照路基填筑每25cm一层分层压实，压实度大于95％。填筑到比高速公路路面顶低20cm，顶面按1.5％做成横向排水坡（桥中心向两侧排水）。顶面采用20㎝厚C20混凝土硬化，以增加地基的承载力和整体性，防雨防水。地基处理完后，在支架搭设范围地基基础四周80㎝外设排水沟，确保地基基础不受雨水浸泡。在混凝土硬化好的基础顶面上搭设碗扣型钢管支架，采用的碗口钢管规格为φ48mm×3.5mm。支架间距分区进行设计：经过设计计算其结构形式如下:纵向立杆间距在桥墩12m范围内加密为0.3m，其余均按0.6m间距布置；横向立杆在两侧翼缘板下按0.9m间距布置，其余按0.6m间距布置；水平横杆支架顶以下6.6m范围内按0.6m间距布置，其余均按0.9m布置；支架上纵向方木按0.6m间距布置；横向方木按0.3m间距布置，中墩12m范围内加密为0.2m。支架设剪刀撑，支架高度通过可调托座和可调底座调节。

三、箱梁支架荷载及预压

（一）预压方式：由于箱梁为变截面，箱梁支点处与跨中的自重相差较大，现场预压应完全模拟箱梁在施工中完成后的荷载分布情况。加载时，为考虑彻底消除非弹性变形，支架能够有一定安全富裕系数，确保施工过程中逐步形成的恒载和临时动载冲击都在预压范围内。采用按照箱梁自重120%加载,加载应充分模拟实际荷载情况进行逐步加载，预压荷载的布置应根据实际荷载布置。加载采用砂袋加载法，对各部位的实际荷载等量换算，在雨天要注意砂袋浸水之后变重，可能超过支架体系承重极限发生倒塌事故的危险，需要事先做好防护，注意全桥采用均匀加载预压的方法是不可取的，因为采用该方法很可能在预压时支架没有失稳现象，而在箱梁混凝土浇筑过程中由于各部位的荷载不一样，会突然出现支架失稳而导致倒塌现象。

（二）观测点布置:箱梁混凝土浇筑分两次，第一次浇筑底板和腹板，第二次浇筑翼缘板和顶板，两次浇筑均从两端向中间一次性浇筑，据此根据荷载变化情况，在每跨箱梁底部范围内距跨端1米和跨中布设4个测量断面，由梁端部向跨中分别按端部断面、1号断面、2号断面、跨中断面编号，每个断面布置4个测点。观测点采用钢钉钉入模板设置，并用红油漆做好醒目标记，以免加载时将测点破坏。预压前，须对各观测点进行编号并做好记录，同时编制支架预压变形实测记录表，采用水准仪进行支架变形测量：测量分三个阶段进行，加载前标高，加载后标高，卸载后标高，压载期为5天，在压载期内，每天测量一次观测点标高。压载结束后计算支架变形量。

（三）预压方法：1、加载顺序及大小，按支架要承受的箱梁最大自重120%和混凝土浇筑顺序从箱梁两端向中间进行预压。压载期为5天，在压载期内，每天测量一次观测点标高，待支架体系变形稳定后即可进行卸载，卸载由中间向两端进行。2、加载方法，砂袋加载法，为提高工作效率，采用可装1000kg和2000kg的可防雨水浸入的塑料编织袋，人工配合挖掘机装袋，装袋材料用现场的路基填料，选取每种规格的砂袋10个，过秤计量，确定装袋的重量，装袋完成后用吊车吊至压载位置，按实际受荷载等效截面高度堆放砂袋。累计加载的重量满足要求，注意荷载加载完毕，在砂袋上作标记，便于检查预压重量，加载、卸载时注意保证对称性。

（四）预压数据整理分析：1、支架非弹性变形量=预压前标高-卸载后标高；支架弹性变形量=卸载后标高-卸载前标高；支架体系预压观测数据如下,端部断面非弹性变形6-11mm、弹性变形13-18mm,1号断面非弹性变形5-9mm、弹性变形13-15mm,2号断面非弹性变形2-7mm、弹性变形10-12mm,，跨中断面非弹性变形2-5mm、弹性变形1-7mm,可以得出如下结论:箱梁支架预压体系所测非弹性变形最大值为11mm出现端部，非弹性变形最小值为2mm出现在跨中，弹性变形最大值为18mm出现在端部，弹性变形的最小值为1mm,出现在跨中，从以上数据分析中可以明显得出，端部处测点的非弹性和弹性变形值大于跨中的非弹性和弹性变形值，分析产生的原因主要是，与加载重量有关，由于梁为变截面，梁的端部比跨中要重的多，加载不一样，还与支架类型的类别有关，在箱梁的中跨跨中采用门形支架，其它部位采用碗口型钢管支架，门形支架的立柱没有连接节点，而碗口型钢管支架立柱有较多的连接节点，增多了非弹性变形量，因此支架体系的传力体系愈简单愈好，减少中间连接环节带来的非弹性变形。2、模板底部高程的控制，设计标高根据设计桥面曲线参数与桥面标高，推算箱梁底面设计标高。模板标高=设计标高+支架弹性变形量。模板安装后，整体测量高程，当不满足要求时，用支架上顶托座螺旋进行调整。

四、结语

通过施工实践证明，对支架进行预压，消除了支架地基的不均匀沉降和支架的非弹性变形并获取弹性变形参数，箱梁支架体系强度和刚度以及稳定性满足要求，有效检验支架体系整体受力性能和安全性，确定支架预拱度，为箱梁线形控制提供数据支持，提高箱梁施工精度，使成桥上部结构线形美观，质量符合要求。支架施工控制方案切实可行。确保了车辆的正常通行和现浇箱梁的顺利完成。箱梁支架预压非常重要。

参考文献：

[1]杨文渊，徐犇。桥梁施工工程师手册.北京：人民交通出版社，2006。