淺析現澆預應力連續梁支頂架沉降控制技術

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的發展，現澆預應力箱型連續梁的應用越來越廣泛。正是由于該種橋梁施工技術應用的廣泛性，施工中的某些技術要點未得到嚴格、認真的分析而被忽視，導致了梁體底板或頂板開裂、線形失真等質量事故的發生。一旦出現此類質量問題，補強非常困難，極易留下質量隱患，降低結構的強度和耐久性。因此，有必要針對連續梁支頂架沉降的施工關鍵技術進行研究探索。

1 概述

本項目按高速公路標準設計，預應力連續梁總長150 m，梁面總寬8.5 m，采用支架現澆法施工，支頂架搭設高度約11 m，整聯一次立架現澆、整體張拉預應力連續梁。連續梁跨中截面形式，見圖1。

圖1 連續梁跨中截面形式圖

地基基礎為開發區回填土，由于雨季偏多，土質含水量較大；地勢低，周邊排水困難，必須經過地基處理后方能搭設支頂架，方案經濟性比選后決定采用門式腳手架滿布式搭設。

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，然后對原土進行碾壓，密實度須達到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%的水泥穩定石粉并碾壓；若原土含水量大無法壓實，則須進行換土后分層壓實；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，在地基處理后設好排水溝。

2.2 支頂架搭設

在處理完的地基面上鋪設模板及方木后進行腳手架的搭設。首先對支頂架受力穩定性、方木撓度等進行詳細分析驗算后確定搭設方案，搭設時嚴格按規范進行。采用鋼管進行縱橫向聯結，并每隔一定的距離都要用剪刀撐的形式聯系，上下層腳手架的聯系要緊密，支撐架要垂直，見圖2。

2.3 支頂架預壓

支頂架搭設完畢并驗收后，鋪設梁底模板前進行支架加載預壓試驗，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時在全部荷載作用下的彈性變形，以確定梁底施工時的標高，進而最終使成型的梁體標高符合設計要求，保證梁體線形和澆筑質量。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時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壓。

預壓前仔細檢查支架各節點是否連接牢固可靠，同時做好原始觀測記錄，預壓時各點壓重要均勻對稱，防止出現反常情況，預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 預壓流程

設置沉降觀測點并測量初始值→支架模板加載→沉降觀測→沉降穩定→根據施工進度逐步卸載→調整支架及模板。

2.3.2 預壓施工方法

（1）在底模及外側模完成達到綁扎鋼筋條件后進行支頂架預壓，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、底部及砼墊層基礎面設置觀測點。

（2）根據實際情況，可采用砂袋預壓，重量及放置位置應符合設計要求。

（3）預壓觀測：在加載預壓前觀測一次，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＝預壓卸載后高程－預壓完成時高程；支架塑性沉降量＝預壓前高程－預壓完成時高程。

圖2 現澆梁支頂架搭設示意圖

2.4 支頂架預拱度設置

根據《公路橋涵施工技術規范》規定，結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據

受載后由于桿件接頭的擠壓和卸落設備壓縮而產生的非彈性變形，按規范沉落值參考數據采用：

接頭承壓非彈性變形：木與木 1.5 mm/接頭

木與鋼 2 mm/接頭

卸落設備的壓縮變形：木楔接縫壓縮 1 mm

2.4.3 支架基礎在受載后的沉陷，通過地基預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、預壓試驗等因素后，確定本工程支架的預拱度值為22.5 mm，在標準跨跨中底模預留最大拱度值，其余各點按二次拋物線分配。

3 支頂架沉降測量

3.1 沉降觀測點設置

分別于每孔梁的結構中線、底板兩條邊緣線的 L/4、L/2、3L/4位置共設置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、預應力施工完成后進行四次沉降觀測，測試各點標高，以確定梁體最終沉降情況。

3.3 沉降觀測記錄

對支架的沉降值進行觀測記錄與結果分析。

4 結束語

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

支架法現澆預應力箱梁受諸多因素影響，方案的制定應密切結合施工現場實際，逐一驗算、論證，并進行技術、經濟對比，擇優選用。在承載力良好、穩定的地基上現澆箱梁時，可優先考慮滿布支架法的方案。支架預壓是箱梁現澆前的重要環節，加載順序及荷載大小應與設計及實際情況吻合，并進行詳細的觀測及分析，得出支架的彈性變形及非彈性變形量，進而最終獲得預拱度值，但應注意保持增加混凝土荷載與減少預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.大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術［J］.中國公路學報，2002