少支點落地鋼管支架現澆箱梁預壓與調模測量技術

張天濤 羅友華

【摘 要】采用少支點支架法施工整體現澆箱梁，既可保證工程質量，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，因此少支點支架法是城市現有道路改建為城市高架路的重要施工方法。本文介紹了現澆箱梁采用少支架施工工藝中的測量方法，預壓試驗的沉降變形測量技術，通過后續測量調整現澆箱梁線形的方法。

【關鍵詞】少支架支撐 現澆箱梁 預壓試驗 調模技術 后續測量

1 概述

某長江公路大橋位于江蘇省啟東市，該橋北引橋上部結構采用跨徑為30m預應力混凝土等高度連續箱梁，箱梁左右幅為分離式，共計三聯。跨徑布置為8×30+10×30+2×30m。梁高1.9m，箱梁頂面設有2%橫坡，采用箱梁繞橋面設計高程點旋轉形成，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。箱梁為雙向預應力混凝土結構，主梁除布置縱向預應力束外，在橋面板內設有橫向預應力束。按照設計要求，現澆箱梁每段按單幅兩跨推進施工，每聯（除第三聯）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域地表及地層地質承載力較差，且現澆箱梁跨越鄉村道路，行人與車輛較多，為確保施工質量及安全，現澆箱梁采用少支點鋼管落地支架進行混凝土現澆施工。

2 少支點鋼管落地支架施工

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

圖1 現澆箱梁少支架支撐體系標準斷面圖

每跨箱梁施工搭設四排支架，標準布置間距為9.0m+7.5m+9.0m，邊排支架利用設計橋墩承臺為基礎，中間兩排支架采用PHC管樁加承臺結構基礎。根據橋梁曲線要素及基礎布置，準確計算出PHC管樁和承臺結構坐標，采用GPS或全站儀精確放樣出管樁位置，沉樁垂直度及標高通過全站儀和水準儀進行過程觀測和控制。承臺采用全站儀放樣角點，并放樣出鋼管樁支架設計位置，以此預埋錨筋和錐形螺母。鋼管樁立柱垂直度通過兩臺J2經緯儀進行控制。實測鋼管樁立柱頂高程并放樣出卸荷砂箱位置，按照實測的高程確定砂箱高度。

3 預壓試驗

現澆箱梁支撐體系預壓的目的是為了盡可能真實的模擬現澆箱梁施工荷載情況，檢驗支架的整體穩定性和強度，較為準確的計算出支架系統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高，保證箱梁在澆注混凝土后滿足設計的外形尺寸和撓度要求，確保其線形美觀。預壓荷載擬定為箱梁自重的1.2倍，每聯首跨施工段長度65.5m，最大砼澆筑方量約677m3，其總重G=677×2.5=1692.5t，則預壓總荷載N=1.2G=2031t，按照均布水袋或砂袋荷載進行總荷載預壓。每個水袋裝水7.2×3.6×1.5=38.88t，總共需54個水袋，總載38.88t×54=2099.5t≈2031t，能夠滿足預壓荷載要求。30m現澆箱梁支架預壓水袋布置示意圖2所示。

圖2 30m現澆箱梁支架預壓水袋布置示意圖

3.1 準備工作

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，初步調整標高，使底模高程比設計高程高1cm。為避免與水袋布置位置相互影響，支架沉降觀測點布設在箱梁底模板下分配梁上，共布設84個，位置分別在鋼管樁立柱和跨中位置，按照中心線對稱布設；同時在支架基礎的承臺上設置基礎沉降觀測點18個。測點布置情況如圖3所示：

圖3 30m現澆箱梁沉降觀測點平面布置圖

3.2觀測方法

為便于觀測，采用細鋼絲繩懸掛重錘法將支架沉降觀測點引至地面以上，通過調節鋼絲繩長度用水準儀觀測，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。在箱梁施工區域外布設沉降觀測水準基點和副點，預壓施工前采用NA2精密水準儀對所有觀測點進行測量并做好記錄，然后加載。加載應按照混凝土澆注順序和速度分級進行。各分級荷載施加完成后應及時進行沉降觀測并計算測量成果進行分析，觀測結果無異常情況方可進行下一級荷載的施加。全部加載完畢后以12h為一個觀測單位進行連續觀測，如連續2天觀測支架沉降小于1mm則可認為支架沉降基本穩定，此時可以進行卸載。卸載完成后，再次對各測點進行觀測。

4 數據處理分析及結論

經過觀測，在2天內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和現場數據可以看出，在支架跨中和箱梁節段的端頭位置沉降變形較大，而翼緣位置變形較小。及時整理預壓中的原始數據，計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行計算：

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），計算調校模板時所對應斷面的預拱度，則該斷面的底模預拱度為h預=彈性變形值h彈+設計預拱度h設（本橋設計為0）。

經測量，支架基礎沉降變化較小，可以認為無沉降。

6 結語

通過預壓試驗得到了支架系統的變形數據，檢驗了支架的整體受力性能，減小了支架的非彈性變形，確定了支架的預拱度，提高了施工精度，使箱梁整體線形流暢美觀。

參考文獻：

[1] 萬金輝.現澆支架預壓沉降觀測方案[J].科技信息，2009（09）.

[2] 吳靜華.淺談高速公路橋梁現澆箱梁預壓沉降測量觀測[J].黑龍江交通科技[J]，2012（11）.

作者簡介：張天濤（1982—），男，重慶人，主要從事施工測量工作。