現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架預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鍵在于支架的穩(wěn)定性和變形量。預壓法是指預先在支架體系上施加一定的靜態(tài)壓力，檢測支架、地基等的彈性與非彈性變形值，用來檢驗支架的穩(wěn)定性，為支架體系的搭設及預拱度設置提供指導數(shù)據(jù)。本文從現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架預壓工藝以及其重要性進行研究探討。

關鍵詞：支架預壓工藝；連續(xù)箱梁；支架施工

一、支架預壓工藝

（一）支架類型

在進行箱梁混凝土澆筑之前，應該按照箱梁自重荷載對支架進行預壓工藝來消除非彈性變化量。根據(jù)橋梁建設工程預壓方案來看，主要有水袋加載、沙袋加載和混合加載三類。對于使用哪種預壓方案，在滿足設計要求的前提下，應該通過施工現(xiàn)場的具體條件來選擇合適的預壓施工方案。

一般的施工方案都會選擇支架法現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，選擇不同支架形式需要花費的工費、機械費和工期都有所不同。現(xiàn)澆連續(xù)梁支架通常由不同的支架相結合的形式，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和適用條件。

梁式支架由于自身的結構特點，可以跨越道路、河流的結構物，可以滿足正常車輛通行、通航的要求。通過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程中減少對交通的影響。

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

門式腳手架是應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。不能適應基本建設工程發(fā)展的需要。

（二）地基的處理

地基處理的好壞關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，預壓法，強夯法，砂石樁法，深層攪拌法。

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

在進行支架的搭設施工之前，應綜合考慮梁底、縱橫向方木大小和地面的標高進行支架的選擇，一般情況下應安排架子工和木工進行支架的搭設作業(yè)。對于支架的扣件的連接應采用扭力扳手進行擰緊。支架應確保滿足垂直和水平的要求。在梁底模板施工之前，應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。當支架完成支力之后，應對節(jié)點進行檢查，根據(jù)要求所有的節(jié)點均應進行檢查，節(jié)點應確保扣接緊密，傳力可靠。在進行碗扣式支架的搭設時，所設置的縱橫方向的間距和豎向間距應滿足成承載力計算的要求。根據(jù)要求，在碗扣式支架的縱橫向應設置斜撐以確保支架的穩(wěn)定性，并且需要采用扣件進行連接以確保牢固。在進行立桿和橫桿的安裝時，應按照從底部向頂部的順序進行立桿和橫桿的連接。立桿在進行安裝時應確保位于墊塊的中心，并且需要對其垂直度進行檢查，一般情況下立桿的垂直度偏差應控制在1%以內(nèi)。一般情況下，對于一個作業(yè)面內(nèi)的底部底桿和部分橫桿應先全部安裝完成之后方可向上進行安裝。為了有效的確保碗扣式支架的穩(wěn)定性，應進行斜桿的安裝。根據(jù)相關要求，斜桿應安裝在節(jié)點上，并且采用扣件進行連接已確保牢固。

（四）荷載的確認與施加

對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，應先對支架進行預壓，這一個關鍵的工序。在預壓試驗過程中通過測量應確保支架的施工預拱度和下沉量，通過這種方式可以有效的控制梁體變形下沉后的高程。在預壓試驗過程中，所設置的荷載應滿足梁體施工中和施工后的荷載分布情況。根據(jù)相關的施工工藝要求，首先應先進行底模的安裝，在支架施工完成之后再采用方木進行鋪墊，接著支架托承的方式進行底模橫坡和縱坡的調(diào)整。對于支架的預壓一般情況下應分成幾個等級進行荷載的施加。荷載等級分布為0%、20%、40%、60%、80%以及110%。在荷載施工過程中應逐級進行觀測。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。在預壓試驗中應按照混凝土的澆筑順序進行荷載的施加。在沙袋的堆放過程中，應確保沙袋的高度、寬度等滿足要求。沙袋應均勻進行放置，并且需要進行過磅，這樣有利于進行加載量的計算。

2）水箱預壓。水箱采用鋼模。鋼模內(nèi)應滿鋪瀝青油布以起到防漏水的作用。水箱內(nèi)儲存滿足水之后即可預壓荷載。水壓法具有操作簡單、安全可靠、省時省力、受力均衡特點。采用常規(guī)的預壓法只對支架進行垂直向的加載，而采用水壓法則可以對箱梁的側模剛度和穩(wěn)定性進行檢驗。但是如果取水存在困難的情況下，則會限制水壓法的應用。

3）鋼錠、鋼筋及較重的混凝土塊等作為加載重物。采用這種方式進行預約需要重點考慮的問題時配重的獲取方式，以及起重設備的配套選擇。

4）預壓材料可以采用沙袋和水袋相結合的方式。比如說在某現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工工程中進行支架的預壓采用橡膠水囊作為荷載。這種預壓的方式取得了非常良好的效果。橡膠水囊預壓的方式可以對實際的荷載情況進行模擬，并且可以對不同部位分配相應的荷載。考慮到箱梁腹板、橫梁處與箱梁底板處的自重相差較大，因此需要根據(jù)工程的實際荷載位置進行預約位置的選擇。在預壓試驗過程中，所確定的加載總重量為設計重量的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際施工中所產(chǎn)生的恒載和臨時動荷載均在預壓的荷載范圍之內(nèi)。需要特別注意的是，在預壓的過程中不可以采取均勻加載的方式，這是因為采用這種方式在預壓過程中不會出現(xiàn)是穩(wěn)定的問題，但是在實際的箱梁施工中就有可能出現(xiàn)支架失穩(wěn)的問題。

二、支架預壓實驗觀測技術

（一）實驗觀測目的和內(nèi)容

在支架預壓施工之前，應根據(jù)支架所受到的荷載情況對支架進行計算，從而確保其強度、剛度以及穩(wěn)定性滿足要求，之后方可正式開始進行荷載的施加。

（二）觀測方法及數(shù)據(jù)整理

在支架預壓過程中，應對支架的變形量進行測量。測量所采取的基準點應為距離支架一定范圍之外的某一永久不動點。考慮到梁式結構支架頂面的沉降值是無法反映各個支撐點的沉降值，因此不僅需要在支架頂面處設置沉降點，同時還應在支架的基礎、立柱、橫梁以及縱梁頂面處設置沉降觀測點，從而確保所觀測的沉降值能夠切實反映支架的強度、剛度以及穩(wěn)定性。在預壓過程中，對支架進行觀測的主要內(nèi)容為地基基礎沉降、支架壓縮以及支架垂直度。觀測點的布置應按照相關規(guī)范的要求進行。觀測儀器一般采用水準儀和全站儀。水準儀應滿足精度的要求。

從整體的角度對支架的沉降進行分析，如果在每級荷載施加之后，支架的沉降量變化相對均勻，這就可以表明在支架上施加荷載之后，整個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際的施工過程中，支架不會出現(xiàn)較大的不均勻沉降而導致混凝土產(chǎn)生裂縫的問題。

（三）預壓時間

預壓時間的確定應綜合考慮地質情況、梁體自重以及支架裂縫等因素。一般情況下預壓的時間應控制在4～5d之間。當支架的變形基本達到穩(wěn)定狀態(tài)之后即可開始進行荷載的卸除。

三、工程實例

本工程為某一大橋引橋工程。該橋為連續(xù)箱梁，共6跨，每跨的長度為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。需要對支架進行預壓以測定出其彈性變形。預壓荷載采用鋼錠、砂袋。采用分級加載的方式。該預壓試驗主要是測定預壓過程中支架中的應力和應變。

經(jīng)過結果分析，支架立柱在壓縮過程中產(chǎn)生最大的變形量為-6.4m，最小為-1.1mm。卸載過程中支架立柱回彈量為+5.3mm，最小回彈量為+0.6m。從以上，檢驗結果綜合分析得出，立柱最大壓應力為112.035MPa，立柱最小壓應力為19.068MPa。以上數(shù)值顯示，在預壓過程中結構中各桿件應力在設計允許范圍內(nèi)，能夠更加精確地指導施工。

四、結語

在檢驗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壓可以有效的對其進行檢驗。為了確保工程質量，我們要在工程當中著力分析支架的特殊性，并且還需要對其采取相對應的技術措施。除此以外，支架預壓也能夠提高結構的安全性，能夠避免類似于支架倒塌的事故發(fā)生。

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