鋼管柱+貝雷梁滿堂支架預壓施工技術分析

摘要：為了驗證現澆箱梁滿堂支架的搭設質量﹑腳手架自身質量以及地基承載力情況，同時也為了準確掌握現澆箱梁施工過程中腳手架各工況的實際撓度和剛度，滿堂支架在混凝土澆筑前需要在現場做靜載試驗，以確保支架在混凝土澆筑過程中的安全并消除結構的非彈性變形，掌握彈性變形數據，可以使預拱度設置的更合理。

關鍵詞：高速公路;滿堂支架;預壓;技術分析

1概述

貴州劍河至黎平高速公路TJ-8標段八舟河樞紐E匝道1號橋平面位于R=500m、200m的圓曲線及緩和曲線上，墩臺徑向布置，最大橋高約31m，橋面寬度10.5m，現澆箱梁高度1.8m。本橋共設7聯，分別跨越G242、黎靖高速F匝道、黎靖高速主線、三黎高速主線，孔跨布置為（22+31+28+25.5）+32+（26.5+3×27+26）+36+3×27+3×27+40m，上部結構采用預應力混凝土連續箱梁、簡支鋼箱梁;上部結構采用預應力混凝土連續箱梁、簡支鋼箱梁;為確保現澆箱梁施工安全質量并滿足工期要求，預應力混凝土連續箱梁現澆施工采用鋼管立柱+貝雷梁+（2～6米高）盤扣架的支架類型。

2滿堂支架堆載預壓的目的及意義

為了驗證現澆箱梁滿堂支架的搭設質量、腳手架自身質量以及地基承載力情況，同時，也為了準確掌握現澆箱梁施工過程中腳手架各工況的實際撓度和剛度，滿堂支架在混凝土澆筑前需要在現場做靜載試驗，以確保支架在混凝土澆筑過程中的安全并消除結構的非彈性變形，掌握彈性變形數據，設置更合理的預拱度。滿堂支架預拱度設置是否合理、支架地基是否穩定、支架彈性變形觀測數據是否合理、支架塑性變形是否消除等這些因素均會影響現澆箱梁支架在施工中的安全性和梁體混凝土質量和線行控制[1]。

3預壓總體方案

預壓需考慮梁體鋼筋混凝土自重、模板自重、施工人員荷載、動載及安全系數。按照梁體混凝土重量，在橫斷面、縱斷面上均模擬箱梁的實際載荷分布。模擬堆載試驗選用的材料應具有計量準確、比重大、質地均勻、方便運輸和吊裝等特點。試驗程序與步驟流程：試驗準備（技術交底、施工組織等）-+支架搭設完畢（底模已經安裝）-→支架全面自檢-→預壓前聯合驗收-→觀測點標記布設-→分級加載-→觀測讀數、記錄-→終值靜置-+觀測、分析數據，確定是否繼續下一級堆載預壓-→全面檢查->卸載-→觀測結果整理、分析-+預拱度設置-→安裝模板，開始下一步施工。

4加載預壓

4.1梁體重量計算

E匝道1#第三聯橋設計混凝土為1088m3，預壓過程中，進行全橋重量加模板荷載預壓，鋼筋混凝土根據試驗資料為2.6t/m，全橋混凝土總重為2828.8t，模板荷載根據《支架受力算書》取1KN/m2，混凝土結構荷載1.2倍后為3395t，則單跨預壓荷載為：Q1=3395/5=679t。

4.2預壓荷載分級

為了準確模擬粱體重量，需進行分解計算。模擬混凝土澆注順序進行加載。以每跨混凝土及模型總體荷載的120%做為最終的加載荷載，分三級荷載進行分級加載，即第一級加載總荷載的60%;第二級加載總荷載的20%;第三級加載總荷載的20%，第四步是持荷觀察。

4.3預壓方式

支架加載順序：鋼管立柱與貝雷梁組合的梁柱式支架支架預壓縱向加載順序為從兩側支座位置向跨中位置依次對稱進行，橫向加載順序為先底板再腹板，對稱均勻吊裝，預壓荷載按照截面尺寸模擬箱梁荷載。詳見圖1預壓支架加載順序圖、圖2預壓支架橫斷面設計荷載圖。

根據箱梁結構自重按梁端實心段、變截面段、標準段、變截面段、梁端實心段分為五部分分別計算箱梁腹板、底板預壓重量。并按規范要求分三級進行預壓：60%→80%→100%。當縱向加載時，宜從混凝土結構跨中開始向支點處進行對稱布載;當橫向加載時，應從混凝土結構中心線向兩側進行對稱布載。采用編織袋分袋過磅計量并編號標識，編織袋底部尺寸為100cm*100cm，高度1.0m高，每個噸袋重量約為1.3t。采用2臺25t汽車吊自簡支梁兩端向跨中位置進行分袋吊裝到位，吊裝時每臺吊車應分別設1人進行專人指揮。箱梁橫向范圍吊裝應采用先底板后腹板，對稱均勻進行吊裝。

4.4支架卸載

每級加載完成后，應先停止下一級加載，并應每間隔12h對支架沉降量進行一次監測。當支架頂部監測點12h的沉降量平均值小于2mm時，可進行下一級加載。在全部加載完成后，各監測點最初24h的沉降量平均值小于1mm或各監測點最初72h的沉降量平均值小于5mm時，支架已經穩定、預壓合格，即可卸載。支架預壓可一次性卸載，預壓荷載應對稱、均衡、同步卸載。

4.5支架預壓沉降監測

（1）監測內容：加載之前監測點標高;每級加載后監測點標高;加載至100%后每間隔24h監測點標高;卸載6h后監測點標高[2]。（2）監測點布置：支架沉降監測頂部按照每跨每隔1/4跨徑布置一個監測斷面，每個監測斷面上的監測點為5個，且對稱布置[3]。（3）監測記錄。支架基礎沉降監測記錄與計算要求如下：①預壓荷載施加前，監測并記錄各監測點初始標高;②全部預壓荷載施加完畢后，監測并記錄各監測點標高;③每間隔24h監測一次，并應記錄各監測點標高、計算沉降量;④當支架基礎預壓符合各監測點最初24h的沉降量平均值小于1mm或各監測點最初72h的沉降量平均值小于5mm時，判定支架基礎沉降達到驗收合格要求，并可進行卸載;⑤卸載6h后，監測各監測點的標高，并計算支架基礎各監測點的彈性變形量;⑥計算支架基礎各監測點的非彈性變形量。支架沉降監測記錄與計算要求如下：①預壓荷載施加前，應監測并記錄支架頂部和底部監測點的初始標高;②每級荷載施加完成時，監測各監測點標高并計算沉降量;③全部預壓荷載施加完畢后，每間隔24h應監測一次并記錄各監測點標高，當支架預壓符合各監測點最初24h的沉降量平均值小于1mm或各監測點最初72h的沉降量平均值小于5mm時，可進行支架卸載;④卸載6h后，監測各監測點標高，并計算支架各監測點的彈性變形量;⑤計算支架各監測點的非彈性變形量。

4.6數據分析整理

測量人員用專用表格對每次測量數據進行詳細記載，根據現場采集的數據進行計算、分析、整理、修正，得出系統變形量。考慮梁體自重、地面下沉及支架的彈性和非彈性變形等因素影響，按設計要求對支架進行預壓。在箱梁模板安裝完畢，以箱梁等重量的噸袋對支架及基礎進行預壓，支架變形及地基壓縮量主要考慮以下因素：，-箱梁自重產生的彈性變形，-支架彈性壓縮量，-支架與方木，方木與模板，支架與枕木之間的非彈性壓縮量，-支架基礎地基的彈性壓縮量，---支架基礎地基的非彈性壓縮量，通過預壓施工，可以消除，的影響，在底模安裝時，其預拱度的設置計算，在模板頂面高程控制時加入預拱度數值，Δ值在施工中實測取得。預拱度由跨中向兩端逐漸減少。

5質量控制及檢驗

（1）原材使用時應保證全部試驗合格，不合格材料不予使用。（2）地基處理時必須每層做地基承載力試.（3）預拱度設置必須按照沉降觀測數據進行計算設置。（4）支架的搭設必須嚴格按照方案的要求進行，剪刀撐應及時安裝，每層進行安全質量檢查。

6施工安全注意事項

（1）支架外側應設置欄桿等防護設施，防止意外沖撞支架的事故發生。（2）支架采用噸袋預壓時，應安排專人進行指揮，并做好每袋噸袋重量記錄，按設計荷載分階段進行預壓。（3）支架預壓時，應做好防雨措施，對預壓噸袋進行遮雨防護，防止雨水浸泡噸袋增加預壓荷載造成超載，發生安全事故。（4）支架預壓前，應對支架地基周圍做好排水設施，防止雨水或積水浸泡支架地基。（5）每一級加載時，通過測量觀測，無異常后方可進行下一級加載。（6）盡量避免在夜間進行吊裝預壓。

7結束語

通過鋼管柱貝雷梁組合支架現澆箱梁預壓沉降觀測的精準實施，直接影響梁體預拱度設置的合理性，進而影響現澆箱梁施工質量及施工過程的安全和穩定，施工中對此一定要高度重視，以確保施工精度及施工質量安全，同時確保箱梁澆筑質量和外觀。

參考文獻：

[1]薛彥軍，王潔，陳鴻翔.滿堂支架預壓技術淺析[J].四川水利發電，2010，10，29（2）：119-121.

[2]劉銳浩.軟土地基現澆連續箱梁滿堂紅支架預壓施工[J].鐵道標準設計，2003，10，0034-02：34-35.

[3]李剛.現澆箱梁貝雷梁支架預壓技術探討[J].山西建筑，2014，（7）：203.

作者簡介：柴永幸，198606，漢族，男，河南南陽，中鐵十五局集團第三工程有限公司，高速公路項目總工程師，工程師，本科，主要從事高速公路施工技術管理與科研工作。