現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋支架預壓監(jiān)測分析

蔣征南

摘要：文章以某現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋為研究背景，提出了現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋支架預壓施工流程及關(guān)鍵技術(shù)，分析了該橋滿堂支架體系的預壓監(jiān)測結(jié)果，研究成果可為后續(xù)類似現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋支架預壓施工提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁橋；支架預壓；鋼筋混凝土；滿堂支架；監(jiān)測分析

中圖分類號：U448.21+5 A 44 145 4

0 引言

在現(xiàn)澆連續(xù)梁橋的施工過程中，支架結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定至關(guān)重要，是現(xiàn)澆連續(xù)梁橋上部結(jié)構(gòu)施工順利開展的關(guān)鍵。為了驗證支架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強度、承載力等指標是否滿足設計要求，通常在支架搭設完成后，采取支架預壓監(jiān)測試驗的方式進行穩(wěn)定性分析［1］。支架預壓監(jiān)測試驗可有效防止因橋位處地基不均勻沉降及支架結(jié)構(gòu)非彈性變形引起的橋梁重大安全事故，因此施工時的支架預壓監(jiān)測對于現(xiàn)澆連續(xù)梁橋顯得尤為重要。隨著世界各國對交通基礎設施建設領域安全生產(chǎn)工作的有力推進，近年來，各國專家學者對現(xiàn)澆連續(xù)梁橋支架結(jié)構(gòu)做了大量預壓監(jiān)測試驗研究［2-4］。本文針對某現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋特點，系統(tǒng)地提出了該橋支架預壓監(jiān)測施工流程，并重點分析了部分橋跨的預壓監(jiān)測結(jié)果，可為后續(xù)橋梁上部結(jié)構(gòu)施工提供重要的保障。

1 工程概況

某現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，橋梁上部結(jié)構(gòu)為25.22 m+32 m+32.42 m=89.64 m，單箱單室。中心高度為1.8 m，頂板寬度為9.1 m，厚度為0.25 m，2.5%橫坡；底板寬度為5.1 m，厚度為0.25 m；腹板寬度跨中處為0.45 m，靠橋墩處為0.7 m，漸變段長度為4.5 m；跨中設橫隔板寬度為0.4 m；支座采用GPZ（II）盆式支座，為保證箱梁排水，每跨在底板設置2個100 mm的泄水孔。

該現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋支架體系采用搭設滿堂碗扣架，支架高度為7.1 m，底托找平，頂托加短桿調(diào)節(jié)底模標高，便于落架拆模。碗扣架頂橫梁采用10#槽鋼。支架布置形式為：（1）支架縱向布置，支架立桿縱向間距在腹板厚度為0.45 m的箱梁段為90 cm；在實心段和腹板厚度為0.7 m的漸變段為60 cm，支架縱向布置如圖1所示；（2）靠橋墩實心段支架橫向布置，支架立桿在底腹板下橫向間距為0.6 m，在翼緣板下橫向間距為0.9 m；（3）中間段支架橫向布置：支架立在腹板下橫向間距為0.6 m，翼緣板下和底板下橫向間距為0.9 m，支架橫向布置如下頁圖2所示。

2 支架預壓施工

2.1 支架預壓目的

現(xiàn)澆連續(xù)梁橋支架與模板施工完成后，為了保證連續(xù)梁橋的線形合理及上部結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，通常需要對支架結(jié)構(gòu)進行預壓荷載試驗。支架預壓目的主要有：（1）檢驗支架結(jié)構(gòu)承載能力及安全性；（2）消除橋位處地基變形及支架的非彈性變形等安全隱患；（3）各監(jiān)測點的實測數(shù)據(jù)可為連續(xù)梁橋施工預拱度設置提供依據(jù)［5］。

2.2 支架預壓方式及荷載的確定

該橋支架結(jié)構(gòu)預壓采用鋼筋堆積荷載的方式進行加載。按照《鋼管滿堂支架預壓技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T194-2009）要求，支架的設計預壓荷載應大于等于支架上混凝土結(jié)構(gòu)與模板重量之和的1.1倍。該橋支架結(jié)構(gòu)按設計預壓荷載的30%、60%、80%、100%分4級預壓，以連續(xù)箱梁自重與施工荷載之和的1.1倍作為終級施加的荷載。采用鋼筋堆載預壓，每捆鋼筋重3 t，三跨梁體自重2 585.4 t，預壓重量2 585.4×1.1=2 844 t，使用鋼筋948捆，采用吊車進行吊運，根據(jù)連續(xù)箱梁橋?qū)嶋H荷載分布情況進行分級分布堆載［6］。

2.3 支架預壓流程

該橋支架結(jié)構(gòu)預壓分4級逐級加載，各級荷載加載完畢后，立即認真觀測并記錄各監(jiān)測點位數(shù)據(jù)變化，且每12 h觀測一次監(jiān)測點位數(shù)據(jù)變化，若12 h內(nèi)的支架結(jié)構(gòu)沉降量＜2 mm，則說明支架結(jié)構(gòu)的沉降已趨于穩(wěn)定，可進行下一級加載［7-8］。

支架預壓過程中應安排專人檢查支架各桿件的受力情況，重點檢查頂托受力情況，若出現(xiàn)個別頂托未受力的情況，應及時調(diào)整桿件，確保支架各結(jié)構(gòu)受力情況良好。當完成4級加載后，應每隔24 h繼續(xù)觀測沉降，各監(jiān)測點位相關(guān)數(shù)據(jù)滿足要求后方可進行卸載。卸載6 h后，觀測各監(jiān)測點位數(shù)據(jù)，計算出各監(jiān)測點位的彈性變形及非彈性變形，為后續(xù)施工提供參考依據(jù)［9］。

2.4 支架預壓監(jiān)測點的布設

本文選取1#跨及2#跨為研究對象，采用水準儀配合塔尺進行測量。監(jiān)測點設置方式為：1#跨及2#跨縱向在距墩柱50 cm處、1/4梁、跨中和3/4梁跨處設置5個監(jiān)測截面；各監(jiān)測截面翼緣板中部、腹板中部、標準頂?shù)装逄幘O置監(jiān)測點［10-11］。現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋支架預壓監(jiān)測點位橫向及縱向布設圖，如圖3、圖4所示［12］。

3 支架預壓監(jiān)測結(jié)果分析

在各級荷載作用時，分別測量記錄各觀測點高程。本文沉降觀測點共計50個，因文章篇幅限制，僅對現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋1#跨及2#跨部分截面支架預壓監(jiān)測結(jié)果進行分析，部分截面沉降量計算結(jié)果如表1～4所示［13］。

根據(jù)表1～4可以得知各級荷載作用對支架結(jié)構(gòu)的影響，當一級加載30%時，現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋支架結(jié)構(gòu)各監(jiān)測點位沉降量最大，約占總沉降量的51%～62%。這主要是由橋梁上部結(jié)構(gòu)的模板與支架結(jié)構(gòu)之間存在一定的間隙所導致的，此時的沉降速度最快且沉降量最大。當二級加載60%時，支架結(jié)構(gòu)各監(jiān)測點位的沉降量與一級加載時的沉降量相比減小了約49%～62%，但支架結(jié)構(gòu)仍然處于向下沉降的狀態(tài)。當三級加載60%時，支架結(jié)構(gòu)的沉降量與二級相比處于驟減的趨勢。當四級加載100%時，沉降量值是最小的，此時的支架結(jié)構(gòu)已基本趨于穩(wěn)定狀態(tài)。由此可知，該監(jiān)測段支架結(jié)構(gòu)的承載能力、穩(wěn)定性等相關(guān)指標均可滿足施工要求，可進行現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋的上部結(jié)構(gòu)施工。支架結(jié)構(gòu)各跨中截面的沉降量均大于1/4 L截面的沉降量。通過支架結(jié)構(gòu)靜載預壓試驗，可有效檢驗支架的剛度、強度及穩(wěn)定性，及時消除地基沉降及支架各桿件之間的非彈性變形等安全隱患，為橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工及現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋的預拱度設置提供依據(jù)。

4 結(jié)語

本文對某現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋支架結(jié)構(gòu)的預壓監(jiān)測過程及施工流程進行了詳細介紹，并對支架預壓監(jiān)測結(jié)果進行了深入分析，主要得到以下結(jié)論：

（1）由各監(jiān)測點位數(shù)據(jù)可知，各監(jiān)測點位置在各級荷載作用下12 h內(nèi)的沉降量基本可以達到平穩(wěn)狀態(tài)，表明該監(jiān)測段的支架體系基礎較好，支架的承載能力及其穩(wěn)定性可以滿足施工要求，可進行現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋的下一步施工。

（2）現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋支架結(jié)構(gòu)的預壓監(jiān)測試驗可有效地檢驗支架結(jié)構(gòu)受力情況，支架通過預壓試驗可有效消除地基塑性變形及支架非彈性變形等安全隱患，為上部結(jié)構(gòu)的施工提供強有力保障。

（3）為確保現(xiàn)澆連續(xù)梁橋的施工安全，對于大跨度現(xiàn)澆連續(xù)梁橋支架結(jié)構(gòu)應重點分析其穩(wěn)定性及承載能力。支架預壓監(jiān)測可極大地提高支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，避免因支架失穩(wěn)帶來的安全事故。

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收稿日期：2023-09-08