现浇箱梁施工中的支架预压控制

【摘要】湖州104国道第一合同段第二工区开发区高架桥共有现浇箱梁3联，全部采用满樘支架搭设的预应力钢筋混凝土现浇箱梁。 考虑施工的具体情况、根据施工的进度， 我们决定采用3种支架形式...

【摘要】介绍了现浇箱梁施工中支架需要注意的问题，针对这些问题，提出了一种现浇箱梁模板支架实用预压控制方法, 并结合实例对该方法进行了验证。

【关键词】现浇箱支架 预压控制

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一．前言

所谓现浇箱梁的预压控制法就是将现浇箱梁支架搭好后，预先在箱梁支架上加上一定荷载，待沉降稳定后，再卸载荷载的压实方法。这种方法的优点是：不仅可以如实的反映地基、支架的变形情况，还能提供真实有效的数据；采用这种方法对于施工很方便，可以采用很多种费用便宜而且可以重复利用预压材料，如：泥袋、沙袋、 钢筋、水箱（重复利用）等；周期很短，一般情况下从施工负载然后到预压稳定大概只需要7天， 基本不影响施工的总体进度；在预压的同时，还可以验证地基的是否满足要求的承载能力、支架是否稳定和搭设的方案是否安全可靠等，并消除支撑空隙。

湖州104国道第一合同段第二工区开发区高架桥共有现浇箱梁3联，全部采用满樘支架搭设的预应力钢筋混凝土现浇箱梁。 考虑施工的具体情况、根据施工的进度， 我们决定采用3种支架形式：钢管支架、碗扣式支架、门式支架。其箱梁预压情况见图 1 。

图1

二．预压施工需注意的问题

1.地基承载力评价

验证地基的是否满足要求的承载能力是预压施工的一项重要目标。通过现场得知在建场地主要有两种：农田地基和老路（计祥路）地基。农田地基属于软土性质，一般承载力不强，必须通过加固处理。老路地基主要是沥青路面，通过现场挖开后测试，地基的厚度大于50cm，由此得知此地基的承载能力较好，可以直接搭设支架；

2．类型支架变形量

本工程中采用三种支架：钢管式、碗扣式、门式。依据历史数据得知，这三种形式的支架变形量一般是总沉降变形量的1/2左右,即支架变形量一般不超过10毫米。 因此，我们也将测试支架变形量作为支架预压的重点内容进行验证，这样可以确定支架搭设标高，从而确保箱梁底板线形和顺。

3．反映真实施工情况

虽然验证地基和支架变形量是支架预压的重要内容，但是取得支架搭设的预抛高值才是支架预压的最终目的。预压变形量是确定预抛高值最重要的依据， 为了预压能真实反映荷载分布情况并确保获得准确的预压变形量数据，我们必须参照设计图纸来具体确定每个部分单位荷载的多少，通过选择最适宜的预压材料、 合理的堆载方式，使预压能更真实的模拟实际的施工情况。

4.施工要点

预压材料的分布应根据箱梁的荷载分布而定，如果计算荷载较为集中，可用水箱加水；预压材料的重量需控制准确，避免预压重量不足或超重使得最终的数据不能准确的反应地基的变形和支架的非弹性变形，从而影响到以后箱梁的外观质量；水箱需使用有一定强度的塑料水箱灌装，水箱应对压重进行标识；加载水箱时应轻提轻放，防止碰坏；吊装时必须有专人指挥。

三．预压施工关键工序控制

1.地基处理

箱梁支架预压的前提是地基能够满足支架的承载，因此，必须对现有的地基进行处理才能搭设支架，确保地基具有较好的韧度与稳定性，具有足够的承载力。由上面描述的可以得知，本工程需要对农田地基进行处理，处理的主要步骤如下：连续晴天一周以上，先把地基表面整平，再用压路机压几道，使其地基平整并具有一定的刚度， 铺上50厘米塘渣，整平、压结实后浇筑20厘米厚 C20素混凝土，处理范围为箱梁投影面积两侧各加宽 1米。为防止雨水浸泡，地基处理时设置 2%的横坡。

2．支架搭设

本工程进行预压的3联箱梁能代表本工程中不同地基和不同支架形式。即图 1中的1～2号( 软土地基，碗扣式支架)、2～3号( 软土地基，钢管支架)、3～4号( 老路地基，门式支架)。

(一) 碗扣式支架。由一定长度的钢管和碗扣连接在一起，形成一个整体，它的特点是稳定性好，很难倾覆、倒塌。因此搭设时上下节必须结合紧密、支架顶托的长度不大于3 0厘米。这是因为这种支架的非弹性变形主要发生在上下节搭接处，如果结合不紧密，会使支架变形过大，影响对预抛高值的确定；而如果顶托过长，则导致承载力下降、平面产生位移从而对箱梁的施工质量产生不利的影响。

(二) 钢管支架。由钢管和扣件搭接在一起，形成的支架，它的特点搭设高度可自由调节，搭设灵活、方便。为了保证抗滑能力达到要求、防止支架坍塌，搭设时应检查每个扣件的扭力矩是否达到3.5kN·m。因此，对扣件的扭力矩检查必须特别注意。

(三) 门式支架。是由定型门架通过插销、连接杆连接在一起，形成的支架，它的特点是横向连接性能好、搭设速度非常快。但是它的纵向必须通过钢管扣件才能连接，因此，在搭设时应格外注意，确保顶托应不大于30厘米。

3．堆载方式

为使预压的效果能够更好的如实体现箱梁浇筑时的变化情况，必须按照设计规范要求来加载预压荷载。本次预压设计规范的预压系数是1.2，也就是预压荷载最大不能超过箱梁重量的1.2倍。按照预压荷载要求，本次工程采用的预压材料是塑料水箱加水，并确保每次加载的预压荷载符合设计规范要求。预压荷载分布情况见图2 。

4．沉降观测

观测点横向布设 3排 ， 箱梁中心 l排、 两边腹 板各布设 1 排 ； 纵向布设 5排： 设在两端墩柱的四 分点处和跨中； 竖向分 3层布设 ： 第 1 层布置在模 板底面， 第 2层布置在支架顶端 ， 第 3层布置在混 凝土地坪或老路路面上( 支架底端) ， 详见图3 。

观测时间：加载前观测一次，作为原始标高；加载完成后1小时测一次，随后逐渐减少至每天两次、每天一次，时间不少于7天，做好观测记录，当达到卸载标准且通过监理和项目部同意认可后方可卸载。

5. 卸载标准

如果预压最后连续3天沉降量差值小于1毫米/天，那么可以确定预压稳定，可以卸载。卸载后测量沉降回弹量，根据观测的过程绘制沉降量，并计算出支架和地基的弹性和非弹性变形。据此确定预抛搞值，进行模板标高的调整，以消除施工中应支架与地基的变形造成的箱梁线性和标高的误差。

四．预压成果(见表1)分析

1.木方变形： 从表1可以看出，不同支架的木方变形量相差比较大，采用钢管支架的最小，碗扣式其次，门式支架最大。主要原因是门式支架受定型尺寸的限制，要达到达到设计标高，需要设置顶托，顶托是通过插销固定在门式支架顶端的。支架承受荷载后插销也会变形，因此木方变形量实际上包含了插销的变形量；而钢管支架搭设方式没有这些限制，木方搁置的钢管可以直接设置在最顶端。碗扣支架搭设的自由度介于钢管支架和门式支架之间，木方变形的数值恰好也反映了这一点。木方本身的实际变形在3mm左右。

2.支架变形： 表1也反映了不同支架的变形量各不相同。 除1-2号支架高度略低外， 其余2联箱梁支架的高度均在 8～10m， 可看作相同高度。表 1中的数据反映了钢管支架的压缩变形最小，碗扣支架和门式支架的变形几乎相同。这主要是因为 钢管支架是通过扣件连接，一般钢管搭接长度大于1米，2个扣件连接，扣件的扭力矩达到规范要求则可以保证搭接的钢管几乎没有相对位移， 塑性变形也很小。而碗扣式支架和门式支架主要通过碗扣及插销搭设，在无承重的情况下均无法消除塑性变形，因此，碗式和门式支架的变形要比钢管支架大。

3.地基变形： 从表 1中还可看出地基变形都比较小，而且通过加固处理后的软土地基比老路路基的变形还要小，不但验证了地基加固时很有必要的，也证实了我们所用的加固方法是合适的、有效的。

表1

五．结语

根据沉降观测的实际数据，按照施工方法搭设支架的预抛高值的计算公式y=6a+0.4hb

a代表塑性变形系数，碗扣式支架1.0，门式支架取1.0 ,钢管支架取1.5

b代表支架变形系数，碗扣式支架1.3, 门式支架取1.3 ,钢管支架取1.0

h代表支架高度

根据公式，并考虑测试放样的实际情况，确定某高架工区的预抛高值15毫米。采用支架预压后取得的预抛高值，经混凝土浇筑、张拉等工序后，每跨箱梁30～35m的跨中平均挠度为6mm，比实际要求高8～9mm，说明预压结果符合设计要求，而且总体形势较好。

参考文献:

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[3]祝世清 毛利炎.现浇连续箱梁支架灌水预压方法的应用与优点分析[期刊论文]《福建建材》-2008年第02期