连续梁支架预压施工技术研究与应用

Ｎ０．２　Ｊｕｎｅ　２０１２　ＧＥＺＨＯＵＢＡ　ＧＲＯＵＰ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＳｅｒｉａｌＮｏ．１０２　连续梁支架预压施工技术研究与应用　张　雷　张学品　摘要　本文以跨江汉运河特大桥（６０＋１００＋６０）ｍ连续箱梁为例，通过对支架和地基预压沉降观测结果及混　连续箱梁；预压　凝土徐变理论分析，从而在施工中控制箱梁的沉降及变形，确保箱梁的设计线形，保证工程质量。　关键词１　工程概述　跨江汉运河特大桥为双线桥全长３１３１．６２５ｍ，　中心里程为ＤＫ２１１＋６６６．４７０。其中３６—３９＃墩上　２．２支架预压方案　（１）支架预压荷载物拟采用钢材及袋装砂石　料进行预压，加载形式按设计荷载的２５％、５０％、　１００％、１２５％，分级依次进行加载。　（２）最大加载量按梁体重量的１２５％控制。荷　载加载顺序严格按照分级加载进行，并模拟混凝土　浇筑顺序进行加载。加载须按照对称、平衡的原则　进行。为防止砂袋压载时碰到阴雨天气，砂袋吸水　重量增加而引起支架失稳，在砂袋全部加完后，应　构设计为（６ｏ＋１００＋６０）ｍ三跨连续梁全长２２１．　５ｍ。梁体采用单箱单室、变高度、变截面的结构形　式。在局部设置有避车台，梁高按曲线变化，连续　梁顶宽１２．２ｍ，腹板底宽为６．４ｍ，梁高４．６—７．　２ｍ，底板厚０．４～１．５ｍ，顶板厚０．４０ｍ，腹板厚０．　６ｍ－Ｏ．８ｍ一１．Ｏｍ。在端支点、中支点、跨中共设５　个横隔板，隔板设有孔洞。连续梁采用支架法分段　现浇施工，其施工支架采用钢管作立柱，立柱之间　以角钢进行纵横向连接，工字钢做分配梁并与立柱　用蓬布覆盖防雨。　（３）预压加载时应由专人进行指挥，每级加载　要均匀连续，加载时顺序由两端向中间均匀进行。　每次加载时间间隔不少于２４ｈ，加载１２５％之后，支　架承受荷载的时间不少于４８ｈ。　（４）在支架的特征部位设置适当数量的观测　点，支架预压前（０荷载）及支架各级荷载预压中应　顶帽焊接构成排架柱支撑结构。在分配梁上放置　贝雷梁，从而构成施工平台，其上搭设满堂脚手架　等组成模板支撑系统。箱梁支架采用碗扣式支架，　在铺设完箱梁底模后，对桥跨支架进行预压，以检　验支架的安全性，消除地基非弹性变形和支架非弹　性变形的影响，便于桥面线形控制。　随时观察记录支架的变形情况，发现支架有异常情　况时必须立即停止加载并采取相应措施。加载预　压过程中要设立警戒区，严禁无关人员进入施工区　域，制定相应的应急处理措施以防突发事件。　２．３预压沉降观测　２　沉降观测　２．１支架布置方案　为了便于受力分析及预拱设置，在箱梁的中横　梁及端横梁处支架作刚性支撑，直接支撑在墩台　（１）基础沉降观测点的布置：在３６＃、３７＃、３８＃、　３９＃墩四个承台顶的四个角上各布设四个观测点，　每个条形基础上布设１个观测点，测点采用铆钉，　四周砌护井，加盖保护。　（２）工后沉降观测点的布置：在连续箱梁箱梁　南北两侧每３ｍ设置１个观测点，红漆标注。　上，该处支架弹性变形可不考虑；其余部位地方基　础采用钢筋混凝土条形基础，在基础上直接搭设支　架至梁底，作柔性支撑。　２８　（３）每次加载完成及时进行沉降观测，每２ｈ　２０１２年６月第２期　葛洲坝集团科技　总第１０２期　观测一次，并记录观测数据。①支架监测项目：支　架沉降、位移及变形、地基沉降稳定性等。②测点　为复杂，本工程主要从荷载大小、加载时的龄期、加　载延续时间以及混凝土的品质等方面进行控制。　布设：每跨支架（约３ｍ）设一监测剖面，每个监测　剖面布设２个支架水平位移监测点、３个支架沉降　观测点及３个地基沉降观测点。③支架预压时间，　一般以全部加载后连续２天的沉降不大于２ｍｍ，　即可认为支架沉降已稳定。④沉降观测值达到　１５ｒａｍ或水平位移达到Ｈ／４００（Ｈ为支架高度）时，　进行预警，停止施工和加载，采取应急处理措施。　（４）预压过程中应进行精确的测量，测出各梁　段在各级荷载作用下支架发生的弹性变形值及地　基沉降值，将此弹性变形值、地基沉降值与施工控　制中提出的其它因素及需要设置的预拱度进行叠　加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱　度调整底模标高。同时，应注意在支架外侧２ｍ处　设置临时防护设施，防止流水和雨水流入支架区，　引起支架下沉。　（５）预压完成分级撤除钢材及沙袋，同时进行　分级观测记录，并根据卸载观测数据重新调整立杆　高度。　２．４预压沉降观测结果　以３８＃墩Ａ０段为例，在加载至荷载的１２５％后　连续观测３天，其条形基础沉降范围为０～１ｍｍ，　均小于２ｒａｍ，符合规范要求；底模沉降范围为０～　１ｍｍ，均小于２ｍｍ，符合规范要求。支架基础最大　沉降量５ｍｍ，支架基础在沉降量达到３—５ｒａｍ后处　于稳定状态。由此可知，条形基础与底模沉降均处　于稳定状态，具备下一步施工的条件。　根据预压观测成果调整模底高程。其计算公　式为：箱梁底摸高程＝梁底设计高程＋支架弹性变　形值＋设计预拱度。　３　箱梁徐变　３．１箱梁的收缩徐变分析　（１）箱梁混凝土徐变直接影响轨道整体道床　施工工期和质量。若成梁后混凝土徐变过大，造成　桥梁高程变化量大，可能影响下跨桥面高程与设计　偏差较大。因此，控制混凝土徐变，是连续箱梁混　凝土浇筑前需要解决的一个关键课题。　（２）由于箱梁混凝土徐变影响因素较多且极　（３）混凝土在长期荷载作用下，沿着作用力方　向变形会随时间延续不断增大，即荷载不变而变形　仍随时间增大。由于连续箱梁的预加应力及以后　的行车荷载是根据设计来实施的，可以认为，要控　制混凝土徐变发展，施工中主要要控制混凝土本身　的质量。　（４）水泥石凝胶体在长期荷载下的粘性流动，　并向毛细孔中移动，同时吸附在凝胶粒子上的吸附　水因荷载应力向毛细孔迁移渗透造成混凝土徐变。　（５）混凝土水灰比较小或混凝土在水中养护　时，同龄期的水泥石中未填满的孔隙较小。水灰比　相同的混凝土，其水泥用量愈多，即水泥石相对含　量愈大，其徐变愈大。混凝土所用骨料弹性模量较　大时，徐变较小　３．２收缩徐变控制　（１）采用Ｐ．０　４２．５普硅水泥。　（２）在混凝土料中掺加适量外加剂，提高混凝　土在预应力张拉前的强度，７天强度达到５０　ＭＰａ　以上，弹模超过为３６．０ＧＰａ，２８天强度超过　５５ＭＰａ，弹性模量Ｅ＝４１．１ＧＰａ。　（３）降低水灰比（０．３１—０．３６），泵送以０．３３　为宜；另外，在现场施工中，混凝土浇筑尽量安排在　夜间施工，混凝土的塌落度控制在１６～１８ｅｍ之　间，混凝土最大塌落度为２２ｅｍ。　（４）浇筑混凝土时，加强对混凝土的振捣，并　加强混凝土的养护。　４　结语　跨江汉运河特大桥连续箱梁支架预压和沉降　观测，为大桥箱梁施工获得了科学的预拱数据。通　过对混凝土徐变的理论分析，在施工中优化混凝土　配比，改进施工工艺，从而确保了该大桥箱梁工程　质量，加快了施工进度，为保证汉宜铁路工程施工　工期赢得了时间。　【作者简介】　张雷男　葛洲坝集团第二工程有限公司　助理工程师　四Ｊ　成都６１００９１　２９