整体现浇连续箱梁支架预压施工技术研究

马传书

【摘要】在大型混凝土浇筑而成的连续箱梁的施工中，支架的稳定性是确保成功完成现浇施工的关键。为了保证箱梁的尺寸、高程和坡度符合设计标准，必须在现浇施工前进行一系列的预压，其目的是消除支架及地基的非弹性变形，获得支架的弹性变形值及施工预拱度数据，以便指导后续施工。本文详细分析了整体现浇连续箱梁中的支架预压施工技术，并通过实际施工案例加以说明，以期为现浇连续箱梁中支架预压的施工作业提供有利条件，达到推动桥梁建筑不断向前发展的目的。

【关键词】整体现浇；连续箱梁；支架预压；观测；卸载

1工程概述

新建红淖三铁路在DK54+603处需横跨连霍高速公路右幅，交叉角度为68°，铁路与高速公路交叉位置见图1。为满足连霍高速通行和后期扩建的需要，在该处设立一联（32+48+32）m的连续梁上跨高速公路。

图1 铁路线路与高速公路交叉关系（交叉角度68°）

梁体采用变高度变截面箱梁，一联总长113.2m，边支座中心至梁端距离0.6m，计算跨度为（32+48+32）m，桥下道路净空高6.55m，梁截面采取单箱单室，边支点及跨中梁高为2.6m，中支点梁高3.6m，梁底变化采取二次抛物线。箱梁顶宽7.5m，底宽3.8m，顶板厚0.34m，底板厚0.3～0.6m，腹板厚为0.4～0.6m，支座中心横向间距2.5m，全联在中支点和边支点处设置四道横隔板，横隔板均设过人洞，中横隔板厚1.6m，边横隔板厚1.0m。箱梁两侧腹板与顶底板相交处均采用圆弧倒角过渡。

桥址区位于戈壁地区，地形平缓，根据桥位处地形地貌和墩身高度等特点，除跨既有连霍高速路处采取钢管支墩外，其余部分均采用碗扣式满堂支架进行施工，梁体模板采用竹胶板，倒角处采用自制弧形钢模过渡，梁体分段浇筑成型，先浇筑桥墩0号块段，再施工紧邻0号块段，最后浇筑合拢段。

为检验支架及地基的强度及稳定性，消除砼施工前支架的非弹性变形，检验支架的受力情况和弹性变形情况，测量出支架的弹性变形，根据支架的弹性变形和梁体的自身挠度计算预拱度，在正式梁体施工前，对支架系统进行预压。

2预压施工流程

2.1预压方法

预压前仔细检查支架各节是否连接牢固可靠，并做好检查记录。预压分四级加载，即30%、60%、100%、130%的加载总重。先进行0#段的预压，其它块段根据支架搭设完成先后顺序，逐一进行预压。每一级预压材料一次性加载完毕，采用逐级、对称预压，即纵向：从跨中向两侧支点处对称布载，横桥方向：从混凝土结构中心线向两侧均匀布载，防止出现局部荷载过大而产生变形。预压袋采用汽车吊吊装施工，各断面按照梁重的1.3倍进行加载。

2.2荷载计算

预压的计算荷载主要包括钢筋混凝土荷载、施工荷载和振捣荷载，整体一联的荷载，经计算，施工总重量为2367.81t，按照设计要求，预压重量为设计荷载的1.3倍，即预压的总重量为：2367.81*1.3=3078.15t。

2.3预压步骤

（1）支架经整架验收合格，底模板铺设完成后进行逐块预压。

（2）加载前在块段梁底模端头、1/2截面、1/4截面处设置沉降观测点（0#块位置直接在墩柱两侧第一排和最后一排立杆位置设置沉降观测点），每断面上设置5个点。具体设置方法为：设置两个观测层面，在翼缘板两侧、箱梁中心、腹板中心（工字钢顶面或铺设完整的底模顶面）用红油漆标记，同时在底模观测点垂直下方对应方木上设观测点，形成立体沉降观测网。观测点布设型式见图2。

图2 沉降观测点布置图

（3）各项准备工作完成后进行预压施工，逐级、对称进行加载，按照设计荷载的30%、60%、100%、130%分四级加载，加载前测设各观测点高程，每级加载时测出各测点加载前后的高程。每级加载不少于24小时且每12小时平均沉降量不得大于2mm。加载后每12小时观测一次，每一级加载时间为24小时。最后一级加载达到72小时，每24小时观测一次，72小时支架沉降量平均值小于2.0mm，方可卸载，确保沉降量满足要求，卸载完毕6小时后再次测量各观测点标高。

（4）测量底模沉降观测点的同时进行地基沉降观测点的观测工作，并做好详细记录，观测频率与底模观测点观测频率相同。

3观测数据分析

对预压过程中的各项数据进行整理，得出以下数据：

（1）得出支架和地基的弹性变形量（等于卸载后标高减去持荷后标高）和非弹性变形量（预压前标高-卸载前高程-弹性变形量）。

（2）根据观测结果计算预拱度，包括以下因素：①设计要求的预拱度δ1（设计提供）；②支架在荷载作用下的弹性压缩δ2；③支架在荷载作用下的非弹性压缩δ3；④支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷δ4；

根据梁的挠度和支架的弹性变形所计算出来的预拱度之和，为预拱度的最高值，应设置在梁的跨径中点。其它各点的预拱度，以中间点为最高值，以两端钢管桩支点处为零，按二次抛物线进行分配。

取左支点为坐标原点，跨长为L，主梁跨中矢高为f拱，则曲线方程为：

4卸载

各项数据分析完成后进行预压卸载，卸载也采用逐级、对称的方式进行施工，即纵向：从跨中向两侧支点处对称布载，横桥方向：从混凝土结构中心线向两侧均匀布载。汽车吊将预压袋移至下一块段或妥善位置保存。

5注意事项

（1）堆载应分级、对称进行，防止局部压力过大造成失稳。

（2）沉降观测应及时，记录齐全，对观测的数据应及时进行分析，发现异常情况应及时报告并处理。支架预压检测主要包括：

①加载之间监测点标高；

②每级加载后观测点标高；

③加载至130%后每24小时测量检测点标高；

④卸载6h后测量监测点标高。

（3）在堆载下一级之前应仔细检查有无支架变形情况，出现异常情况时应及时汇报处理，必要时卸掉部分荷载，待分析原因确认无误后方可继续进行。

6结论

通过支架预压，消除了支架的非弹性变形，并计算出弹性变形值，根据预压后得到的弹性变形值对箱梁底模标高进行调整，可较好地控制现浇箱梁的线形和标高，保证了箱梁的质量和外观。支架预压不仅可提高结构安全性，而且对完善施工工艺有很大作用。

参考文献：

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[2]衣慶海.现浇连续箱梁支架的预压控制方法[J].辽宁交通科技，2005（12）.

[3]杜永昌.高速与客运专线铁路施工工艺手册[M].北京：科学技术文献出版社，2006.