市政桥梁工程现浇结构支架预压试验

张凯

摘  要：在市政桥梁工程施工中，有时为满足外观造型的需要，往往局部跨采用钢筋混凝土现浇结构，现浇结构能够较好的发挥钢筋与混凝土的力学性能，在整体桥梁受力分析过程中，相较预制梁安装的铰接点，有较强的可靠性，在现浇结构中的支撑架体系起到了非常重要的作用，为结构的施工提供了安全的作业环境，支撑架体系中为了避免上部重量对基础的压力出现杆件自身弯曲、支撑结构间隙、基础沉降等弹性及非弹性变形，往往采用预压试验的方式来解决上述问题。

关键词：斜交桥梁;预压试验;结构

中图分类号：U445.57 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）33-0109-02

Abstract： In the construction of municipal bridge engineering， sometimes in order to meet the needs of appearance modeling， reinforced concrete cast-in-place structure is often used in local span， and the cast-in-place structure can give full play to the mechanical properties of steel bar and concrete. In the process of stress analysis of the whole bridge， the hinge joint installed by the precast beam has stronger reliability， which plays a very important role in the support system of the cast-in-place structure， and provides a safe working environment for the construction of the structure. In order to avoid the elastic and inelastic deformation of the upper weight on the foundation， such as the bending of the member itself， the clearance of the supporting structure， the settlement of the foundation and so on， the preloading test is often used to solve the above problems. Keywords： skew bridge; preloading test; structure

1 概述

我國是建筑大国，在市政桥梁工程施工方面有着非常丰富的经验，支撑架体系的预压试验方法有很多，如水囊、沙袋预压法、物块预压法等，经过预压后的架体能够承载新浇筑混凝土结构自重、支架体系自身重量、施工荷载及风荷载等，保证施工过程中架体整体安全可靠和不出现弯曲形变，在预压过程中对架体的关键部位进行沉降量观测，对架体的承载能力、刚度、稳定性进行全面掌握，做到施工过程不出现质量和安全事故，同时可以根据预压变形对支架的预拱度进行调整，保证施工完成后外形美观，在施工中起到非常重要的作用。

2 工程应用

某公司承建一座市政桥梁工程，其中包括两跨连续现浇预应力混凝土箱梁，单跨30m，分为左右两幅，与车行道中线成60°夹角，单幅面宽20m，为单箱四室结构，箱梁高度为1.8m。下部结构立柱5#、6#墩位于水中，7#墩位于北岸上，地质条件较为复杂，施工方案采用钢管桩平台基础+碗扣式满堂脚手架支撑体系，经专家论证后，项目开始按方案施工。脚手架搭设完成进行砂袋预压试验。

经项目部技术人员根据图纸设计计算架体最不利截面处（跨中箱室腹板下）荷载，其中包括永久荷载和活荷载：

（1）永久荷载Gk

Ⅰ混凝土结构自重G=r×H×S=26×1.8×1=46.8kN/m2（其中混凝土容重设计给定）;

Ⅱ支架及模板自重取混凝土结构的5%;

（2）活荷载Qk

（3）荷载效应组合

N/m2（计算过程略）。本工程架体与基础可视为整体，基础与架体同时沉降，因此可不对基础单独进行加载试验。在现浇结构底模施工完毕后开始预压试验，预压前对支撑架体系按施工方案规定进行检查，特别是杆件材料、步距、立杆间距、斜支撑、剪刀撑、水平斜支撑、自由端长度及扫地杆布置;对架体与基础钢平台接触紧密程度进行检查;对现场施工人员进行安全技术交底，布置照明设施。

布置桥梁沉降观测点，横桥方向设置7个沉降观测点（包括翼缘板，设点不测量），顺桥方向每跨设置5个控制点，实测点25个，首先测量底模无荷载作用下各观测点标高B1，对点位标高是否满足桥梁设计坡度进行计算。

对桥面底模进行加载分区，并在底模板上进行标记，腹板较窄区域可增大腹板加载面积，观测点位置应预留测量区域，测量时应计算桥梁自身坡度;堆重荷载为1.1倍各加载分区计算的荷载值，对预压使用的砂袋分别进行称重并标注记录。对底模从结构中心线开始进行施加荷载，采用塔吊配合人工堆载，堆重荷载值的50%、80%、100%分三级加载（腹板与箱室相同），每级加载完成后12h测量一次沉降值，各点沉降平均值小于2mm后再进行下一级加载;堆重荷载达到100%后测量一次各点位标高B2，此过程持续72h，每24h测量一次沉降值，待沉降稳定后测量出堆载后的标高B3。预压过程中每12h进行观测一次并记录结果，总沉降量h=B3-B2。预压合格标准：

（1）各测点最初24h沉降平均值小于1mm;

（2）各测点最初72h沉降平均值小于5mm。[1]

加载过程中应有专人统一指挥，严格按照施工方案中给定的荷载值进行，严禁超载，时刻观察支架体系的稳定性，如加载过程中或持载阶段出现部分杆件失稳、弯曲变形、架体移动等现象应停止加载，并均匀卸载直至完成，查明原因并整改完成后方可再次进行预压试验;预压试验持续时间较长，加载前应结合当地气象部门提供的天气信息，加载所用的砂袋不应直接暴露在空气当中，应予以覆盖，雨、雪、风力超过5级天气严禁进行加载试验，避免砂袋吸水导致整体加载重量增大，出现安全事故，导致加载失败。

预压判定合格后进行卸载，卸载过程应对称均匀，遵循“先加载的后卸载”的原则，完成6h后再次进行各测点观测工作，测量结果标高B4，基础及杆件非弹性形变值为f1=B4-B2。支架体系的弹性变形f2=B3-B4，梁体设计预拱度f3、基础及杆件弹性形变值为f2即为各点实际施工预拱值参考值。各项工作完成后由相关部门出具预压试验合格报告。

根据上述预压方法，项目在施工过程中进展顺利，预压阶段杆件承载力满足要求，未发生杆件失稳现象，架体安全可靠，基礎沉降满足要求;桥梁主体结构浇筑一次成型，架体拆除后，梁体线型平顺，跨中未出现下挠迹象，较好的完成了此部分施工内容。由于为斜交桥梁，对锐角部分的测量和检查工作应予以重视，下部支撑杆件搭设时应适当加密处理，减少步距和悬臂端长度，基础部分应有足够的承载能力，架体外侧应设置斜支撑。

3 结束语

预压试验是保证施工安全和质量的重要环节，是保证混凝土结构施工正常开展的重要工序，部分工程为追赶工程进度，有时冒风险减少此工作内容，施工单位根据以往的工作经验进行施工，往往会出现架体失稳、梁体线型弯曲等事故，更有发生架体倒塌，人员伤亡的严重事故，所以此工序应得到项目部管理人员的重视。监测设备采用水准仪进行测量较为落后，今后发展中各监测点可在模版下侧布置电子沉降观测设备，对测量工作进行实时监控，并可加密监测，数据及时导出到计算机中，整个监测过程将大大减少测量任务量，测量精确误差小，还可以进行数据异常监测的预警。

参考文献：

[1]JGJ/T 194-2009.钢管满堂支架预压技术规

程[S].中华人民共和国住房和城乡建设部.