连续刚构边跨现浇梁段支架预压方案
作者：李飞
来源：《价值工程》2010年第06期
摘要:以潼南莲花桥为工程实例,介绍了连续刚构边跨现浇段支架预压的工艺流程及分析过程,为同类型工程提供技术参考。
Abstract: With Tongnan Lotus Bridge as an example, the article introduced the process and analysis for side span of continuous rigid frame bridge, which will provide technical reference for the similar projects.
关键词:连续刚构;边跨;支架预压
Key words: continuous rigid frame;bridge side span;support pre-pressure
中图分类号:U44文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)06-0229-01
1支架预压
此处支架由万能杆件和碗扣式支架组合搭设而成,为方便就地取材和节省投资,预加载材料采用工地现成的钢管。
1.1 荷载计算
根据现场实际情况采腹板、顶底板均布加压的方式进行试验。该边跨为单室,全长11.3m。底板宽度为6.5m,端横隔梁部位为实心部位,重量最大,但该部位荷载由墩身承担,故只需试验支架上方的腹板和顶底板部位的承载能力。其中荷载最大的部位为两边腹板,腹板宽度是0.5-0.8m,高度为3.2m,腹板长度11.3m,则每列腹板重量为59.8吨;箱室宽度平均为5.2m,底板厚度为0.3m,底板重量为44.85吨,顶板厚度为0.28m,顶板重量为41.86吨,则该现浇段混凝土总重量为206.31吨。
1.2 预压前底模预留拱度的确定
支架搭设完毕,在铺设固定底模时,应尽量本着保证底模在预压后做到不调整或少调整。除了使底模和支架贴合、稳定、平整外,还要结合地基、支架等各种因素的影响,从而推算底模预留拱度的大小,来确定底模考虑预留拱度的标高,根据施工规范并结合本工程的特点,底模的预留拱度主要考虑以下几个方面:
(1)支架承受施工荷载引起的弹性变形;
(2)支架及其节点由于施工荷载引起的非弹性变形;
(3)按照设计要求,在各跨跨中按二次抛物线设置向上预拱度。该梁段自身的预拱度,用桥梁专用软件midas/civil计算得合拢端头、梁段中点、墩支点三处的预拱度分别为
5mm,3mm,1mm。
(4)为了确保该桥下净空满足设计要求,特意将该梁段箱底的标高按提高3mm控制,这样对整个预压也是很有好处的。
(5)由于支架基础为群桩上接承台,认为其刚度足够大,故不考虑地基的变形,所以也无需在支架底部承台处布置观测点对地基的变形进行观测。
综合考虑以上几点并结合施工经验,底模的的整体预留拱度暂定为20mm。
1.3 支架搭设及验收
按支架设计图搭设好支架后,铺设支架顶纵横向方木,将顶层方木尽量调整到根据梁底标高推算的设计标高,同时加强对模板下支架的检查,确保支架底传递荷载的枕木、工字钢、底托不脱空,支架的各杆之间,支架与方木之间各接触面紧密,无明显缝隙。支架搭设完成后,要对支架的各个控制因素进行检查验收,确保其安全性。
1.4 预压及测量
底模板铺设好后,沿顺桥向在该梁段的两端和中间三个截面设置左、右共六个沉降观测点,采用精密水准仪(精度要求每公里往返误差1mm)进行变形测试。
预压荷载分两个等级进行取值,第一个阶段预压荷载取梁体自重的60%,第二个阶段预压荷载取梁体自重的120%。加载时做到均匀、对称。对支架预压施工特点,制定了相应的监控数据采集工序,即在以下每一工况下进行数据的采集:支架预压前→第一级加载(加载至总重量的60%)→第二级加载(加载至总重量的120%)→卸载前对支架结构进行检查→卸载。各加载程序及分级读数在加载后立即测读一次,并在加、卸载稳定后再读取稳定读数。在加载完成及卸载完成两个预压工况下对支架结构进行稳定性观测,采用连续观测方法,稳定性基准为每日观测变形误差累计小于2mm。
1.5 加载结果及数据分析
根据测量数据反应,加载结束三天后变形已经基本稳定,几乎没有沉降,底模的总体下沉值在9mm-18mm之间,这时安排卸载,卸载完成待变形稳定后测得其较之预压前的下沉值即可得出支架非弹性变形,其值在7mm-16mm之间。卸载后与加载后的差值即支架弹性变形,其值在1mm-3mm之间。
通过预压得到了支架的整体下沉值,消除了其非弹性变形,且取得了弹性变形值,因此需要根据预压后得到的变形值对先前梁底模标高进行调整。具体计算可参照以下公式作为理论依据进行。
△H沉=H最终-H前 (△H沉为加载后最终沉降值,H最终为加载后最终读,H前为加载前读数);△H弹=H最终-H卸(△H弹为卸载后最终回弹值也即弹性变形,H卸为卸载后读数);△H塑=H卸-H前(△H塑为塑性变形值);△H调=△H沉-△H弹(△调为模板调整处理值);H模=H设
+△H弹+△H预拱(H模为施工时立模标高,H设为设计标高,△H预拱为设计预拱度)。
由公式可以得到以下结论:
三个截面的总体下沉值分别约为10mm、14mm、18mm,考虑其对应点的设计预拱度
5mm、3mm、1mm,可得底模的预留拱度应分别为15mm、17mm、19mm。结合搭设支架后底模的整体预留拱度取值为20mm,可以看出,预压前所取得预留拱度与试验所取得的数据基本吻合,只需在各个对应截面处对底模做微调即可,且相应点处调整处理值为-5mm、-3mm、-1mm。
2结束语
待混凝土强度达到设计要求强度后拆除支架,对先前布设的6个点标高重新进行了跟踪测量,桥面最终标高在正误差1mm-6mm之间,完全符合设计和施工规范的要求。而且保证了桥梁线形美观、流畅。
支架施工法中预压可有效检验支架的整体受力性能,减小或消除支架非弹性变形,确定支架预拱度,较好地控制箱梁现浇的线形和标高,提高预定施工精度,保证现浇箱梁的质量,使成桥结构棱角分明、线形流畅。支架预压不仅可提高结构安全性,而且对施工工艺的完善也有很大作用,因此应引起足够重视,要从国内外相应的工程中吸取经验教训,避免类似支架倒塌事故的发生。
参考文献:
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