鋼筋配水箱預壓支架在現澆梁施工中的應用

摘 要：文章根據睢寧縣文學路南路徐沙河大橋預應力混凝土連續箱梁橋的施工， 詳細介紹了鋼筋配水箱對現澆梁支架進行預壓的方法，該方法充分利用施工現場的鋼筋進行加載，并利用鋼水箱進行補充精確加載預壓，加載方式可以盡量模擬箱梁恒載的實際布置，低碳環保，可為同類連續梁的支架現澆施工提供參考。

關鍵詞：現澆梁；支架預壓；施工技術

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）33-0035-02

睢寧縣文學南路徐沙河大橋橋梁全長279.40 m，橋面寬37 m，主橋上部結構采用（30+65+30）m斜塔雙索面無背索斜拉橋，主梁為預應力混凝土連續箱梁，采用滿堂碗扣支架進行現澆施工。支架預壓采用鋼筋+水箱方案，根據橋梁監控單位的要求，箱梁支架分60%、90%和120%三級進行預壓加載。通過工程實踐，該預壓方法取得了較好效果，具有明顯的經濟和社會效益。

1 鋼筋配水箱工藝原理

本工程現澆連續箱梁的鋼筋用量比較大，基于這一點，將工程所用鋼筋根據預壓量提前進場，采取逐跨預壓法，充分進行先利用比重大的鋼筋進行逐跨集中堆載，剩余重量再利用2 m×2 m×2.5 m水箱進行補充精確加載預壓，水箱采用5 mm鋼板制作的鋼水箱，水箱長和寬均為2 m，高度為2.5 m。由于鋼筋的比重較大，堆載高度較低，成捆鋼筋的重量明確，另外可以做到重量大的箱梁腹板和橫梁位置集中設置需要的預壓荷載，保證預壓加載的重量布置與箱梁恒載一致性。

由于鋼筋配水箱加載預壓，相比砂袋、土袋、混凝土預制塊等預壓方法來說，不存在現場揚塵，預壓水可重復利用，取用方便耗能少，鋼水箱可以回收，鋼筋預壓后可直接用于箱梁施工，符合經濟、環保的時代主題。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工工藝流程

施工準備→支架地基處理→支架搭設→箱梁底模、側模制作及安裝→每跨荷載值60%分級加載預壓并進行沉降觀測→每跨荷載值90%分級加載預壓并進行沉降觀測→每跨荷載值120%分級加載預壓并進行沉降觀測→支架預壓卸載→卸載6 h后觀測回彈量→預壓驗收。

2.2 操作要點

2.2.1 箱梁各部分恒載計算

計算箱梁各部分的恒載重量，根據箱梁各部分恒載的分布不同，一般分端橫梁、中橫梁、腹板加厚段、普通腹板段和箱室分段計算，箱梁鋼筋混凝土單位重量按27 kN/m3計。

2.2.2 預壓荷載計算

①預壓荷載布置原則。

根據施工圖設計的箱梁斷面尺寸，本著預壓荷載盡量模擬箱梁實際恒載分布的原則，進行預壓荷載的分配與計算，箱梁可以分中間正常段（即頂板、底板和腹均無變化段）、中橫梁段、端橫梁段以及與之相鄰的頂底板、腹板變化段加載重量計算。加載鋼水箱可采用長×寬×高=2 m×2 m×2.5 m的尺寸，水箱采用厚度為5 mm的鋼板制作，預壓時水箱之間縱、橫向間距25 cm，即每個水箱橫向和縱向預壓范圍均為2.25 m。由于水箱加載高度限制，計算時充分考慮先主要使用鋼筋加載預壓，余量再利用水箱加水補充加載。

②預壓荷載計算的方法。

中橫梁和端橫預壓荷載計算：中橫梁和端橫梁上縱向長度小，橫向長度大，預壓加載鋼筋采用橫橋向布置，預壓荷載重量的計算上，首先考慮水箱底面積加上每邊間隙的面積，作為一個水箱加載預壓的面積，計算該面積上梁體的恒載重量，再考慮1.2倍的超載系數，在計算水箱所能加載的最大重量后，余量全部由鋼筋加載，當然也可以根據鋼筋噸位盡量取整，便于成捆鋼筋的堆載，余量以不超過水箱所能加載的最大重量為宜，并折合成水箱內水的加載高度。

腹板加寬段及對應箱室段預壓荷載計算：腹板加寬段及對應箱室段，鋼筋需要按縱向布置，該段為尺寸變化段，恒載較大，預壓重量為恒載的1.2倍，鋼筋加載量也較多，根據鋼筋噸位盡量取整，便于成捆鋼筋的堆載，余量以不超過水箱所能加載的最大重量為宜，然后折合成水箱水的加載高度。

中間正常段預壓荷載計算：正常段的荷載重量相對比較小，一般只用水箱加載就可以滿足預壓要求，即按每個水箱所加載的面積上的恒載重量，再考慮1.2倍的超載系數，就作為該水箱位置的預壓加載重量，折合成水的加載高度即可。

2.2.3 預壓加載施工

①在支架驗收合格后，鋪設箱梁底板。

②布設沉降觀測點。

當結構跨徑不超過40 m時，沿結構的縱向每隔1/4跨徑布置一個觀測斷面；每個觀測斷面上的觀測點應不少于5個，且對稱布置；每組觀測點應在支架頂部和支架底部對應位置上布設。

③根據分級加載布置圖，按箱梁恒載的60%、90%、120%重量進行逐級加載?？v向加載時，應從跨中開始向支點處進行對稱布載；橫向加載時，應從結構中心線向兩側進行對稱布載。

④加載時，鋼筋采用吊機起吊至預壓位置，人工配合堆碼，鋼筋經清點重量滿足要求，方可接著吊裝水箱。注意鋼筋的布置位置要符合要求，堆碼要整齊，水箱的擺放要水平，并支墊穩固。水箱加水采取水泵就近抽取河水。預壓加載現場圖片如圖1所示。

⑤每級加載完成后，應每間隔12 h對支架沉降量進行監測；當支架測點連續2次沉降差平均值均<2 mm時，方可繼續加載。

⑥加載至箱梁恒載的120%后，全部荷載施加完畢后，每間隔24 h觀測一次，記錄各測點標高；當支架預壓符合如下驗收標準規定時，即可進行支架卸載：各測點沉降量平均值<1 mm；連續三次各測點沉降量平均值累計<3 mm。

⑦卸載6 h后觀測各測點標高，計算前后兩次沉降差，即彈性變形。

3 人員、材料與設備

3.1 人 員

根據現場施工需要，配備相關人員，技術員5人（含測量員3人），吊機操作手2名，運輸車操作手2名，地面吊裝輔助工6人，支架頂面吊裝及堆載輔助工12人。

3.2 材 料

用于預壓材料：鋼筋、鋼水箱和水，此外，還有臨邊安全圍護用的綠網、踢腳板足量。作業人員安全帽、安全帶等防護設施。

3.3 設 備

主要設備有25 T汽車式起重機2臺、能夠運輸12 m長鋼筋的半掛車2臺和流量≥100 m3/h的水泵2臺。

4 質量控制

①認真進行箱梁的恒載計算和預壓荷載的計算，確保計算結果的準確性。

②在箱梁底模板上放出箱梁的端橫梁、中橫梁、腹板正常段和腹板漸變段的范圍控制線，根據計算出各分級的加載量按范圍進行預壓加載。

③加載過程中安排專人進行預壓荷載的清點和統計，確認預壓荷載布置位置和重量符合要求后，方可書面通知進入預壓時間。對于定尺的成捆鋼筋，按銘牌上的重量進行統計，成捆以外的重量，點根數按延米重進行計算統計；水箱加載重量，按方案上提供的每個位置水箱加水深度進行控制，可以用塔尺進行測量。

④每一級荷載加載完成后，認真按要求進行沉降觀測，并做好測量數據記錄。沉降觀測要求做到定人、定時和定儀器。

定人：測量員一般要求安排3個人，一人負責觀測，一人記錄，一人扶尺。

定時：測量時間安排每天的早6點和晚6點，這時候基本沒陽光或陽光很弱，對支架的變形影響最小。

定儀器：每次測量均采用同一臺水準儀和同一把塔尺，水準儀的精度的是DS3級。

⑤支架預壓觀測內容包括：前后兩次觀測的沉降差、支架彈性變形量及支架非彈性變形量。

支架預壓中應測量下列標高，記錄表格應符合《鋼管滿堂支架預壓技術規程》JG/T 194-2009的規定：

加載之前測點標高ho；60%、90%荷載加載完成后，每間隔12 h測點標高hj；120%荷載加載完成后間隔24 h測點標高hi；卸載6 h后測點標高hc。

⑥每次的測量數據都要及時處理，經觀測數據顯示預壓結果達到規定的要求后，方可書面通知施工隊進行預壓荷載的卸載。

⑦在預壓結束后，根據沉降觀測數據，分析計算支架的彈性變形、非彈性變形和地面沉降變形，進行支架預拱度的計算，按對支架進行預拱度的調整。

5 結 語

從該工程已施工完成的箱梁實體看，施工過程中箱梁標高和線型控制良好，拆除支架后，箱梁標高總體在可控的范圍，滿足設計及施工技術規范要求。鋼筋配水箱預壓支架工藝相比砂袋、土袋、混凝土預制塊等預壓方法來說，施工工藝相對比較經濟，同時又兼顧環保，可以作為同類連續箱梁支架現澆施工借鑒與參考。

參考文獻：

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