滿堂支架預壓監測在施工中的運用

(重慶交通大學 土木工程學院 重慶 400041)

一、淺析現澆混凝土梁遇到的災害

現澆混凝土梁施工，由于其施工工藝具有特殊性，地基承載力驗算和處理，滿堂支架的搭設，現澆混凝土梁施工時施加的預應力大小，施工的各個環節直接關系到施工質量安全。其中，在實際工程中支架的穩定性和地基的穩定性是影響混凝土結構施工質量的的兩個重要因素，支架現澆混凝土梁施工過程中的拉應力大小與支架變形及結構自身特性相關，支架現澆混凝土結構施工過程中，鋼管支架及模板的變形一般在混凝土澆筑初凝前已完成，支架的變形和支架基礎的沉降是影響現澆混凝土結構開裂的主要原因，混凝土結構產生拉應力會導致混凝土梁產生裂縫，而支架的變形和地基的沉降是導致結構產生拉應力的主要原因，所以控制支架的變形和地基的沉降是施工過程中的一個重要環節[1]。要調查清楚橋梁施工場地所處地區的地質條件，這樣才能確定施工時可能發生的不均勻沉降大小，應用預壓沉降實驗，排除地基沉降、支架形變的影響，確保施工過程中支架變形在規定范圍內。

實際施工時，如果現澆混凝土安全質量控制不嚴格，容易出現以下列問題：支架變形或垮塌；連續梁因沉降不均勻或沉降過大而開裂；梁的線形不順直；混凝土表面毛糙、污染或底板振動不實等[2]。這些都是施工時常見的災害，不控制解決這些問題，將會在后期的使用中發生重大安全問題，為解決上述災害，應對滿堂支架現澆法施工的現澆預應力混凝土連續箱梁采取有效措施，進行嚴格的安全質量控制，下面結合工程實例：海南省萬寧至洋浦高速公路WYT12標項目進行實際分析。

二、工程實例

(一)工程概況。海南省萬寧至洋浦高速公路WYT12標項目起于西華農場，經世榮村西南側，峨塔村北側后跨越春江，終點與環島高速(西線)相接，接洋浦海灣通道南連接線，全長約18.1Km。主線橋梁6座，分別為20m，25m，30m預制小箱梁；跨線橋1座，為預制小箱梁；分離立交橋1座，為預制小箱梁；天橋8座，其中現澆箱梁7座，砼板拱橋1座；通道橋7座，為1-10m空心橋。本項目現澆連續梁天橋共7座，上部結構均用(16+20+20+16)m現澆預應力混凝土連續箱梁。澆預應力混凝土連續箱梁在本項目中全都采用滿堂支架法施工，滿堂支架法施工在本工程中應用非常廣泛，具有代表性。

(二)現澆滿堂支架施工技術

1.地基處理。現澆預應力混凝土連續箱梁地基的處理過程中，首先必須確定箱梁施工支架的投影范圍，投影范圍每側加寬不少于1m，然后對內路基進行處理，內路基必須采用不小于22t壓路機碾壓1～4遍，碾壓后，地基承載力的檢測值不得低于250Kpa，最后在夯實的支架施工基礎范圍內每側加寬20cm，進行不小于15cm厚C20混凝土墊層的硬化施工。

基礎混凝土直接承受箱梁施工過程中的荷載，要確保基礎混凝土具備承受上部荷載而不損壞且變形在規范允許范圍內就必須保證其澆筑質量，基礎混凝土澆筑時應采用“扣鍬”的方式攤鋪，以防止混凝土離析，同時應避免“以振代平”現象的發生，為防止基礎混凝土表面開裂，混凝土終凝前應進行二次抹面，同時應設置溫度縮縫并及時養護[3]。

2.支架搭設。(1)在澆筑完成后的混凝土墊層上進行支架搭設，支架搭設按投影寬度每側加寬85cm進行支架搭設，支架搭設時延縱向由橋梁中心線向兩邊進行搭設。

(2)現澆支架采用φ48×3.5mmWDJ碗扣式滿堂支架，立桿、橫桿搭設時堅持橫平豎直的原則。第一、四跨采用2.4m、1.8m、1.2m進行搭設安裝，橫桿采用0.6m、0.3m、和0.9m等。為增強支架體系的穩定性，順橋向每5跨設1道通長剪刀縫，橫向每5跨設1道剪刀縫，剪刀縫與支架立桿、水平桿相交處安裝活動卡扣。

(3)橫桿與立桿必須用碗扣扣件扣緊，橫桿的接頭位置錯開不同的立桿縱距中，與相近立桿的距離不大于縱縫的1/3，相鄰的橫桿錯開布置在立桿的兩側，以減少立桿偏心承載情況。

(4)支架在受荷載后易產生變形和撓度，安裝前必須設置預拱度，使澆筑后的梁體外形尺寸和標高符合設計要求，支架預拱度設置通過加載預壓測量數據進行調整。

(三)支架預壓。(1)預壓目的：橋梁開始施工時必須消除支架和地基的非彈性沉降變形，同時為了給箱梁底模施工標高控制提供一個準確的數據，收集整理好支架和地基的彈性變形和非彈性變形的數據，這樣才能確保整個梁體的幾何線型沒有問題。

(2)預壓材料：采用編制袋裝砂土對支架進行預壓，預壓荷載為梁體自重的110%：分60%、80%、110%三級預壓。

(3)預壓范圍：對滿堂直接范圍進行預壓，支架搭設完成后利用頂托調平鋪設橫管及底模，采用吊裝砂袋或鋼筋原材對支架進行預壓。

(4)預壓觀測：預壓分三級加載，按照最大值控制，箱梁砼量為283.6m3，則自重為283.6×26=737.36t。按照預壓荷載值的60%、80%、110%進行預壓。第一級加載442.4t；第二級加載589.9t，第三級加載811.1t。

(四)沉降觀測。觀測沉降的順序有五個階段，分別為預壓加載前、60%荷載、80%荷載、110%荷載、卸載后。對于各個觀測階段必須定時而且都要進行兩次觀測,在第一個階段，對每個觀測點的標準高度都要進行測量，在加載后要定時觀測標高，觀測后要把觀測情況準確且詳細地記錄整理好。觀測沉降時，對于觀測的間隔時間要控制好，連續兩次觀測之間的時長不能超過一定的時間，一般來說間隔時間在2～4h之間。對于分級加載的方案來說，每一級荷載加載完后，必須在觀測確定沉降已經穩定通過后才能對下一級進行加載。在總荷載加載到110%以后，保持荷載的時間一般在24h以上。保持荷載滿24h后，如果每隔2h觀測到的各點平均沉降在0.1 mm 以下時，這說明地基和支架沉降已經達到基本穩定，這時可以進入卸載階段，要是數據沒達到時就要持荷預壓，一定要確保地基和支架沉降符合工程標準時，方可進行卸載。卸載完成后需要對每個觀測點的標高進行再次測量。

三、結語

滿堂支架的施工質量對現澆箱梁的工程質量和施工安全具有重要影響，是整個現澆箱梁施工過程中的一個重要的基本環節。因此，為了提高現澆箱梁施工的安全性和保障工程質量，必須重視滿堂支架施工的各個環節，確保滿堂支架的各項計算數據、觀測數據、試驗數據等真實、準確，且必須確保滿堂支架的承載力、剛度和穩定性等指標、參數均能滿足工程要求。本文主要從實際項目的支架設計、地基處理、支架搭設、支架預壓、沉降觀測等幾個方面介紹了滿堂支架的施工過程和控制要點。