現(xiàn)澆連續(xù)梁橋0#塊底模標高控制措施研究

孫 浩

(中鐵十五局集團第二工程有限公司 上海 201713)

1 引言

混凝土現(xiàn)澆連續(xù)梁橋主要被應(yīng)用于跨越河流、溝壑、既有道路(鐵路、公路等)和特殊環(huán)境地段的工程建設(shè)中，具有跨度大、施工工藝成熟等顯著特點。混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁上部結(jié)構(gòu)的首個且最重要節(jié)段為0#塊(亦稱0#節(jié)段)[1]。0#塊施工需支撐在0#塊支架上，常用的0#塊施工支架形式有墩柱上部設(shè)置牛腿斜撐支架(高墩施工常采用)、地面或承臺頂面搭設(shè)的鋼管柱支架等，如圖1所示。本文通過總結(jié)“新建杭黃高鐵揚之水特大橋”、“廣中江高速公路大魁河連續(xù)梁橋”以及“126省道南京段改擴建工程秦淮新河大橋”0#塊支架形式和施工經(jīng)驗，分析牛腿斜撐支架和鋼管柱支架施工過程中0#塊底模標高的影響因素并總結(jié)0#塊底模標高的控制及調(diào)節(jié)措施。

圖1 承臺頂面與墩柱連接的0#塊鋼管支架模型

2 0#塊支架施工

0#塊底模標高的準確與否，對0#塊梁頂標高和結(jié)構(gòu)尺寸、混凝土保護層厚度、橋梁下一節(jié)段的施工甚至整個連續(xù)梁線形等有重要影響。其中結(jié)構(gòu)尺寸、保護層厚度的影響比較直觀[2]；對于下一節(jié)段的施工影響主要表現(xiàn)在下節(jié)段施工底板時，底模標高的調(diào)節(jié)和梁底線形的控制。如果0#塊底板標高誤差較大，會產(chǎn)生錯臺、梁底線形銜接不順等現(xiàn)象[3]。

0#塊施工主要步驟:支架搭設(shè)→支架預壓→0#塊底模鋪設(shè)→0#塊側(cè)模安裝→鋼筋綁扎→預應(yīng)力體系、預埋件安裝→安裝內(nèi)模→混凝土澆筑→張拉、壓漿→下節(jié)段施工[4]。而影響0#塊底模標高的主要工序為支架的搭設(shè)和預壓。當前兩個工序施工完成、支架已經(jīng)搭設(shè)連接固定后發(fā)現(xiàn)0#塊底模標高存在誤差，底模板的標高過高或者過低超過了允許范圍，而支架調(diào)節(jié)位置在模板下方，操作不便使調(diào)節(jié)工作做變得相對困難，在實際施工過程中甚至存在支架搭設(shè)完成后由于底模標高調(diào)整困難而不再調(diào)節(jié)的現(xiàn)象，進而影響后續(xù)施工和工程成品質(zhì)量。

支架搭設(shè)受支架設(shè)計形式、采用材料、操作過程的影響，故其設(shè)計必須滿足承載能力和穩(wěn)定性的要求；構(gòu)件型號的選用須準確、質(zhì)量合格，構(gòu)件連接需牢固。若不按要求控制，將會發(fā)生支架變形量超過允許范圍甚至支架變形過大難以滿足使用的情況，也必定會對0#塊底模標高造成影響[5]。

支架預壓主要為了檢驗承載工況下支架的安全性、穩(wěn)定性，消除支架和基礎(chǔ)的非彈性變形，獲得預壓過程中支架的彈性變形，為0#塊施工預留拱度、底模標高設(shè)定提供參考依據(jù)。可見，支架預壓給0#塊底模標高帶來的是更直接的影響。從支架搭設(shè)到0#塊底模板鋪設(shè)過程中，如何將0#塊底模標高控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，是本文分析與總結(jié)的主要內(nèi)容。0#塊標高的控制可分為預壓前控制和預壓后控制，預壓前的控制是極為重要的過程控制，預壓后的控制需要采取調(diào)節(jié)措施以達到調(diào)整標高的目的[6]。

3 預壓前控制措施

(1)逐層測量

逐層測量是預壓前控制的重要方法，0#塊支架搭設(shè)的每一層均需要測量放樣出各個構(gòu)件的位置和標高，標高的測量必須用水準儀復核(見圖2)。鋼管柱支架搭設(shè)需測量鋼管柱底部標高、鋼管柱頂部標高、上部大橫梁和小分配梁等的標高[7]。各層標高的準確性是影響底模標標高的基礎(chǔ)因素，對支架逐層標高嚴格控制是為了降低或者消除從下到上的標高累積誤差，減少對底模模板標高的影響。

支架各層構(gòu)件的設(shè)計標高可從梁底設(shè)計標高逐層向下反推求得，也可從下部基礎(chǔ)(承臺)設(shè)計標高向上累加求得[8]。當0#塊和墩柱為墩梁固結(jié)時，兩種推算方法均可；當0#塊和墩柱間設(shè)置有支座時，建議從梁頂向下反推，這樣不必考慮安裝支座和施工墊石時，支座調(diào)平層和墊石高度誤差的不確定性所帶來的影響。

圖2 支架標高測量

(2)支架砂箱

0#塊支架施工通常采用砂箱作為后期拆除支架的卸荷材料，也用作0#塊臨時支座。0#塊施工完拆除支架時，先將砂箱內(nèi)砂子放出，讓砂箱以上部分落下，使得0#塊底模脫離梁底，然后逐層拆除支架。砂箱內(nèi)所填裝砂子高度宜為砂箱下底座高度的1/2；砂子過少不易放出，砂子過多則降低了砂箱穩(wěn)定性。在砂箱裝完砂子之后，要對砂箱進行預壓，減少0#塊施工時砂箱的非彈性變形對底模標高的影響。常用砂箱形式如圖3所示。

圖3 現(xiàn)場使用的砂箱

(3)標高拋高

標高拋高是在規(guī)范允許的模板安裝誤差范圍內(nèi)，將底模標高適當抬高。當預壓變形與預設(shè)量相差不大時，適當抬高的底模在預壓后可不再調(diào)整。底模抬高也是為了預防支架預壓產(chǎn)生較大沉降造成底模標高誤差太大導致調(diào)節(jié)困難[9]。以公路橋梁施工為例，根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50-2011)5.3.6條，模板、支架安裝質(zhì)量標準對梁的模板高程允許偏差為±10 mm。除此之外，拋高值也可根據(jù)理論驗算的沉降量或者經(jīng)驗值確定。

預壓過程中通過正確布設(shè)測點，選擇適宜時間準確測量，按照要求加載預壓，做好原始數(shù)據(jù)采集、整理工作。

4 預壓后控制措施

4.1 預壓數(shù)據(jù)分析

支架預壓監(jiān)測完成后要計算沉降量、彈性變形量、非彈性變形量，作為后續(xù)0#塊施工確定預拱度值的依據(jù)。支架預壓完成后，測量0#塊底模實際標高并與設(shè)計標高進行對比分析。當0#塊底模實測標高與設(shè)計標高差值在施工規(guī)范允許范圍內(nèi)，則不需調(diào)整[10]；當0#塊底模標高低于或者高于設(shè)計值且超過施工規(guī)范所允許的偏差范圍，則根據(jù)情況選擇調(diào)節(jié)方法。

4.2 標高調(diào)整措施

4.2.1 砂箱調(diào)節(jié)

(1)底模局部范圍低于或高于設(shè)計值且兩者差值超過規(guī)范允許范圍

對于此種情況，只需對底模低或者高的范圍內(nèi)支架構(gòu)件進行抬高或降低調(diào)節(jié)。底模抬高可采取在砂箱上部墊放鋼板的措施(注:局部抬高采取墊鋼板相對簡便，若采用拆除砂箱填充砂子來抬高底模標高，還需要拆除砂箱以及砂箱以上的分配梁、方木、底模等，較為復雜[11])。選用鋼板時要根據(jù)需抬高的數(shù)值，確定合適厚度的鋼板。墊放多塊鋼板時須在每層鋼板四周間斷焊接，以確保形成整體。底模降低可采用減少砂箱內(nèi)砂子進行調(diào)節(jié)。抬高或者降低均使用千斤頂將砂箱上部結(jié)構(gòu)頂起，抽出砂箱減少砂子進行調(diào)節(jié)。

采用調(diào)節(jié)措施對0#塊底模局部抬高的同時，要仔細查看調(diào)節(jié)處附近其它支撐點的空隙，因為當抬高一處底模對應(yīng)的砂箱時，附近部位的構(gòu)件也會受到影響被抬高一定的位移，由此產(chǎn)生的空隙也需要墊放鋼板，不得脫空。同樣，砂箱降低時也需要降低周邊砂箱，實現(xiàn)同步協(xié)調(diào)。

(2)底模整體低于或整體高于設(shè)計值且超過規(guī)范允許范圍

當?shù)啄Ｕw低于或者高于設(shè)計值且超過規(guī)范允許范圍時，則采用整體抬高或者降低支架的措施。需要整體抬高支架時，同樣首選墊放鋼板的方法。當支墊高度較高時，也可采用砂箱結(jié)合型鋼組焊支墊，即加工雙榀或者三榀型鋼支墊在砂箱下方，但要采用焊接加固等措施確保支墊物穩(wěn)定。需要整體降低支架時，可拆除砂箱減少裝砂量以達到調(diào)整目的。

4.2.2 桁架(排架)調(diào)節(jié)

如支架體系未設(shè)置砂箱且需要調(diào)節(jié)底模標高時，見圖4，縱向 36型鋼分配梁下立桿為 20型鋼，采用加高或降低豎向 20型鋼高度來實現(xiàn)調(diào)控；少量的高度調(diào)節(jié)仍可采用鋼板支墊的方式。調(diào)節(jié)后一定要確保支架各部位連接緊密，各支墊均勻受力，承載能力、強度不受影響。

圖4 杭黃鐵路揚之水特大橋支架立桿標高調(diào)節(jié)

采用桁架(排架)施工的支架，在加工桁架(排架)前，對橫梁頂標高進行實測后再確定桁架(排架)的加工高度。這種支架形式的標高可調(diào)性較好。

5 連續(xù)梁施工線形監(jiān)控

連續(xù)梁橋施工通常需要進行線形監(jiān)控，由監(jiān)控單位提供每個節(jié)段的標高和線形控制數(shù)據(jù)，包括從0#塊開始調(diào)控和1#塊開始調(diào)控兩種情況。0#塊開始對標高進行調(diào)控是在0#塊支架預壓完成后，根據(jù)支架變形和監(jiān)控數(shù)據(jù)對0#塊底模標高進行調(diào)整，調(diào)整后最終的標高通常高于設(shè)計值，這也是0#塊底模標高調(diào)控的最后一道程序[12]。由于此程序的標高調(diào)節(jié)值需要在之前各個工序施工完成后才能獲得，并且在這之前，支架逐層的高度和構(gòu)件尺寸均已經(jīng)初步確定，支架也已連接成牢固的整體，所以，當施工監(jiān)控最終確定的0#塊底模標高和現(xiàn)場實測值相差超過規(guī)范允許范圍的時候，仍需要對0#塊底模標高進行調(diào)節(jié)。由此可見，施工中精確控制0#塊底模標高和掌握良好便捷的底模調(diào)節(jié)方法十分重要。

6 結(jié)束語

混凝土現(xiàn)澆連續(xù)梁橋0#塊底模板標高受到諸多因素影響，要注重0#塊支架施工的預先控制和過程控制:從制定切實可行的支架方案到選用合適的支架材料，再到做好每個環(huán)節(jié)和工序的測量放線；根據(jù)支架特點選擇適宜的底模調(diào)節(jié)方法，以實現(xiàn)0#塊底模板標高的精確控制。