蘇君
摘 要:連續(xù)箱梁一般為大體積混凝土現(xiàn)澆施工,箱梁受力除了承受抗壓、抗彎外,還要承受較大的扭矩?,F(xiàn)澆梁施工能否成功的關(guān)鍵在于支架的穩(wěn)定性和變形量。預壓法是指預先在支架體系上施加一定的靜態(tài)壓力,檢測支架、地基等的彈性與非彈性變形值,用來檢驗支架的穩(wěn)定性,為支架體系的搭設(shè)及預拱度設(shè)置提供指導數(shù)據(jù)。本文從現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架預壓工藝以及其重要性進行研究探討。
關(guān)鍵詞:支架預壓工藝;連續(xù)箱梁;支架施工
一、支架預壓工藝
(一)支架類型
在進行箱梁混凝土澆筑之前,應(yīng)該按照箱梁自重荷載對支架進行預壓工藝來消除非彈性變化量。根據(jù)橋梁建設(shè)工程預壓方案來看,主要有水袋加載、沙袋加載和混合加載三類。對于使用哪種預壓方案,在滿足設(shè)計要求的前提下,應(yīng)該通過施工現(xiàn)場的具體條件來選擇合適的預壓施工方案。
一般的施工方案都會選擇支架法現(xiàn)澆連續(xù)箱梁,選擇不同支架形式需要花費的工費、機械費和工期都有所不同?,F(xiàn)澆連續(xù)梁支架通常由不同的支架相結(jié)合的形式,例如梁式支架、滿堂式鋼管腳手支架、門型腳手架、碗扣型腳手架等方式。不同的支架類型有不同的特點和適用條件。
梁式支架由于自身的結(jié)構(gòu)特點,可以跨越道路、河流的結(jié)構(gòu)物,可以滿足正常車輛通行、通航的要求。通過采用大跨度的梁式支架法施工方案,能夠在滿足正常施工的過程中減少對交通的影響。
碗扣型腳手架接頭結(jié)構(gòu)合理,能夠根據(jù)具體要求,組成不同功能的施工裝備。組裝簡單,只要一把錘頭就能完成安裝工作。工藝簡單,成本中等,不易丟失,經(jīng)碰耐磕,便于管理運輸。
門式腳手架是應(yīng)用最廣的腳手架之一,但是這種腳手架安全保證較差,施工工效低。不能適應(yīng)基本建設(shè)工程發(fā)展的需要。
(二)地基的處理
地基處理的好壞關(guān)系著上層建筑的牢固與否。如果地基處理不夠好,那么上層建筑有可能倒塌,而地基處理的目的就是使地基達到建筑工程所需要的條件。地基處理方式有各種各樣,例如換填法,預壓法,強夯法,砂石樁法,深層攪拌法。
一般情況下進行地基處理所采用的方式應(yīng)綜合考慮箱梁的斷面尺寸和支架形式對地基的要求進行確定。如果支架的跨徑較大,則支架對地基的要求就相對較高,因此對于地基的處理方式應(yīng)加強,反之則處理方式應(yīng)減弱。根據(jù)相關(guān)的規(guī)范可以知道,進行地基處理的方式主要包括地基換填壓實、混凝土條形基礎(chǔ)以及樁基礎(chǔ)加混凝土橫梁等。在進行地基的處理時,應(yīng)根據(jù)要求做好地基的排水措施,防止水對地基產(chǎn)生不利的作用。當?shù)鼗幚硗瓿芍?,則需要對地基的承載力進行檢測,一般情況下可以采取的檢測方法包括原位動力觸探取樣室內(nèi)試驗,或者輕型動力觸探。根據(jù)規(guī)范的要求,地基的承載力應(yīng)控制在支架立柱豎向集中力所傳遞的壓強以上,并且還應(yīng)滿足安全系數(shù)的要求,在規(guī)范的條款中安全系數(shù)一般取為1.2。
(三)支架架設(shè)
在進行支架的搭設(shè)施工之前,應(yīng)綜合考慮梁底、縱橫向方木大小和地面的標高進行支架的選擇,一般情況下應(yīng)安排架子工和木工進行支架的搭設(shè)作業(yè)。對于支架的扣件的連接應(yīng)采用扭力扳手進行擰緊。支架應(yīng)確保滿足垂直和水平的要求。在梁底模板施工之前,應(yīng)在要求的位置放置縱橫向的斜撐。這樣可以有效的確保支架體系的剛度和穩(wěn)定性。當支架完成支力之后,應(yīng)對節(jié)點進行檢查,根據(jù)要求所有的節(jié)點均應(yīng)進行檢查,節(jié)點應(yīng)確??劢泳o密,傳力可靠。在進行碗扣式支架的搭設(shè)時,所設(shè)置的縱橫方向的間距和豎向間距應(yīng)滿足成承載力計算的要求。根據(jù)要求,在碗扣式支架的縱橫向應(yīng)設(shè)置斜撐以確保支架的穩(wěn)定性,并且需要采用扣件進行連接以確保牢固。在進行立桿和橫桿的安裝時,應(yīng)按照從底部向頂部的順序進行立桿和橫桿的連接。立桿在進行安裝時應(yīng)確保位于墊塊的中心,并且需要對其垂直度進行檢查,一般情況下立桿的垂直度偏差應(yīng)控制在1%以內(nèi)。一般情況下,對于一個作業(yè)面內(nèi)的底部底桿和部分橫桿應(yīng)先全部安裝完成之后方可向上進行安裝。為了有效的確保碗扣式支架的穩(wěn)定性,應(yīng)進行斜桿的安裝。根據(jù)相關(guān)要求,斜桿應(yīng)安裝在節(jié)點上,并且采用扣件進行連接已確保牢固。
(四)荷載的確認與施加
對于支架的荷載主要包括梁體混凝土自重、模板重量、支架重量、施工荷載、風力以及其他可能產(chǎn)生的荷載等。在現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工之前,應(yīng)先對支架進行預壓,這一個關(guān)鍵的工序。在預壓試驗過程中通過測量應(yīng)確保支架的施工預拱度和下沉量,通過這種方式可以有效的控制梁體變形下沉后的高程。在預壓試驗過程中,所設(shè)置的荷載應(yīng)滿足梁體施工中和施工后的荷載分布情況。根據(jù)相關(guān)的施工工藝要求,首先應(yīng)先進行底模的安裝,在支架施工完成之后再采用方木進行鋪墊,接著支架托承的方式進行底模橫坡和縱坡的調(diào)整。對于支架的預壓一般情況下應(yīng)分成幾個等級進行荷載的施加。荷載等級分布為0%、20%、40%、60%、80%以及110%。在荷載施工過程中應(yīng)逐級進行觀測。如果有特別要求則可以將荷載提高至120%。
常用的加載材料和方式有:
1)沙袋加載。在預壓試驗中應(yīng)按照混凝土的澆筑順序進行荷載的施加。在沙袋的堆放過程中,應(yīng)確保沙袋的高度、寬度等滿足要求。沙袋應(yīng)均勻進行放置,并且需要進行過磅,這樣有利于進行加載量的計算。
2)水箱預壓。水箱采用鋼模。鋼模內(nèi)應(yīng)滿鋪瀝青油布以起到防漏水的作用。水箱內(nèi)儲存滿足水之后即可預壓荷載。水壓法具有操作簡單、安全可靠、省時省力、受力均衡特點。采用常規(guī)的預壓法只對支架進行垂直向的加載,而采用水壓法則可以對箱梁的側(cè)模剛度和穩(wěn)定性進行檢驗。但是如果取水存在困難的情況下,則會限制水壓法的應(yīng)用。
3)鋼錠、鋼筋及較重的混凝土塊等作為加載重物。采用這種方式進行預約需要重點考慮的問題時配重的獲取方式,以及起重設(shè)備的配套選擇。
4)預壓材料可以采用沙袋和水袋相結(jié)合的方式。比如說在某現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工工程中進行支架的預壓采用橡膠水囊作為荷載。這種預壓的方式取得了非常良好的效果。橡膠水囊預壓的方式可以對實際的荷載情況進行模擬,并且可以對不同部位分配相應(yīng)的荷載??紤]到箱梁腹板、橫梁處與箱梁底板處的自重相差較大,因此需要根據(jù)工程的實際荷載位置進行預約位置的選擇。在預壓試驗過程中,所確定的加載總重量為設(shè)計重量的120%,這樣可以有效的消除支架的非彈性變形,并且可以確保支架實際施工中所產(chǎn)生的恒載和臨時動荷載均在預壓的荷載范圍之內(nèi)。需要特別注意的是,在預壓的過程中不可以采取均勻加載的方式,這是因為采用這種方式在預壓過程中不會出現(xiàn)是穩(wěn)定的問題,但是在實際的箱梁施工中就有可能出現(xiàn)支架失穩(wěn)的問題。
二、支架預壓實驗觀測技術(shù)
(一)實驗觀測目的和內(nèi)容
在支架預壓施工之前,應(yīng)根據(jù)支架所受到的荷載情況對支架進行計算,從而確保其強度、剛度以及穩(wěn)定性滿足要求,之后方可正式開始進行荷載的施加。
(二)觀測方法及數(shù)據(jù)整理
在支架預壓過程中,應(yīng)對支架的變形量進行測量。測量所采取的基準點應(yīng)為距離支架一定范圍之外的某一永久不動點??紤]到梁式結(jié)構(gòu)支架頂面的沉降值是無法反映各個支撐點的沉降值,因此不僅需要在支架頂面處設(shè)置沉降點,同時還應(yīng)在支架的基礎(chǔ)、立柱、橫梁以及縱梁頂面處設(shè)置沉降觀測點,從而確保所觀測的沉降值能夠切實反映支架的強度、剛度以及穩(wěn)定性。在預壓過程中,對支架進行觀測的主要內(nèi)容為地基基礎(chǔ)沉降、支架壓縮以及支架垂直度。觀測點的布置應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范的要求進行。觀測儀器一般采用水準儀和全站儀。水準儀應(yīng)滿足精度的要求。
從整體的角度對支架的沉降進行分析,如果在每級荷載施加之后,支架的沉降量變化相對均勻,這就可以表明在支架上施加荷載之后,整個支架體系的沉降量是整體發(fā)生的,并且各層的沉降量是保持均勻的。這樣就可以判斷在實際的施工過程中,支架不會出現(xiàn)較大的不均勻沉降而導致混凝土產(chǎn)生裂縫的問題。
(三)預壓時間
預壓時間的確定應(yīng)綜合考慮地質(zhì)情況、梁體自重以及支架裂縫等因素。一般情況下預壓的時間應(yīng)控制在4~5d之間。當支架的變形基本達到穩(wěn)定狀態(tài)之后即可開始進行荷載的卸除。
三、工程實例
本工程為某一大橋引橋工程。該橋為連續(xù)箱梁,共6跨,每跨的長度為40m。主梁為單箱雙室斷面。施工中采用的支架為貝雷梁式支架。需要對支架進行預壓以測定出其彈性變形。預壓荷載采用鋼錠、砂袋。采用分級加載的方式。該預壓試驗主要是測定預壓過程中支架中的應(yīng)力和應(yīng)變。
經(jīng)過結(jié)果分析,支架立柱在壓縮過程中產(chǎn)生最大的變形量為-6.4m,最小為-1.1mm。卸載過程中支架立柱回彈量為+5.3mm,最小回彈量為+0.6m。從以上,檢驗結(jié)果綜合分析得出,立柱最大壓應(yīng)力為112.035MPa,立柱最小壓應(yīng)力為19.068MPa。以上數(shù)值顯示,在預壓過程中結(jié)構(gòu)中各桿件應(yīng)力在設(shè)計允許范圍內(nèi),能夠更加精確地指導施工。
四、結(jié)語
在檢驗支架整體受力性能方面,我們發(fā)現(xiàn)用支架施工法中的預壓可以有效的對其進行檢驗。為了確保工程質(zhì)量,我們要在工程當中著力分析支架的特殊性,并且還需要對其采取相對應(yīng)的技術(shù)措施。除此以外,支架預壓也能夠提高結(jié)構(gòu)的安全性,能夠避免類似于支架倒塌的事故發(fā)生。
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