摘要 興義環(huán)城高速公路敬南互通A匝道橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁，箱梁施工支架預(yù)壓屬于其中一項(xiàng)主要工序，其預(yù)壓數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性，對于箱梁澆筑線形是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)具有決定性作用?；诖?，該文闡述了預(yù)壓加載方法及技術(shù)要求，提出了沉降測點(diǎn)布設(shè)及觀測方法，分析了沉降觀測數(shù)據(jù)，應(yīng)用于調(diào)整支架模板標(biāo)高，旨在為同類工程項(xiàng)目的施工提供參考。

關(guān)鍵詞 箱梁橋施工；支架預(yù)壓；數(shù)據(jù)分析；公路橋梁項(xiàng)目

中圖分類號 U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）14-0059-03

0 引言

在預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁施工支架預(yù)壓施工中，根據(jù)施工技術(shù)要求，需觀測支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，并由此測算出支架彈性變形值和非彈性變形值，最后運(yùn)用二次拋物線公式，計(jì)算各點(diǎn)拋高值，以此為基準(zhǔn)，直接調(diào)整模板標(biāo)高，為現(xiàn)澆梁的順利施工提供數(shù)據(jù)保障，以上施工過程有助于實(shí)橋梁澆筑成形符合設(shè)計(jì)軸線標(biāo)準(zhǔn)，證明支架預(yù)壓取得預(yù)期效果。

1 工程概況

興義環(huán)城高速公路第二合同段敬南互通A匝道橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁，A匝道橋總長度為256 m，共分為2聯(lián)，第一聯(lián)結(jié)構(gòu)為30 m+30 m+30 m+30 m預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁，箱梁凈空設(shè)計(jì)最高為8.0 m，最低為2.5 m，箱體屬于三室結(jié)構(gòu)，梁體高度為1.8 m，頂部寬度為23.0 m，底部寬度為15.0 m；頂板與底板厚度相同，為25～60 cm，腹板厚度更大，為50～70 cm，預(yù)應(yīng)力鋼箱梁的下部結(jié)構(gòu)為圓柱墩，完成鉆孔后澆筑混凝土成樁。設(shè)計(jì)現(xiàn)澆箱梁縱坡為3.99%，最大橫坡為3.0%、最小為0.5%，平曲線半徑長400 m。澆筑箱梁所需的混凝土重量總計(jì)為5 842 t，體積為2 247 m3。

滿堂支架是該工程施工過程中所用的主要構(gòu)件之一，屬于承插行盤扣式，由B型鋼管制成。其支撐體系由三部分構(gòu)成，分別為立桿、橫桿與斜拉桿。施工建設(shè)支架，需有效處理地基，橋梁所處位置上跨主線及匝道，路面表層由混凝土鋪設(shè)，下部為持力層，該層級由風(fēng)化的花崗巖組成，具有較高的承載力。梁墩附近建設(shè)有基坑，分層填充透水性材料，層層壓實(shí)，每層松鋪厚度30 cm，并澆筑混凝土，設(shè)計(jì)厚度為20 cm。此外，為加快排水速度，需在地基邊開挖多條排水溝，排水溝的長度根據(jù)現(xiàn)場需求、寬度設(shè)計(jì)為30 cm。

2 支架預(yù)壓加載方法及技術(shù)要求

預(yù)壓的目的在于檢測支架的安全性，獲得支架的彈性變形，并消除支架與基礎(chǔ)之間的非彈性變形對結(jié)構(gòu)安全性的影響。常見支架預(yù)壓荷載為梁體110%自重，以砂袋的形式進(jìn)行預(yù)壓。填滿砂袋后，靜置12 h、24 h、36 h，再次分別測定控制點(diǎn)標(biāo)高。當(dāng)變形量較小時(shí)，可認(rèn)為支架與基礎(chǔ)的非彈性變形已結(jié)束，可將預(yù)壓砂袋卸除；當(dāng)變形量較大時(shí)，仍需維持預(yù)壓，直到結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)。支架預(yù)壓加載方法及技術(shù)要求主要內(nèi)容如下：

（1）支架預(yù)壓程序主要分為以下四步：施工準(zhǔn)備→加載→觀測→數(shù)據(jù)整理分析；

（2）荷載傳遞路線主要為：底模→縱向分配梁→橫向分配梁→支架頂托→支架→支架底座→支架基礎(chǔ)；

（3）支架預(yù)壓方法主要為：堆積砂袋，實(shí)現(xiàn)支架預(yù)壓。預(yù)壓材料為中顆粒砂，砂袋為雙層設(shè)計(jì)，能有效防水，避免因滲入水分導(dǎo)致荷載值超標(biāo)。砂袋填充滿砂子，其長度為120 cm，寬高皆為100 cm。預(yù)壓荷載加載分為四級，第一級加載為60%荷載，第二級加載為80%荷載，第三級加載為100%荷載，第四級加載為110%荷載；

（4）加載要求：1）時(shí)間方面的要求，首次加載用時(shí)3 d，后三次加載用時(shí)不能超過1 d；2）上一級加載結(jié)束后，確保支架穩(wěn)定后才能繼續(xù)加載；3）通過觀察判斷支架是否穩(wěn)定，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，須及時(shí)停止加載，采取措施消除異常后，方可加載[1]。

3 測點(diǎn)的布設(shè)及監(jiān)測

3.1 沉降觀測實(shí)施準(zhǔn)備

為順利推進(jìn)測點(diǎn)布設(shè)及監(jiān)測工作，組建工作小組，其中包含兩名測量工作人員，配備已經(jīng)過校驗(yàn)的電子水準(zhǔn)儀、銦瓦尺。測定精度共分為三個(gè)等級，其結(jié)果精度要求為0.1 mm。為準(zhǔn)確獲取觀測數(shù)據(jù)，應(yīng)搭建觀測基點(diǎn)網(wǎng)，并設(shè)置三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，便于準(zhǔn)確控制沉降觀測過程[2]。

3.2 測點(diǎn)布設(shè)

根據(jù)施工方案要求，需在箱梁基底部位選取合適位置，作為沉降觀測點(diǎn)，每個(gè)觀測點(diǎn)編制號碼標(biāo)記。每跨觀測點(diǎn)縱向包含5個(gè)斷面，每個(gè)斷面布設(shè)有4個(gè)觀測點(diǎn)。圖1為沉降觀測點(diǎn)布置圖。

3.3 觀測方法及頻率

觀測滿堂支架基礎(chǔ)及架體的沉降情況，主要用到水準(zhǔn)儀與銦瓦尺，對觀測頻率的要求如下：

（1）加載完每級荷載后，總共需要觀測4次。過2 h后首次觀測，過4 h后進(jìn)行第2次觀測，再過10 h后進(jìn)行第3次觀測，第24 h觀測最后一次。若連續(xù)兩次觀測的支架沉降量小于3 mm，則可繼續(xù)下一級加載，直到完成四級加載[4]。

（2）每級加載前須觀測一次。

（3）完成每級加載后觀測一次。

（4）每天觀測不少于一次。

（5）卸載前觀測1次。

（6）卸載后觀測1次。一次性卸載，要求24 h全部觀測點(diǎn)的沉降量均值不超過1 mm，卸載過程中，要求兩側(cè)保持對稱，且同步進(jìn)行[5]。

4 沉降數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用整理

經(jīng)分析可知，箱梁及模板總重1 450 t，設(shè)計(jì)荷載為1 600 t。表1為D1聯(lián)第一跨加載時(shí)間及觀測數(shù)據(jù)。

4.1 沉降觀測數(shù)據(jù)分析

收集分析D1聯(lián)第一跨的每日沉降數(shù)據(jù)，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，繪制沉降斷面的時(shí)間-沉降值關(guān)系曲線，如圖2所示。經(jīng)分析可知：

（1）1/2跨的總沉降量遠(yuǎn)超1/4跨，這與橋梁受力情況相一致；

（2）第二次荷載加載至60%，第六次荷載加載至100%時(shí)，箱梁支架的沉降量開始增加，出現(xiàn)異常問題。經(jīng)技術(shù)人員檢查確認(rèn)，橫梁位置出現(xiàn)懸臂，需采取有效措施解決異常[6]；

（3）分析圖2可知：1）荷載增至80%時(shí)，曲線斜率增加，表明日沉降量持續(xù)上升；2）荷載增至110%時(shí)，日沉降量變動(dòng)不大；3）當(dāng)施工過程持續(xù)15 d后，沉降量趨于穩(wěn)定，并符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，表明箱梁支架預(yù)壓值達(dá)到預(yù)期，可拆卸直接，開展后續(xù)工作；

（4）該支架的非彈性形變明顯，但對地基施工無較大影響。分析其原因，擔(dān)負(fù)稱重作用的橫梁屬于鋼木結(jié)構(gòu)，鋼木表面接觸部位不平整，接觸位置出現(xiàn)凹陷點(diǎn)，橫梁結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，不影響正常使用，因此確保地基施工順利進(jìn)行[7]。

4.2 支架彈性和非彈性變形計(jì)算

針對施工過程的關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)，需要匯總其標(biāo)高，并對比分析，表2為橋梁中線斷面變形與沉降量數(shù)據(jù)。支架卸載前后，其底模標(biāo)高存在一定差異，該差值即為彈性變形量。加載前后的底模標(biāo)高也有差異，其差值為非彈性性變形量[8]。

由于現(xiàn)澆梁的跨徑小，綜合混凝土荷載、溫度值變化等因素，可測算出橋跨中預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)的反拱值超過長期擾度。依照施工要求，未制定預(yù)拱度，基于對預(yù)壓沉降變形的分析，得到非彈性變形值，非彈性變形值為23 mm[9]。

4.3 支架底模標(biāo)高的調(diào)整

為提高施工質(zhì)量，需要結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整支架底模標(biāo)高，嚴(yán)格按照施工方案中的斷面標(biāo)高，設(shè)定調(diào)整基準(zhǔn)，并結(jié)合卸載前沉降累計(jì)平均值確定調(diào)整幅度。根據(jù)計(jì)算結(jié)果有效調(diào)整各點(diǎn)箱梁底模標(biāo)高，要求平順度與施工方案要求相吻合，計(jì)算公式如（1）所示為：

上式中，1為拋高值（單位：cm），H為縱斷面跨中拋高值（單位：cm），X為各點(diǎn)距跨中距離（單位：m），L為跨徑（單位：m）。比較D1聯(lián)第一跨施工前后的標(biāo)高值，分析可知其澆筑線形基本符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)壓效果較好[10]。

5 結(jié)語

綜上所述，橋梁施工建設(shè)過程中，由于箱梁縱橫向坡度大，箱體寬且超高，致使沉降觀測值超出標(biāo)準(zhǔn)值，由此增加了一聯(lián)滿堂支架標(biāo)高的調(diào)整難度。該文采用支架預(yù)壓施工方法，觀測箱梁底沉降數(shù)據(jù)，并及時(shí)采取治理措施，得出如下研究結(jié)論：

（1）施工過程中，通過運(yùn)用預(yù)壓后觀測到的箱梁底沉降數(shù)據(jù)，計(jì)算出橋梁跨中斷面的拋高值，并利用二次拋物線公式計(jì)算調(diào)整各點(diǎn)的拋高值，施工建設(shè)的箱梁梁體線形基本符合設(shè)計(jì)要求；

（2）采用支架預(yù)壓施工技術(shù)，測量出箱梁澆筑前后的底板標(biāo)高，對比標(biāo)高數(shù)據(jù)，其高程偏差與施工要求相一致，由此證明支架預(yù)壓施工取得顯著成效，可廣泛應(yīng)用于公路橋梁項(xiàng)目建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]武相坤，王小兵，張?jiān)獛?，?市域鐵路雙線簡支箱梁支架預(yù)壓技術(shù)研究[J].價(jià)值工程，2023（33）：73-76.

[2]張瑞平.鋼管柱支架預(yù)壓技術(shù)在現(xiàn)澆梁中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2021（22）：77-79.

[3]林濤.現(xiàn)澆連續(xù)箱梁不同類型支架預(yù)壓對比分析[J].江西建材，2023（2）：226-229.

[4]侯志強(qiáng).現(xiàn)澆梁支架智能預(yù)壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2023（5）：177-179+189.

[5]張銳.螺旋管貝雷支架在高墩穩(wěn)定性控制中的運(yùn)用[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2023（6）：174-176.

[6]周桂賓 . 現(xiàn)澆箱梁鋼管支架預(yù)壓 [C].2023年智慧城市建設(shè)論壇深圳分論壇論文集.中國智慧城市經(jīng)濟(jì)專家委員會(huì).2023：192-194.

[7]孫龍.滿堂支架施工技術(shù)在框架橋施工中的應(yīng)用研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2023，（21）：169-171.

[8]王勇，王玉斌，馬銳，等 . 上跨既有橋梁或跨越 V 字形溝谷現(xiàn)澆箱梁組合支架應(yīng)用施工技術(shù)研究 [C].2020年全國土木工程施工技術(shù)交流會(huì)論文集（下冊）.施工技術(shù)編輯部.2020：73-76.

[9]曾遠(yuǎn)，古佩勝，盧俊，等 . 超高索塔上橫梁裝配式支架設(shè)計(jì)及預(yù)壓研究 [C].2022年全國工程建設(shè)行業(yè)施工技術(shù)交流會(huì)論文集（下冊）.施工技術(shù)編輯部.2022：249-252.

[10]張寧柯 . 現(xiàn)澆橋梁支架預(yù)壓方法的研究與應(yīng)用 [C].中國土木工程學(xué)會(huì)總工程師工作委員會(huì)2021年度學(xué)術(shù)年會(huì)暨首屆總工論壇會(huì)議論文集.施工技術(shù)編輯部.2021：418-420.

收稿日期：2024-01-29

作者簡介：黃龍江（1984—），男，本科，工程師，主要從事公路工程施工技術(shù)工作。