公路改建工程現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)與預(yù)壓重點(diǎn)技術(shù)探究

摘要 該文旨在研究公路改建工程中現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)與預(yù)壓關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)分析支架搭設(shè)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)，探討了確保支架穩(wěn)定性的有效方法，對(duì)預(yù)壓技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究，包括預(yù)壓荷載的選擇、預(yù)壓過(guò)程的監(jiān)控及預(yù)壓效果評(píng)估等方面。該文的研究成果可為公路改建工程中的現(xiàn)澆箱梁施工提供了一定的技術(shù)參考與指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 現(xiàn)澆箱梁；支架搭設(shè)；預(yù)壓技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）14-0152-04

0 引言

現(xiàn)澆箱梁作為公路改建工程中的關(guān)鍵構(gòu)造物，其施工技術(shù)的先進(jìn)性與安全性直接關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量與壽命。支架搭設(shè)作為現(xiàn)澆箱梁施工的基礎(chǔ)，合理的支架結(jié)構(gòu)、適當(dāng)?shù)拇钤O(shè)材料、搭設(shè)過(guò)程的精確性與高效性，是高質(zhì)量施工的關(guān)鍵。預(yù)壓技術(shù)作為現(xiàn)澆箱梁施工過(guò)程中的另一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于消除非彈性變形、提高支架整體剛度、確保箱梁施工質(zhì)量的均勻性具有關(guān)鍵作用。

1 工程概況

G350線倉(cāng)山至中江段公路改建工程主線全長(zhǎng)66.032 km，K0至K47段為雙向四車(chē)道，設(shè)計(jì)速度60 km/h，路基寬23 m；K47至K66段雙向六車(chē)道，設(shè)計(jì)速度80 km/h，路基寬30 m。該項(xiàng)目位于四川省德陽(yáng)市中江縣龍臺(tái)鎮(zhèn)境內(nèi)，起于黃坡店村（K42+500），途經(jīng)駟馬埡村、大唐村、大彎村、青龍村、龍鳳村、望龍村、萬(wàn)榮村，止于桃花店村（K55+400），全線長(zhǎng)12.9 km。

該工程在中心樁號(hào)K53+250.715處該橋上跨人民渠，設(shè)置跨人民渠大橋，人民渠與該工程主線交角為35°。橋梁為整體式路基，分幅式橋梁，橋梁凈距0.4 m，單幅橋面寬14.85 m，橋梁全寬30.1 m。該橋平面均位于R=1 200 m的右偏圓曲線上，左幅橋橋面橫坡為-3.0%，右幅橋橋面橫坡為3.0%，縱斷面位于R=6 200 m的凸曲線上，墩臺(tái)右偏角120°。

上部構(gòu)造：該橋跨越現(xiàn)狀人民渠，該橋跨上部構(gòu)造采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。左幅橋跨徑布置情況為：（40 m+50 m+30 m），右幅橋跨徑布置情況為：（30 m+50 m+40 m）。連續(xù)梁采用C50預(yù)應(yīng)力混凝土，預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1 860 MPa、公稱直徑d=15.2 mm的低松弛高強(qiáng)度鋼絞線。

下部構(gòu)造：該橋橋墩采用雙圓柱式墩，橋臺(tái)采用肋板臺(tái)，墩臺(tái)均采用灌注樁基礎(chǔ)[1]。樁基礎(chǔ)為嵌巖樁以中風(fēng)化巖層為持力層。

2 現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)

2.1 盤(pán)扣式滿堂支架施工

首先對(duì)作業(yè)工人進(jìn)行技術(shù)和安全交底。施工機(jī)具準(zhǔn)備齊全，具備作業(yè)條件后，測(cè)量放樣定位，測(cè)量人員用全站儀放樣出梁板在地基上的豎向投影線，并用墨線彈出標(biāo)志線，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員根據(jù)投影線定出排底的中心線，用油漆做上標(biāo)記。根據(jù)中心線向兩側(cè)對(duì)稱布設(shè)盤(pán)扣支架。

放樣與底座排列：首先通過(guò)放樣確定底座的準(zhǔn)確位置。將底座精確地排列到定點(diǎn)上，確保定點(diǎn)間距和對(duì)齊符合設(shè)計(jì)要求。

標(biāo)準(zhǔn)基座安裝：將標(biāo)準(zhǔn)基座的主架套筒部分朝上，并套入調(diào)整座上方。確保標(biāo)準(zhǔn)基座下緣完全置入扳手受力平面的凹槽內(nèi)，以提供穩(wěn)固的支撐[2]。

橫桿安裝：將橫桿頭套入圓盤(pán)小孔位置，使其前端緊貼主架圓管。后使用斜楔貫穿小孔并敲緊固定。

斜桿安裝：斜桿的安裝具有方向性，必須全部按照順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚪M裝。將斜桿套入圓盤(pán)大孔位置，使其前端抵住主架圓管，使用斜楔貫穿大孔并敲緊固定。

平主架與主架的使用：未加裝連接棒的主架稱為平主架。這種平主架僅用于第一層的搭接。將平主架的長(zhǎng)端插入標(biāo)準(zhǔn)基座的套筒中，并通過(guò)檢查孔位置來(lái)確認(rèn)其是否已插至套筒底部。

主架的使用：從第二層開(kāi)始，應(yīng)使用完整的主架進(jìn)行搭建。

方向性注意事項(xiàng)：斜桿的安裝具有方向性，意味著如果第一層斜桿是以逆時(shí)針?lè)较蚪M裝的，那么第二層及以上的斜桿也必須以逆時(shí)針?lè)较蚪M裝。

在構(gòu)建主架結(jié)構(gòu)時(shí)，需采用四方管作為連接主體。連接棒的安裝應(yīng)確保其順利插入下層管中。若設(shè)計(jì)中涉及主架插銷(xiāo)的使用，必須嚴(yán)格檢查圓盤(pán)與對(duì)齊孔的位置關(guān)系，確保它們處于同一方向，以防止結(jié)構(gòu)在受力時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)位或失效。在橫桿的安裝過(guò)程中，每層橫桿之間的距離應(yīng)精確控制在150 cm，以適應(yīng)不同的實(shí)際高度需求。當(dāng)橫桿安裝在支撐架的最上層，即位于U形調(diào)整座下方時(shí)，無(wú)論高度上搭接了多少層，每層橫桿與U形調(diào)整座之間的間距均不得超過(guò)150 cm。在組裝過(guò)程中，還需將U形調(diào)整座的牙管插入主架管中，并使用扳手進(jìn)行精確的高度調(diào)整。橋梁左右幅橫坡均為3%，在采取頂托進(jìn)行橋梁橫坡調(diào)整時(shí)，工字鋼和頂托之間應(yīng)增加楔子以加強(qiáng)工字鋼及頂托之間的接觸，保證工字鋼與頂托之間的受力均勻。同時(shí)應(yīng)工字鋼上采用10 cm×10 cm方木進(jìn)行縱向骨架支撐，為防止因橫坡過(guò)大矩管與工字鋼以及模板之間發(fā)生滑動(dòng)，在方木中間設(shè)置10 cm×4 cm厚方木填充矩管中間空隙，同時(shí)采用釘子將方木與模板進(jìn)行連接固定。方木與工字鋼之間也可采用鐵絲進(jìn)行一定的固定。詳見(jiàn)圖1所示：

2.2 安全操作平臺(tái)及安全通道搭設(shè)

現(xiàn)澆箱梁施工人員上梯籠，在每聯(lián)現(xiàn)澆箱梁墩柱處搭設(shè)一道安全梯籠，梯籠和現(xiàn)澆箱梁支架互不連接，以保證梯籠的安全性，梯籠采用專(zhuān)用施工梯籠，現(xiàn)場(chǎng)最大搭設(shè)高度6m。登高梯籠安裝前，須根據(jù)梯籠平面尺寸（4 m×2 m）澆筑一塊4.5 m×2.5 m的矩形C20混凝土基礎(chǔ)，混凝土基礎(chǔ)靠近墩柱的內(nèi)沿平面尺寸應(yīng)與操作平臺(tái)平行，且不得超過(guò)操作平臺(tái)護(hù)欄的垂直投影邊沿?；炷粱A(chǔ)在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，將拼裝好的底座梯籠標(biāo)節(jié)安裝在已硬化好的水平地面上，然后調(diào)整水平，并用M16×100的膨脹螺栓進(jìn)行固定、限位。安裝的標(biāo)節(jié)均在地面組裝成型，采取整節(jié)起吊安裝，各連接部位用M20×130高強(qiáng)螺栓連接。梯籠的安裝高度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際作業(yè)高度調(diào)整。安裝的梯籠籠體垂直度須控制在千分之一以內(nèi)，每6 m設(shè)置一道附著保證梯籠穩(wěn)定。附著需使用梯籠專(zhuān)用附著連接構(gòu)件，嚴(yán)禁在梯籠受力構(gòu)件上隨意動(dòng)焊。梯籠安裝完成后，應(yīng)當(dāng)在梯籠與澆筑平臺(tái)之間設(shè)置穩(wěn)固的安全通道。

梯籠內(nèi)人行梯步必須安裝扶手，梯步及扶手必須按設(shè)計(jì)要求逐孔拴掛固結(jié)螺栓。梯籠拆除必須按從上至下逐節(jié)規(guī)范拆除，嚴(yán)禁整段吊裝轉(zhuǎn)移或直接放倒

支架搭設(shè)完成后，在支架頂部翼緣板外側(cè)設(shè)置工作平臺(tái)，平臺(tái)采用腳手板鋪設(shè)，寬度不小于0.85 m，并在支架平臺(tái)外側(cè)采用普通鋼管搭設(shè)欄桿（高度1.2 m）、掛密目安全網(wǎng)、防臨邊眩暈及墜落。防護(hù)欄桿采用Φ48×3.5 mm鋼管搭設(shè)，高度1.2 m，設(shè)置三道縱向防護(hù)欄桿，立桿間距90 cm，防護(hù)欄桿外滿掛密目安全網(wǎng)[3]。

3 現(xiàn)澆箱梁支架預(yù)壓

預(yù)壓采用選取半幅跨進(jìn)行預(yù)壓的方案。結(jié)合施工順序及實(shí)際情況，選擇左幅支架進(jìn)行堆載預(yù)壓。預(yù)壓時(shí)不考慮翼緣板，只預(yù)壓底板范圍內(nèi)荷載。

（1）支架預(yù)壓

支架施工完畢安裝底模板后進(jìn)行堆載預(yù)壓試驗(yàn)。

加載順序：預(yù)壓加載分級(jí)進(jìn)行，按60%、80%、110%加載（預(yù)壓荷載為箱梁自重110%）。在支架預(yù)壓加載過(guò)程中，縱向布置需從跨中向支點(diǎn)處進(jìn)行對(duì)稱分布，橫向則從箱梁的中心線開(kāi)始向兩側(cè)呈對(duì)稱配置。為確保支架的穩(wěn)定性，預(yù)壓時(shí)應(yīng)確保堆載均勻，防止因偏心受壓而引發(fā)支架失穩(wěn)。堆載的順序應(yīng)與現(xiàn)澆混凝土的施工順序保持一致，遵循先底板荷載、后腹板荷載、最終頂板及翼板荷載的次序。

在預(yù)壓過(guò)程中，應(yīng)自低處開(kāi)始，逐層擴(kuò)展并升高，確保水平分層的均勻性。支架預(yù)壓的主要目標(biāo)是消除塑性變形，并在此過(guò)程中測(cè)量彈性變形。當(dāng)箱梁的底模鋪設(shè)完畢后，需在壓載前進(jìn)行測(cè)量，以記錄加載前的標(biāo)高數(shù)據(jù)。隨后，使用吊車(chē)將預(yù)先準(zhǔn)備好的噸袋吊至已鋪設(shè)好的模板上，進(jìn)行后續(xù)的加載工作。預(yù)壓采用噸袋進(jìn)行預(yù)壓，采用人工配合小型挖機(jī)進(jìn)行裝袋，平板運(yùn)輸車(chē)運(yùn)至預(yù)壓現(xiàn)場(chǎng)。

噸袋為防水材質(zhì)，每個(gè)噸袋需獨(dú)立稱重，稱重方式為在吊鉤上掛彈簧秤，人工配合汽車(chē)吊根據(jù)箱梁荷載分布情況，對(duì)稱模擬荷載分布堆載，并配專(zhuān)人記錄噸袋的重量并及時(shí)做好相關(guān)記錄存檔。

每級(jí)預(yù)壓完成后，及時(shí)覆蓋薄膜，防止雷雨天氣造成預(yù)壓荷載偏大。加載范圍為箱梁底部，加載的總重量不小于箱梁加模板總重的110%，在加載至60%、80%、110%時(shí)分別觀測(cè)其沉降量。加載完畢后觀測(cè)其變形和沉降，24 h累計(jì)沉降不超過(guò)1.0 mm即可進(jìn)行卸載。預(yù)壓過(guò)程中，為確保支架受力安全，應(yīng)按從小到大的順序逐級(jí)加載，加載荷載分級(jí)為：0→60％→80％→110％。

（2）支架預(yù)壓觀測(cè)及布點(diǎn)

連續(xù)梁的線形以梁底標(biāo)高為控制標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)壓時(shí)每跨5個(gè)斷面，每個(gè)斷面5個(gè)點(diǎn)，縱向分別在兩端、1/4 L、1/2 L、3/4 L（L：梁長(zhǎng)）梁跨位置，橫向位置分別在每個(gè)橫斷面中心、梁底邊緣和翼緣板邊。加載過(guò)程，每級(jí)加載觀測(cè)一次，加載完成后，每12 h觀測(cè)1次。采用三等水準(zhǔn)測(cè)量監(jiān)測(cè)，在點(diǎn)位處固定觀測(cè)桿，以便于沉降觀測(cè)。

1）測(cè)出各點(diǎn)的初始標(biāo)高值H1并記錄入表格。

2）荷載堆載后立即進(jìn)行觀測(cè)各測(cè)量點(diǎn)的標(biāo)高值H2，并做好相應(yīng)的記錄[4]。

3）布載24 h后至卸載前測(cè)量各測(cè)量點(diǎn)標(biāo)高值H3。

4）卸載后測(cè)量出各測(cè)量點(diǎn)標(biāo)高值H4。

觀測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖2～3所示。

（3）卸載

采用一次性卸載，由吊車(chē)吊運(yùn)加載物體至地面。卸載時(shí)應(yīng)對(duì)稱、均勻。卸載的同時(shí)繼續(xù)觀測(cè)。

（4）預(yù)壓結(jié)果處理

預(yù)壓工作結(jié)束后，需要對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析。通過(guò)比較加載前后以及卸荷完成后的各點(diǎn)位標(biāo)高值，可以得出支架的非彈性變形量和彈性變形量。其中，加載前與卸荷后標(biāo)高的差異反映了支架的非彈性變形，而滿載時(shí)與卸荷后標(biāo)高的差值則體現(xiàn)了支架的彈性變形。支架變形數(shù)據(jù)不僅驗(yàn)證了經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的準(zhǔn)確性，還為推算未預(yù)壓梁段的變形量提供了依據(jù)[5]。

通過(guò)超荷預(yù)壓，現(xiàn)澆支架的非彈性變形得到了有效控制。在實(shí)際施工中，根據(jù)支架的彈性變形值，即其回縮量，來(lái)設(shè)定預(yù)拱度。然后，根據(jù)這一預(yù)拱度值對(duì)模板標(biāo)高進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，確保施工結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求[6]。

預(yù)壓完成后，對(duì)現(xiàn)澆箱梁模板高程進(jìn)行全面測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果調(diào)整模板高程，使之符合規(guī)范要求。對(duì)支架進(jìn)行全面仔細(xì)檢查，松動(dòng)扣件要擰緊，局部變形較大的部位要進(jìn)行加固，確保支架在現(xiàn)澆箱梁混凝土加載時(shí)的變形和位移在控制范圍內(nèi)。

4 結(jié)論

在支架搭設(shè)方面，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和精確的施工操作對(duì)于確保支架的穩(wěn)定性至關(guān)重要。通過(guò)優(yōu)化支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇合適的搭設(shè)材料，并嚴(yán)格控制搭設(shè)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，可以有效提高支架的承載能力和穩(wěn)定性，從而保障現(xiàn)澆箱梁施工的安全進(jìn)行。在預(yù)壓技術(shù)方面，精確控制預(yù)壓過(guò)程并選擇合適的預(yù)壓荷載，對(duì)于消除非彈性變形、提高支架整體剛度以及確保箱梁施工質(zhì)量的均勻性具有重要意義。通過(guò)監(jiān)控預(yù)壓過(guò)程中的變形情況，及時(shí)調(diào)整預(yù)壓荷載和預(yù)壓方案，可以有效評(píng)估預(yù)壓效果，從而確保箱梁施工質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。

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收稿日期：2024-04-07

作者簡(jiǎn)介：楊富雄（1992—），男，本科，助理工程師，從事項(xiàng)目質(zhì)量控制與檢測(cè)工作。