现浇连续箱梁支架预压工艺及重要性探究

摘 要：连续箱梁一般为大体积混凝土现浇施工，箱梁受力除了承受抗压、抗弯外，还要承受较大的扭矩。现浇梁施工能否成功的关键在于支架的稳定性和变形量。预压法是指预先在支架体系上施加一定的静态压力，检测支架、地基等的弹性与非弹性变形值，用来检验支架的稳定性，为支架体系的搭设及预拱度设置提供指导数据。本文从现浇连续箱梁支架预压工艺以及其重要性进行研究探讨。

关键词：支架预压工艺；连续箱梁；支架施工

一、支架预压工艺

（一）支架类型

在进行箱梁混凝土浇筑之前，应该按照箱梁自重荷载对支架进行预压工艺来消除非弹性变化量。根据桥梁建设工程预压方案来看，主要有水袋加载、沙袋加载和混合加载三类。对于使用哪种预压方案，在满足设计要求的前提下，应该通过施工现场的具体条件来选择合适的预压施工方案。

一般的施工方案都会选择支架法现浇连续箱梁，选择不同支架形式需要花费的工费、机械费和工期都有所不同。现浇连续梁支架通常由不同的支架相结合的形式，例如梁式支架、满堂式钢管脚手支架、门型脚手架、碗扣型脚手架等方式。不同的支架类型有不同的特点和适用条件。

梁式支架由于自身的结构特点，可以跨越道路、河流的结构物，可以满足正常车辆通行、通航的要求。通过采用大跨度的梁式支架法施工方案，能够在满足正常施工的过程中减少对交通的影响。

碗扣型脚手架接头结构合理，能够根据具体要求，组成不同功能的施工装备。组装简单，只要一把锤头就能完成安装工作。工艺简单，成本中等，不易丢失，经碰耐磕，便于管理运输。

门式脚手架是应用最广的脚手架之一，但是这种脚手架安全保证较差，施工工效低。不能适应基本建设工程发展的需要。

（二）地基的处理

地基处理的好坏关系着上层建筑的牢固与否。如果地基处理不够好，那么上层建筑有可能倒塌，而地基处理的目的就是使地基达到建筑工程所需要的条件。地基处理方式有各种各样，例如换填法，预压法，强夯法，砂石桩法，深层搅拌法。

一般情况下进行地基处理所采用的方式应综合考虑箱梁的断面尺寸和支架形式对地基的要求进行确定。如果支架的跨径较大，则支架对地基的要求就相对较高，因此对于地基的处理方式应加强，反之则处理方式应减弱。根据相关的规范可以知道，进行地基处理的方式主要包括地基换填压实、混凝土条形基础以及桩基础加混凝土横梁等。在进行地基的处理时，应根据要求做好地基的排水措施，防止水对地基产生不利的作用。当地基处理完成之后，则需要对地基的承载力进行检测，一般情况下可以采取的检测方法包括原位动力触探取样室内试验，或者轻型动力触探。根据规范的要求，地基的承载力应控制在支架立柱竖向集中力所传递的压强以上，并且还应满足安全系数的要求，在规范的条款中安全系数一般取为1.2。

（三）支架架设

在进行支架的搭设施工之前，应综合考虑梁底、纵横向方木大小和地面的标高进行支架的选择，一般情况下应安排架子工和木工进行支架的搭设作业。对于支架的扣件的连接应采用扭力扳手进行拧紧。支架应确保满足垂直和水平的要求。在梁底模板施工之前，应在要求的位置放置纵横向的斜撑。这样可以有效的确保支架体系的刚度和稳定性。当支架完成支力之后，应对节点进行检查，根据要求所有的节点均应进行检查，节点应确保扣接紧密，传力可靠。在进行碗扣式支架的搭设时，所设置的纵横方向的间距和竖向间距应满足成承载力计算的要求。根据要求，在碗扣式支架的纵横向应设置斜撑以确保支架的稳定性，并且需要采用扣件进行连接以确保牢固。在进行立杆和横杆的安装时，应按照从底部向顶部的顺序进行立杆和横杆的连接。立杆在进行安装时应确保位于垫块的中心，并且需要对其垂直度进行检查，一般情况下立杆的垂直度偏差应控制在1%以内。一般情况下，对于一个作业面内的底部底杆和部分横杆应先全部安装完成之后方可向上进行安装。为了有效的确保碗扣式支架的稳定性，应进行斜杆的安装。根据相关要求，斜杆应安装在节点上，并且采用扣件进行连接已确保牢固。

（四）荷载的确认与施加

对于支架的荷载主要包括梁体混凝土自重、模板重量、支架重量、施工荷载、风力以及其他可能产生的荷载等。在现浇连续箱梁施工之前，应先对支架进行预压，这一个关键的工序。在预压试验过程中通过测量应确保支架的施工预拱度和下沉量，通过这种方式可以有效的控制梁体变形下沉后的高程。在预压试验过程中，所设置的荷载应满足梁体施工中和施工后的荷载分布情况。根据相关的施工工艺要求，首先应先进行底模的安装，在支架施工完成之后再采用方木进行铺垫，接着支架托承的方式进行底模横坡和纵坡的调整。对于支架的预压一般情况下应分成几个等级进行荷载的施加。荷载等级分布为0%、20%、40%、60%、80%以及110%。在荷载施工过程中应逐级进行观测。如果有特别要求则可以将荷载提高至120%。

常用的加载材料和方式有：

1）沙袋加载。在预压试验中应按照混凝土的浇筑顺序进行荷载的施加。在沙袋的堆放过程中，应确保沙袋的高度、宽度等满足要求。沙袋应均匀进行放置，并且需要进行过磅，这样有利于进行加载量的计算。

2）水箱预压。水箱采用钢模。钢模内应满铺沥青油布以起到防漏水的作用。水箱内储存满足水之后即可预压荷载。水压法具有操作简单、安全可靠、省时省力、受力均衡特点。采用常规的预压法只对支架进行垂直向的加载，而采用水压法则可以对箱梁的侧模刚度和稳定性进行检验。但是如果取水存在困难的情况下，则会限制水压法的应用。

3）钢锭、钢筋及较重的混凝土块等作为加载重物。采用这种方式进行预约需要重点考虑的问题时配重的获取方式，以及起重设备的配套选择。

4）预压材料可以采用沙袋和水袋相结合的方式。比如说在某现浇连续箱梁施工工程中进行支架的预压采用橡胶水囊作为荷载。这种预压的方式取得了非常良好的效果。橡胶水囊预压的方式可以对实际的荷载情况进行模拟，并且可以对不同部位分配相应的荷载。考虑到箱梁腹板、横梁处与箱梁底板处的自重相差较大，因此需要根据工程的实际荷载位置进行预约位置的选择。在预压试验过程中，所确定的加载总重量为设计重量的120%，这样可以有效的消除支架的非弹性变形，并且可以确保支架实际施工中所产生的恒载和临时动荷载均在预压的荷载范围之内。需要特别注意的是，在预压的过程中不可以采取均匀加载的方式，这是因为采用这种方式在预压过程中不会出现是稳定的问题，但是在实际的箱梁施工中就有可能出现支架失稳的问题。

二、支架预压实验观测技术

（一）实验观测目的和内容

在支架预压施工之前，应根据支架所受到的荷载情况对支架进行计算，从而确保其强度、刚度以及稳定性满足要求，之后方可正式开始进行荷载的施加。

（二）观测方法及数据整理

在支架预压过程中，应对支架的变形量进行测量。测量所采取的基准点应为距离支架一定范围之外的某一永久不动点。考虑到梁式结构支架顶面的沉降值是无法反映各个支撑点的沉降值，因此不仅需要在支架顶面处设置沉降点，同时还应在支架的基础、立柱、横梁以及纵梁顶面处设置沉降观测点，从而确保所观测的沉降值能够切实反映支架的强度、刚度以及稳定性。在预压过程中，对支架进行观测的主要内容为地基基础沉降、支架压缩以及支架垂直度。观测点的布置应按照相关规范的要求进行。观测仪器一般采用水准仪和全站仪。水准仪应满足精度的要求。

从整体的角度对支架的沉降进行分析，如果在每级荷载施加之后，支架的沉降量变化相对均匀，这就可以表明在支架上施加荷载之后，整个支架体系的沉降量是整体发生的，并且各层的沉降量是保持均匀的。这样就可以判断在实际的施工过程中，支架不会出现较大的不均匀沉降而导致混凝土产生裂缝的问题。

（三）预压时间

预压时间的确定应综合考虑地质情况、梁体自重以及支架裂缝等因素。一般情况下预压的时间应控制在4～5d之间。当支架的变形基本达到稳定状态之后即可开始进行荷载的卸除。

三、工程实例

本工程为某一大桥引桥工程。该桥为连续箱梁，共6跨，每跨的长度为40m。主梁为单箱双室断面。施工中采用的支架为贝雷梁式支架。需要对支架进行预压以测定出其弹性变形。预压荷载采用钢锭、砂袋。采用分级加载的方式。该预压试验主要是测定预压过程中支架中的应力和应变。

经过结果分析，支架立柱在压缩过程中产生最大的变形量为-6.4m，最小为-1.1mm。卸载过程中支架立柱回弹量为+5.3mm，最小回弹量为+0.6m。从以上，检验结果综合分析得出，立柱最大压应力为112.035MPa，立柱最小压应力为19.068MPa。以上数值显示，在预压过程中结构中各杆件应力在设计允许范围内，能够更加精确地指导施工。

四、结语

在检验支架整体受力性能方面，我们发现用支架施工法中的预压可以有效的对其进行检验。为了确保工程质量，我们要在工程当中着力分析支架的特殊性，并且还需要对其采取相对应的技术措施。除此以外，支架预压也能够提高结构的安全性，能够避免类似于支架倒塌的事故发生。

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