浅析现浇预应力连续梁支顶架沉降控制技术

钟素梅

（广东水电二局股份有限公司，广东 广州 511340）

随着我国高速公路建设的发展，现浇预应力箱型连续梁的应用越来越广泛。正是由于该种桥梁施工技术应用的广泛性，施工中的某些技术要点未得到严格、认真的分析而被忽视，导致了梁体底板或顶板开裂、线形失真等质量事故的发生。一旦出现此类质量问题，补强非常困难，极易留下质量隐患，降低结构的强度和耐久性。因此，有必要针对连续梁支顶架沉降的施工关键技术进行研究探索。

1 概述

本项目按高速公路标准设计，预应力连续梁总长150 m，梁面总宽8.5 m，采用支架现浇法施工，支顶架搭设高度约11 m，整联一次立架现浇、整体张拉预应力连续梁。连续梁跨中截面形式，见图1。

图1 连续梁跨中截面形式图

地基基础为开发区回填土，由于雨季偏多，土质含水量较大；地势低，周边排水困难，必须经过地基处理后方能搭设支顶架，方案经济性比选后决定采用门式脚手架满布式搭设。

2 控制支顶架沉降的主要措施

2.1 地基处理

本工程由于雨季偏多、地基较为松软，必须先清除地基表面泥浆及软土，然后对原土进行碾压，密实度须达到90%以上，动力触探检测地基承载力≥180 kPa，再在压实土面上铺水泥掺量为4%的水泥稳定石粉并碾压；若原土含水量大无法压实，则须进行换土后分层压实；最后浇筑10 cm厚的C15素混凝土垫层，硬化宽度每边超过支架2.0 m，硬化范围为脚手架地段。为防止雨水浸泡地基，使其松软，在地基处理后设好排水沟。

2.2 支顶架搭设

在处理完的地基面上铺设模板及方木后进行脚手架的搭设。首先对支顶架受力稳定性、方木挠度等进行详细分析验算后确定搭设方案，搭设时严格按规范进行。采用钢管进行纵横向联结，并每隔一定的距离都要用剪刀撑的形式联系，上下层脚手架的联系要紧密，支撑架要垂直，见图2。

2.3 支顶架预压

支顶架搭设完毕并验收后，铺设梁底模板前进行支架加载预压试验，目的在于消除支架与地基的非弹性变形及不均匀沉降，掌握地基及支撑体系浇筑混凝土时在全部荷载作用下的弹性变形，以确定梁底施工时的标高，进而最终使成型的梁体标高符合设计要求，保证梁体线形和浇筑质量。本桥顶板与箱体分两次浇筑，顶板部分的支顶架在第一次浇筑混凝土时由于支架的共同作用沉降基本完成，故翼板部分底模与支架不作预压。

预压前仔细检查支架各节点是否连接牢固可靠，同时做好原始观测记录，预压时各点压重要均匀对称，防止出现反常情况，预压重量大于箱梁自重的80%，压载材料可采用砂袋或钢锭。沉降观测频率为3次/d，直至沉降值＜3 mm/d，方可卸载。

2.3.1 预压流程

设置沉降观测点并测量初始值→支架模板加载→沉降观测→沉降稳定→根据施工进度逐步卸载→调整支架及模板。

2.3.2 预压施工方法

（1）在底模及外侧模完成达到绑扎钢筋条件后进行支顶架预压，横桥向桥中——中间距120 cm布置10 cm×15 cm的方木，在方木上铺设普通定型钢模。在定型钢模顶面、支顶架顶部、底部及砼垫层基础面设置观测点。

（2）根据实际情况，可采用砂袋预压，重量及放置位置应符合设计要求。

（3）预压观测：在加载预压前观测一次，以后每天早、中、晚各观测一次，并及时计算沉降量，绘制沉降时间曲线。

支架弹性沉降量＝预压卸载后高程－预压完成时高程；支架塑性沉降量＝预压前高程－预压完成时高程。

图2 现浇梁支顶架搭设示意图

2.4 支顶架预拱度设置

根据《公路桥涵施工技术规范》规定，结合实际情况综合考虑，在确定施工拱度值时，考虑下列因素：

2.4.1 支架承受施工荷载引起的弹性变形

每根立柱承受施工荷载作用引起的弹性变形可用虎克定律公式计算：

△L＝NL/EA

式中，N：每根立柱所承受的施工荷载；

L：每根立柱的长度；

E：立柱的弹性模量；

A：立柱的横截面积。

本工程立柱承受施工荷载后计算的弹性变形量为△L＝3.07 mm。

2.4.2 非弹性变形沉落值参考数据

受载后由于杆件接头的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形，按规范沉落值参考数据采用：

接头承压非弹性变形：木与木 1.5 mm/接头

木与钢 2 mm/接头

卸落设备的压缩变形：木楔接缝压缩 1 mm

2.4.3 支架基础在受载后的沉陷，通过地基预压试验曲线分析确定

综合考虑方木挠度、弹性与非弹性变形、预压试验等因素后，确定本工程支架的预拱度值为22.5 mm，在标准跨跨中底模预留最大拱度值，其余各点按二次抛物线分配。

3 支顶架沉降测量

3.1 沉降观测点设置

分别于每孔梁的结构中线、底板两条边缘线的 L/4、L/2、3L/4位置共设置9个沉降观测点。

3.2 沉降观测时间

分别在梁体砼浇筑前、第一次底板及腹板砼浇筑后、第二次顶板及翼缘板砼浇筑后、预应力施工完成后进行四次沉降观测，测试各点标高，以确定梁体最终沉降情况。

3.3 沉降观测记录

对支架的沉降值进行观测记录与结果分析。

4 结束语

根据沉降观测结果显示，支顶架实测沉降值与预留预拱度值基本相符，而且各点沉降较均匀，线形顺直美观。说明施工中所设置的预拱度符合实际情况，地基处理满足要求，证明施工方案的设计是可靠的。

支架法现浇预应力箱梁受诸多因素影响，方案的制定应密切结合施工现场实际，逐一验算、论证，并进行技术、经济对比，择优选用。在承载力良好、稳定的地基上现浇箱梁时，可优先考虑满布支架法的方案。支架预压是箱梁现浇前的重要环节，加载顺序及荷载大小应与设计及实际情况吻合，并进行详细的观测及分析，得出支架的弹性变形及非弹性变形量，进而最终获得预拱度值，但应注意保持增加混凝土荷载与减少预压荷载对支架变形的影响相抵消。

1 向木生、张世飙、张开银等.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术［J］.中国公路学报，2002