砂槽加载现浇混凝土梁模板预压技术的应用

李 华

(中铁三局建安公司，山西 太原 030006)



砂槽加载现浇混凝土梁模板预压技术的应用

李 华

(中铁三局建安公司，山西 太原 030006)

以解决鄯善北车站屋面混凝土大梁模板钢管支架预压难题为基点，研究采用新型的加载装置，加载卸载方法和沉降观测方法，以达到以现场的原材料，方便快捷地进行梁模板钢管支架预压的目的，为今后类似工程的施工提供宝贵的经验和参考。

砂槽加载，钢管支架，预压技术

1 工程概况

兰新铁路第二双线鄯善北车站站房建筑面积4 998.96 m2，平面尺寸约113 m×28 m，建筑高度16.0 m，站房中部候车大厅为一层的大跨度(27.2 m)后张预应力有粘结梁屋面结构体系，此部分采用高大模板满堂钢管支架体系。根据住建部的建质[2009]87号文《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》，该区域必须通过预压来验证满堂支架搭设的稳定性及安全性，保证施工的安全和质量。

2 砂槽设计

本工程选取YKL2作为预压试验的对象，截面尺寸600 mm×1 600 mm。由于梁底较窄，梁身较高，荷载较大，所以采用传统的方法难以实施对梁模支架的预压。为解决这个难题，保证现浇混凝土梁模板钢管支架预压施工加载安全方便进行，进行了采用砂槽来加载的现浇混凝土梁模板钢管支架预压技术研究。

2.1 砂槽构造设计

加载砂槽由槽底横梁、砂槽底板、砂槽端板、砂槽侧板、对拉螺栓和斜撑等六部分组成。

砂槽端板、砂槽侧板用木板或小钢模拼装而成。砂槽端板、砂槽侧板的高度根据预压总荷载值、底板宽度和实测的砂容重计算确定。砂槽侧板内壁上通常标有分级加载的标志线。标志线的高度根据分级加载值、底板宽度和实测的砂容重计算确定。标志线以油漆或拉线的方法明确标出。砂槽底板、砂槽端板和砂槽侧板通过对拉螺栓和斜撑连接紧固成整体。加载砂槽示意图见图1。

2.2 卸料口构造设计

由于采用散砂加载材料，且受场地限制，散砂卸载有很大困难。砂槽侧板下部按每隔3 m间隔对称留置两块临时用楔块固定的活板卸料口(10 cm×10 cm)，预压施工完成后，敲掉支撑楔块，利用砂体侧压力，顶开活板，砂槽内散砂即通过卸料口流出。

2.3 荷载计算

支架预压荷载不应小于支架承受的混凝土结构荷载与模板重量之和的1.1倍，预压荷载采用均布形式。

满堂支架预压荷载=(梁体混凝土重量+梁体钢筋重量+施工附加荷载)×1.1。

2.4 砂槽结构设计与分级标志线高度计算

采用砂槽加载，无其他附加荷载，只是在原结构荷载上提高10%。砂槽侧模高度不变，砂槽结构设计与模板设计原理相同。

现场采用竹胶板制作简易的测量砂盒，现场称重，测算出粗砂的容重。根据规范规定加载分三级进行，依次为预压荷载值的60%，80%和100%，计算出分级加载标志线高度。

2.5 沉降观测装置设计

沉降测量定位杆采用钢管制作，分为架顶和架底两种。架顶测量定位杆上焊有一挂钩，架底测量定位杆上焊有一短钢筋。两种测量定位杆垂直于梁的纵向轴线安装，分别用钢管扣件固定在支架顶部和底部，架顶测量定位杆的挂钩向下，架底测量定位杆的短钢筋向上，以为测量设备提供定位测量点。

3 现场预压情况

3.1 监测点布置

预压前先在梁底模的支架上部及支架下部安装测量定位架。观测断面设在梁跨的两端，梁跨的1/4，1/2及3/4处。观测点1和点2测量时在架顶测量定位架的挂钩上悬挂钢卷尺，钢卷尺下部离地50 cm，并加5 kg配重使钢卷尺垂直、稳定，便于测量。观测点3和点4设在架底测量定位架的钢筋头上，测量时立尺断面必须水平，以保证测量的精确度。

3.2 加载与卸载

预压材料(粗砂)加载时，使用塔吊配合吊斗将粗砂装入砂槽内，从跨中向梁端对称布载。根据每级的加载高度线人工用刮板扒平，使粗砂表面与加载高度线下口齐平即可。

每级加载完成后，应停止下一级加载，并应间隔12 h对支架沉降量进行一次监测；当支架顶部监测点12 h的沉降量平均值均小于2 mm时，方可进行下一级加载。卸载采用一次性卸载。卸载时打开砂槽下部的卸载口，使砂从两侧对称、均衡、同步卸出，并用人工将砂槽内砂清扫干净。

3.3 预压监测

支架变形监测工作应按以下顺序进行：

1)在支架搭设完成之后，预压荷载施加之前，测量记录支架顶部和底部各测点的原始标高h0；2)每级荷载施加完成之后，应每间隔12 h对支架沉降量进行监测，记录各测点的标高hj；3)全部荷载施加完毕后，每间隔24 h观测一次，记录各测点标高hi；4)卸载6 h后观测各测点标高hc，计算前后两次沉降差，即弹性变形；5)计算支架总沉降量，即非弹性变形。

3.4 合格判定

在全部加载完成后的支架预压监测过程中，当满足下列条件之一时，应判定支架预压合格：

1)各测点沉降量平均值小于1 mm；2)连续三次各测点沉降量平均值累计小于5 mm。

3.5 沉降量和变形值计算

1)总沉降量计算。设支架顶部和底部各测点的原始标高为h01和h02，支架顶部和底部各测点的最终标高为hj1和hj2。

a.支架总沉降量H=h01-hj1。

b.地基总沉降量H1=h02-hj2。

2)非弹性变形计算。设卸载6 h后，架顶各测点标高平均值hc1，支架非弹性变形H2=h01-hc1。

3)弹性变形计算。支架弹性变形H3=H-H2。

3.6 支架调整

架体预压前，支架(底模)按照计算标高调整，确保支架各杆件均匀受力。预压后架体在预压荷载作用下基本消除了地基和支架竖向各杆件的间隙即非弹性变形，并通过预压得出支架弹性变形值。

根据实测的支架变形值，结合设计标高，确定和调整梁底标高。

经过预压的梁底立模标高=设计梁底标高+支架弹性变形值。

未经预压的梁底立模标高=设计梁底标高+支架弹性变形值+非弹性变形。

4 结语

现浇混凝土梁模板钢管支架预压加载砂槽构思新颖，首创采用加载砂槽装散砂作为加载装置来进行模板钢管支架预压施工，解决梁底较窄，梁身较高，荷载较大难以堆载的难题，使梁模钢管支架预压施工得以方便安全进行；巧妙地采用加宽砂槽底板的方法，克服了散砂容重较小的缺陷，降低了砂槽高度，提高了加载装置的稳定性和安全性。且在砂槽侧板下部设置了活板卸料口，可以在预压后对称、快捷、方便地流出砂料，因此大大降低了卸载的劳动强度，加快了卸载的速度；加载砂槽的侧板内壁设置了分级加载的标志线，该标志线通过实测砂容重计算而来。从而避免了砂称重的麻烦，又保证了分级加载的准确，实为一举两得。

随着社会的进步，建筑工程中采用大跨空间的结构体系越来越多。规范要求这种结构模板支撑支架必须采取预压来抵消支架体系的非弹性变形与验证支架体系的安全性。因此本技术成果具有广阔的推广及应用前景。

建质[2009]87号，危险性较大的分部分项工程安全管理办法.

JGJ/T 194—2009，钢管满堂支架预压技术规程.

Application of sandy-tank loading cast-in-situ concrete beam board preloading technology

Li Hua

(ChinaRailway3rdBureauJian’anCompany,Taiyuan030006,China)

Taking solving Shanshanbei station roof concrete beam template steel-tube support preloading difficulty as the base, the paper studies new loading device, loading methods and subsidence detection methods, so as to carry out beam template steel-tube support preload with in-situ raw materials, which has accumulated valuable experience and guidance for similar engineering construction in future.

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1009-6825(2015)18-0111-02

2015-04-15

李 华(1982- )，男，工程师

TU755.2

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