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摘要:支架预压是满堂支架法施工现浇连续箱梁的重要环节。其作用是消除地基及支架非弹性变形的影响,为底模的合理起拱提供依据。本文以广东博深高速第七标段清林径现浇箱梁的支架预压方案设计为例,就支架预压荷载计算、沉降观测点布置、及预拱度设置等问题进行了阐述。
关键词 : 支架预压 非弹性变形设计
中图分类号:S605文献标识码: A
The design and application of the scheme
of scaffold preloading
Abstract: The scaffold preloading is one of the important steps of the construction of cast-in-place continuous box girder with full framing method. Its role is to eliminate the influence of elastic deformation of the foundation and the scaffold, to provide basis for the reasonable arch camber of the bottom board.Taking the scheme design of the scaffold preloading of Qinglinjin cast-in-place box girder in the seventh section of Guangdong Boshen highway for example, the scaffold preloading calculation, the settlement of observation points, and pre camber setting and other issues are expounded.
Key words: scaffold preloadingelastic deformationdesign
第一章 工程概况
湘粤高速公路广东博罗至深圳段JS-2合同段第七标段,标位于深圳市龙岗区和东莞市凤岗镇内,标段起于深圳市龙岗区龙岗镇清林徑水库。经深圳市龙岗区龙西村、南门山坳、终于东莞市凤岗镇嶂厦村,标段起止桩号为K46+800~K51+550, 标段全长4750m,区内属于丘陵地带。清林径高架桥位于本标段标尾段,全长78.04米,其起迄桩号为:K50+856.98~K50+935.02。本桥平曲线位于R=1503.616m的圆曲线上,设置3%的超高。上部结构为单箱三室预应力连续箱梁,三跨一联,跨径组合为:(22+28+22)m。下部结构采用柱式桥墩,柱台式/座板式台配钻孔灌注桩基础,0#台及3#台各设一道D80伸缩缝,起点搭板长度为8m,终点搭板长度为5m。清林径高架桥桥墩形式为圆柱形,立柱直径为1.4m,数量:8根;桥台设计为承台加台帽形式。箱梁截面形式如下图:
第二章 支架方案
2.1 支架平面布置
立杆平面布置:顺桥向全线立杆间距为60cm,整个平面布置为:除端、中横梁、纵向渐变段、边腹板、中腹板区域加密为60 cm×30cm以外,其余全为60 cm×60cm的间距布置。主要布置见下图:
(1)箱梁现浇支架立面图:
(2)箱梁现浇支架平面图:
(3)跨中断面支架布置图:
(4)墩顶断面支架布置图
2.2 支架搭设要求
(1)支架立杆搭设间距允许偏差应为±50mm。
(2)支架单根立杆搭设垂直度允许偏差应为3‰。
(3) 支架纵轴平面位置允许偏差应为L(结构跨径)/1000且不得大于30mm。
(4)支架钢管底部与地基的接触面上应保持平整。
第三章预压方案设计
3.1. 支架预压荷载的一般要求
(1)在计算支架预压荷载时,应将预压支架上荷载划分成若干单元,单元划分应根据上部结构荷载分布形式确定。
(2)每个单元内的支架预压荷载应大于此单元内上部结构自重及未铺设的模板重量之和的1.1倍,预压荷载在每个单元内宜采用均布形式。
(3)上部结构截面形式变化较大处单元划分宜加密,使单元内实际荷载强度的最大值不超过该单元内荷载强度平均值的10%。
3.2 本桥梁荷载分布情况分析
3.2.1 最不利位置
中横梁的墩顶部,以墩轴线为对称线,1号墩、2号墩顶长度(沿桥轴线方向)为1.5m范围内,混凝土高度1.6m,荷载最大。
3.2.2 一般不利位置
翼板底及没有腹板的跨中断面,该断面的梁体设计为底板厚0.22m、顶板厚0.25m,长度为跨径减去墩顶部位及肋板、底板渐变段,详见支架预压布置示意图。
3.2.3 肋板、底板渐变段
1#墩、2#墩中心线两侧0.75m最不利位置至5m(边跨方向)、6m(中跨方向)范围内,按照最不利位置荷载渐变到一般不利位置荷载。
3.2.4 翼板位置
混泥土厚度从翼缘0.16m过渡到边腹板外侧处的0.45m。
3.3 预压方法
3.3.1一般规定
(1)支架预压应按预压单元进行分级加载,且不应小于3级。3级加载依次宜为单元内预压荷载值的60%、80%、100%。
(2)当纵向加载时,宜从混凝土结构跨中开始向支点处进行对称加载;当横向加载时,应从混凝土结构中心线向两侧进行对称布载。
(3)每级加载完成后,应先停止下一级加载,并应每间隔12h对支架沉降量进行一次监测。当支架顶部监测点12h的沉降量平均值小于2mm时,可进行下一级加载。
(4)支架预压可一次性卸载,预压荷载应对称、均衡、同步卸载。
3.3.2 预压方法
预压应在安装底模板之后,安装钢筋之前。
1、一般不利位置:采用箱梁的重量乘以1.2系数,作为施工时的施工荷载总重,换算成等重量沙袋,根据沙袋的堆积容重换算成堆积体积和高度,以体积控制重量。
在横向布置上,采用平均荷载法,分为翼板位置(2.5m宽)和非翼板位置(11.58m宽)两部分分别计算,分别控制荷载进行预压。
2、最不利位置:与一般不利位置方法相同,分为翼板和非翼板两部分计算荷载,且分别预压。其中非翼板部分预压高度较高,安全系数低,不易操作,仍按一般不利位置的沙袋高度控制,剩余不足的荷载用钢筋代替。
3、渐变段:按照最不利位置荷载渐变到一般不利位置荷载进行加载,由于工作面小不易操作,在实际操作中可将墩顶沿纵向1.5m及两侧渐变段荷载加在一起,采用总荷载控制,平均荷载预压,即按一般不利位置的沙袋高度控制,剩余不足的荷载用钢筋代替,同时将墩顶最不利位置的钢筋重量加在一起,摊铺到墩顶6m范围内。
4、加、卸载方法:
(1)将沙提前装袋,人工密实,扎紧袋口,堆放整齐以备调用。
(2)加载之前按预压荷载布置图进行放样划线,标注注堆码高度,安装标高测量标杆。
(3)人工将沙袋放入吊盘,用25吨汽车吊将沙袋吊装上安装好的支架顶面底模板上。
(4)人工将沙袋按预压荷载布置图堆码整齐、注意沙袋之间应挤紧,保证空隙率小于堆码体积的10%。
(5)预压期一般为7天,即加载完毕后,保证持续预压7天。
(6)加载完成后对测量数据进行分析,计算预拱度,进行验收。
(7)当预压时间按规定完成,预期的测量工作进行完,经监理工程师确认后,即可进行卸载工作,卸载时采取均匀分层拆除,保证支架在拆除过程中受力均匀。
3.4 预压荷载计算
3.4.1一般不利位置(跨中断面):
1、翼板处预压荷载
(1)翼板断面内的钢筋混凝土重量(毎延米):
即(0.16m+0.45m)÷2×2.5m×1m×2.6t/m3=1.98t
(2)预压荷载重:1.98t×120%=2.38t
(3)荷载换算:采用等重的沙袋进行预压,沙的堆积干容重为1.5t/m3 ,预估含水量为5%(试压时由试验确定),湿容重为1.5 t/m3×(1+5%)=1.575 t/m3 ,换算成体积为2.38t÷ 1.575t/m3 =1.51m3。
堆码高度为:1.51m3 /(1m×2.5m)=0.6m。由于沙袋堆码时,沙袋与沙袋之间有一定空隙,空隙率按10%计算: 0.6 m×1.1=0.66m 高。
即:翼板预压沙袋高度为0.66m。
2、非翼板处预压荷载(11.58m宽)
(1)非翼板处断面内的钢筋混凝土重量(毎延米):
从CAD图中计算得出除翼板外的混凝土断面积为7.9662㎡,则:
7.9662㎡×1m×2.6t/m3=20.71t
(2)预压荷载重:20.71t×120%=24.85t
(3)荷载换算:采用等重的沙袋进行预压,沙的堆积干容重为1.5t/m3 ,预估含水量为5%(试压时由试验确定),湿容重为1.5 t/m3×(1+5%)=1.575 t/m3 ,换算成体积为24.85t÷ 1.575t/m3 =15.78m3。
堆码高度为:15.78m3 /(1m×11.58m)=1.36m。由于沙袋堆码时,沙袋与沙袋之间有一定空隙,空隙率按10%计算: 1.36m×1.1=1.5m 高。
即:预压沙袋高度为1.5m。
3.4.2 最不利位置(墩顶断面)及两侧渐变段:
1、 翼板处预压荷载
墩顶断面的翼板结构与跨中一致,即预压砂袋高度为0.66m。
2、非翼板处预压荷载(长1.5m,11.58m宽)
(1)非翼板处断面内的钢筋混凝土重量(毎延米):
从CAD图中计算得出除翼板外的混凝土断面积为19.974㎡,则:
19.974㎡×1m×2.6t/m3=51.93t
(2)渐变段平均荷载集度(每延米重)
渐变段(2.25m)平均荷载集度取按跨中断面和墩顶断面的平均值:
(20.71t/m +51.93t/m)÷2=36.32t/m
(3)预压钢筋重量计算
由于墩顶及渐变段(2.25m+1.5m+2.25m)按跨中斷面的预压砂袋堆码高度进行预压,剩余荷载用钢筋预压,则剩余荷载为:
(51.93-20.71)×1.5+(36.32-20.71)×(2.25+3.25)
=46.83+85.86
=132.69 (t)
按荷载的120%进行预压,则墩顶及渐变段除按跨中断面堆码1.5m高砂袋外还需预压钢筋,钢筋重为:
132.69t×120%=159.2t
3.5 支架预压示意图
(1)支架预压立面图
(2) 中墩断面预压示意图
(3)跨中断面预压示意图
四、 预压沉降观测
4.1 预压沉降观测内容:
(1)加载之前监测点标高;
(2)每级加载后监测点标高;
(3)加载至100%后每间隔24h监测点标高;
(4)卸载6h后监测点标高。
4.2 预压标高测量点布置
4.2.1支架基础和支架的沉降监测点布置的一般规定:
(1)当结构跨径不超过40m时,沿结构的纵向每隔1/4跨径应布置一个观测断面;当结构跨径大于40m时,纵向相邻观测断面之间距离不的大于10m;
(2)每个观测断面上的观测点应不少于5个,且对称布置;
(3)每组观测点应在支架顶部和支架底部对应位置上布设。
4.2.2 测点实际布置
清林径现浇箱梁预压测量点布置如下:
分两层,上层布置在箱梁底模板上,用以观测支架预压时所发生的总沉降量,及卸载后的弹性恢复量。
下层测量点布置在地面底垫木上,与上层测点对应,用以观测地基在支架预压时,地基的沉降和卸载后的弹性恢复量。
4.2.3 测点平面布置
4.2.4 横断面测点布置图
4.3 支架预压沉降测量方法
根据以上的预压荷载计算和测点布置设计,上层测点用安装标杆的方法设置测量点,下层测点直接在第二层方木上订铁钉设点测量。
标高测量标杆用直径25mm的钢筋制作,长度大于堆码高度30cm,标杆底部加焊30cm×30cm×10mm钢板,以便沙袋压住,保证位置准确,高度稳定。标杆顶部用砂轮切割机切割平整,以便测量准确。
用水准仪定期观测:加载前作一次系统的观测,作为原始数据,;加载60%测量1次;加载80%测量1次;加载100%测量1次;加载结束后3天内每天测量一次,以后每3天测量一次,直到预压结束;预压结束后,进行卸载,卸载完成后6h再进行一次系统的观测。
4.4测量结果及沉降量计算
4.4.1 支架总沉降量K1
沉降观测结果用数理统计的方法进行计算,排除不合理的特殊点,计算出上层可信观测点的平均沉降数k1及沉降代表值K1。
K1=k1+2S
式中:K1----支架沉降代表值(mm);
k1----舍掉全部数据平均值±2S以外的点后,计算的沉降平均值(mm);
S----均方差
4.4.2 地基沉降量K2
下层观测点数据,采用上述数理方法计算出下层可信观测点的平均沉降数K2,即为地基沉降量。该数据可检验地基处理的情况,防止出现地基严重下沉的情况。
K2=k2+2S
式中:K2----地基沉降代表值(mm);
k2----舍掉全部数据平均值±2S以外的点后,计算的沉降平均值(mm);
S----均方差
4.4.3 非弹性变形沉降K3
上层观测点卸载后的数据,用上述方法计算出上层可信观测点的平均沉降数K3,即为支架及地基非弹性变形沉降总量。
K3=k3+2S
式中:K3----地基沉降代表值(mm);
K3----舍掉全部数据平均值±2S以外的点后,计算的沉降平均值(mm);
S----均方差
4.4.4 弹性变形量K4
支架总沉降量K1 减去非弹性变形沉降K3 即为弹性变形量。
即:K4 =K1- K3
4. 5 注意事项
(1)铺设底模板后测量原始数据前应加强对支架的全面检查,确保支架在荷载作用下无异常变形。
(2)加载过程中应安排专人加强对支架及地基变形情况的观测,如有异常变形,应及时通知现场施工管理人员立即停止加载,在采取足够的加固措施后方可继续加载,以免出现重大安全事故。
(3)预压完成后,根据支架变形情况及地基沉降程度,采取必要的措施对薄弱环节进行加强,确保施工安全和工程质量。
4.6 预拱度设置
由于本项目已对箱梁整体进行了预压,消除了非弹性变形,对于已进行预压区段,根据如下公式调整底模标高:
底模顶面标高=梁底设计标高+K4(弹性变形量)
若对于没进行预压的区段, 安装支架及底模时,底模标高按设计预拱度设置,应同时考虑支架弹性变形和非弹性变形的影响,以确保箱梁砼施工完毕后能达到设计标高要求。
最大预拱度值计算公式
f=K1+L
式中:K1—地基及支架在预压时的沉降量代表值(mm);
L—支架拆除后梁体自重产生的挠度值(mm)。
由于本项目是后张法预应力现浇连续箱梁体系,施工图设计中不设预拱度,则L=0,因此最大预拱度值为f=K1。设置方法为:在梁端为0,梁端5m范围内变化到最大预拱度值f,按二次抛物线函数计算,抛物线顶点在5m处,其余按直线设置,值为f。
示意如下:
5m 5m 预拱度标高线
f原设计标高线
桥台 墩柱 墩柱 桥台
五、支架预压合格验收标准
预压验收应满足下列要求之一:
1、各测点沉降量平均值小于1mm;
2、连续三次各测点沉降量平均值累计小于5mm。
参考文献:【1】中华人民共和国交通部,公路桥涵施工技术规范,JTJ041-2000,中华人民共和国国家标准,人民交通出版社
【2】中华人民共和国住房和城乡建设部,钢管满堂支架预压技术规程JGJ/T194-2009,中华人民共和国建工行业标准,中国建筑工业出版社
【3】刘山洪,简明预应力混凝土桥梁施工手册,人民交通出版社,2006.8
【4】宋玉普,预应力混凝土桥梁结构,机械工业出版社,2007 .6
关键词 : 支架预压 非弹性变形设计
中图分类号:S605文献标识码: A
The design and application of the scheme
of scaffold preloading
Abstract: The scaffold preloading is one of the important steps of the construction of cast-in-place continuous box girder with full framing method. Its role is to eliminate the influence of elastic deformation of the foundation and the scaffold, to provide basis for the reasonable arch camber of the bottom board.Taking the scheme design of the scaffold preloading of Qinglinjin cast-in-place box girder in the seventh section of Guangdong Boshen highway for example, the scaffold preloading calculation, the settlement of observation points, and pre camber setting and other issues are expounded.
Key words: scaffold preloadingelastic deformationdesign
第一章 工程概况
湘粤高速公路广东博罗至深圳段JS-2合同段第七标段,标位于深圳市龙岗区和东莞市凤岗镇内,标段起于深圳市龙岗区龙岗镇清林徑水库。经深圳市龙岗区龙西村、南门山坳、终于东莞市凤岗镇嶂厦村,标段起止桩号为K46+800~K51+550, 标段全长4750m,区内属于丘陵地带。清林径高架桥位于本标段标尾段,全长78.04米,其起迄桩号为:K50+856.98~K50+935.02。本桥平曲线位于R=1503.616m的圆曲线上,设置3%的超高。上部结构为单箱三室预应力连续箱梁,三跨一联,跨径组合为:(22+28+22)m。下部结构采用柱式桥墩,柱台式/座板式台配钻孔灌注桩基础,0#台及3#台各设一道D80伸缩缝,起点搭板长度为8m,终点搭板长度为5m。清林径高架桥桥墩形式为圆柱形,立柱直径为1.4m,数量:8根;桥台设计为承台加台帽形式。箱梁截面形式如下图:
第二章 支架方案
2.1 支架平面布置
立杆平面布置:顺桥向全线立杆间距为60cm,整个平面布置为:除端、中横梁、纵向渐变段、边腹板、中腹板区域加密为60 cm×30cm以外,其余全为60 cm×60cm的间距布置。主要布置见下图:
(1)箱梁现浇支架立面图:
(2)箱梁现浇支架平面图:
(3)跨中断面支架布置图:
(4)墩顶断面支架布置图
2.2 支架搭设要求
(1)支架立杆搭设间距允许偏差应为±50mm。
(2)支架单根立杆搭设垂直度允许偏差应为3‰。
(3) 支架纵轴平面位置允许偏差应为L(结构跨径)/1000且不得大于30mm。
(4)支架钢管底部与地基的接触面上应保持平整。
第三章预压方案设计
3.1. 支架预压荷载的一般要求
(1)在计算支架预压荷载时,应将预压支架上荷载划分成若干单元,单元划分应根据上部结构荷载分布形式确定。
(2)每个单元内的支架预压荷载应大于此单元内上部结构自重及未铺设的模板重量之和的1.1倍,预压荷载在每个单元内宜采用均布形式。
(3)上部结构截面形式变化较大处单元划分宜加密,使单元内实际荷载强度的最大值不超过该单元内荷载强度平均值的10%。
3.2 本桥梁荷载分布情况分析
3.2.1 最不利位置
中横梁的墩顶部,以墩轴线为对称线,1号墩、2号墩顶长度(沿桥轴线方向)为1.5m范围内,混凝土高度1.6m,荷载最大。
3.2.2 一般不利位置
翼板底及没有腹板的跨中断面,该断面的梁体设计为底板厚0.22m、顶板厚0.25m,长度为跨径减去墩顶部位及肋板、底板渐变段,详见支架预压布置示意图。
3.2.3 肋板、底板渐变段
1#墩、2#墩中心线两侧0.75m最不利位置至5m(边跨方向)、6m(中跨方向)范围内,按照最不利位置荷载渐变到一般不利位置荷载。
3.2.4 翼板位置
混泥土厚度从翼缘0.16m过渡到边腹板外侧处的0.45m。
3.3 预压方法
3.3.1一般规定
(1)支架预压应按预压单元进行分级加载,且不应小于3级。3级加载依次宜为单元内预压荷载值的60%、80%、100%。
(2)当纵向加载时,宜从混凝土结构跨中开始向支点处进行对称加载;当横向加载时,应从混凝土结构中心线向两侧进行对称布载。
(3)每级加载完成后,应先停止下一级加载,并应每间隔12h对支架沉降量进行一次监测。当支架顶部监测点12h的沉降量平均值小于2mm时,可进行下一级加载。
(4)支架预压可一次性卸载,预压荷载应对称、均衡、同步卸载。
3.3.2 预压方法
预压应在安装底模板之后,安装钢筋之前。
1、一般不利位置:采用箱梁的重量乘以1.2系数,作为施工时的施工荷载总重,换算成等重量沙袋,根据沙袋的堆积容重换算成堆积体积和高度,以体积控制重量。
在横向布置上,采用平均荷载法,分为翼板位置(2.5m宽)和非翼板位置(11.58m宽)两部分分别计算,分别控制荷载进行预压。
2、最不利位置:与一般不利位置方法相同,分为翼板和非翼板两部分计算荷载,且分别预压。其中非翼板部分预压高度较高,安全系数低,不易操作,仍按一般不利位置的沙袋高度控制,剩余不足的荷载用钢筋代替。
3、渐变段:按照最不利位置荷载渐变到一般不利位置荷载进行加载,由于工作面小不易操作,在实际操作中可将墩顶沿纵向1.5m及两侧渐变段荷载加在一起,采用总荷载控制,平均荷载预压,即按一般不利位置的沙袋高度控制,剩余不足的荷载用钢筋代替,同时将墩顶最不利位置的钢筋重量加在一起,摊铺到墩顶6m范围内。
4、加、卸载方法:
(1)将沙提前装袋,人工密实,扎紧袋口,堆放整齐以备调用。
(2)加载之前按预压荷载布置图进行放样划线,标注注堆码高度,安装标高测量标杆。
(3)人工将沙袋放入吊盘,用25吨汽车吊将沙袋吊装上安装好的支架顶面底模板上。
(4)人工将沙袋按预压荷载布置图堆码整齐、注意沙袋之间应挤紧,保证空隙率小于堆码体积的10%。
(5)预压期一般为7天,即加载完毕后,保证持续预压7天。
(6)加载完成后对测量数据进行分析,计算预拱度,进行验收。
(7)当预压时间按规定完成,预期的测量工作进行完,经监理工程师确认后,即可进行卸载工作,卸载时采取均匀分层拆除,保证支架在拆除过程中受力均匀。
3.4 预压荷载计算
3.4.1一般不利位置(跨中断面):
1、翼板处预压荷载
(1)翼板断面内的钢筋混凝土重量(毎延米):
即(0.16m+0.45m)÷2×2.5m×1m×2.6t/m3=1.98t
(2)预压荷载重:1.98t×120%=2.38t
(3)荷载换算:采用等重的沙袋进行预压,沙的堆积干容重为1.5t/m3 ,预估含水量为5%(试压时由试验确定),湿容重为1.5 t/m3×(1+5%)=1.575 t/m3 ,换算成体积为2.38t÷ 1.575t/m3 =1.51m3。
堆码高度为:1.51m3 /(1m×2.5m)=0.6m。由于沙袋堆码时,沙袋与沙袋之间有一定空隙,空隙率按10%计算: 0.6 m×1.1=0.66m 高。
即:翼板预压沙袋高度为0.66m。
2、非翼板处预压荷载(11.58m宽)
(1)非翼板处断面内的钢筋混凝土重量(毎延米):
从CAD图中计算得出除翼板外的混凝土断面积为7.9662㎡,则:
7.9662㎡×1m×2.6t/m3=20.71t
(2)预压荷载重:20.71t×120%=24.85t
(3)荷载换算:采用等重的沙袋进行预压,沙的堆积干容重为1.5t/m3 ,预估含水量为5%(试压时由试验确定),湿容重为1.5 t/m3×(1+5%)=1.575 t/m3 ,换算成体积为24.85t÷ 1.575t/m3 =15.78m3。
堆码高度为:15.78m3 /(1m×11.58m)=1.36m。由于沙袋堆码时,沙袋与沙袋之间有一定空隙,空隙率按10%计算: 1.36m×1.1=1.5m 高。
即:预压沙袋高度为1.5m。
3.4.2 最不利位置(墩顶断面)及两侧渐变段:
1、 翼板处预压荷载
墩顶断面的翼板结构与跨中一致,即预压砂袋高度为0.66m。
2、非翼板处预压荷载(长1.5m,11.58m宽)
(1)非翼板处断面内的钢筋混凝土重量(毎延米):
从CAD图中计算得出除翼板外的混凝土断面积为19.974㎡,则:
19.974㎡×1m×2.6t/m3=51.93t
(2)渐变段平均荷载集度(每延米重)
渐变段(2.25m)平均荷载集度取按跨中断面和墩顶断面的平均值:
(20.71t/m +51.93t/m)÷2=36.32t/m
(3)预压钢筋重量计算
由于墩顶及渐变段(2.25m+1.5m+2.25m)按跨中斷面的预压砂袋堆码高度进行预压,剩余荷载用钢筋预压,则剩余荷载为:
(51.93-20.71)×1.5+(36.32-20.71)×(2.25+3.25)
=46.83+85.86
=132.69 (t)
按荷载的120%进行预压,则墩顶及渐变段除按跨中断面堆码1.5m高砂袋外还需预压钢筋,钢筋重为:
132.69t×120%=159.2t
3.5 支架预压示意图
(1)支架预压立面图
(2) 中墩断面预压示意图
(3)跨中断面预压示意图
四、 预压沉降观测
4.1 预压沉降观测内容:
(1)加载之前监测点标高;
(2)每级加载后监测点标高;
(3)加载至100%后每间隔24h监测点标高;
(4)卸载6h后监测点标高。
4.2 预压标高测量点布置
4.2.1支架基础和支架的沉降监测点布置的一般规定:
(1)当结构跨径不超过40m时,沿结构的纵向每隔1/4跨径应布置一个观测断面;当结构跨径大于40m时,纵向相邻观测断面之间距离不的大于10m;
(2)每个观测断面上的观测点应不少于5个,且对称布置;
(3)每组观测点应在支架顶部和支架底部对应位置上布设。
4.2.2 测点实际布置
清林径现浇箱梁预压测量点布置如下:
分两层,上层布置在箱梁底模板上,用以观测支架预压时所发生的总沉降量,及卸载后的弹性恢复量。
下层测量点布置在地面底垫木上,与上层测点对应,用以观测地基在支架预压时,地基的沉降和卸载后的弹性恢复量。
4.2.3 测点平面布置
4.2.4 横断面测点布置图
4.3 支架预压沉降测量方法
根据以上的预压荷载计算和测点布置设计,上层测点用安装标杆的方法设置测量点,下层测点直接在第二层方木上订铁钉设点测量。
标高测量标杆用直径25mm的钢筋制作,长度大于堆码高度30cm,标杆底部加焊30cm×30cm×10mm钢板,以便沙袋压住,保证位置准确,高度稳定。标杆顶部用砂轮切割机切割平整,以便测量准确。
用水准仪定期观测:加载前作一次系统的观测,作为原始数据,;加载60%测量1次;加载80%测量1次;加载100%测量1次;加载结束后3天内每天测量一次,以后每3天测量一次,直到预压结束;预压结束后,进行卸载,卸载完成后6h再进行一次系统的观测。
4.4测量结果及沉降量计算
4.4.1 支架总沉降量K1
沉降观测结果用数理统计的方法进行计算,排除不合理的特殊点,计算出上层可信观测点的平均沉降数k1及沉降代表值K1。
K1=k1+2S
式中:K1----支架沉降代表值(mm);
k1----舍掉全部数据平均值±2S以外的点后,计算的沉降平均值(mm);
S----均方差
4.4.2 地基沉降量K2
下层观测点数据,采用上述数理方法计算出下层可信观测点的平均沉降数K2,即为地基沉降量。该数据可检验地基处理的情况,防止出现地基严重下沉的情况。
K2=k2+2S
式中:K2----地基沉降代表值(mm);
k2----舍掉全部数据平均值±2S以外的点后,计算的沉降平均值(mm);
S----均方差
4.4.3 非弹性变形沉降K3
上层观测点卸载后的数据,用上述方法计算出上层可信观测点的平均沉降数K3,即为支架及地基非弹性变形沉降总量。
K3=k3+2S
式中:K3----地基沉降代表值(mm);
K3----舍掉全部数据平均值±2S以外的点后,计算的沉降平均值(mm);
S----均方差
4.4.4 弹性变形量K4
支架总沉降量K1 减去非弹性变形沉降K3 即为弹性变形量。
即:K4 =K1- K3
4. 5 注意事项
(1)铺设底模板后测量原始数据前应加强对支架的全面检查,确保支架在荷载作用下无异常变形。
(2)加载过程中应安排专人加强对支架及地基变形情况的观测,如有异常变形,应及时通知现场施工管理人员立即停止加载,在采取足够的加固措施后方可继续加载,以免出现重大安全事故。
(3)预压完成后,根据支架变形情况及地基沉降程度,采取必要的措施对薄弱环节进行加强,确保施工安全和工程质量。
4.6 预拱度设置
由于本项目已对箱梁整体进行了预压,消除了非弹性变形,对于已进行预压区段,根据如下公式调整底模标高:
底模顶面标高=梁底设计标高+K4(弹性变形量)
若对于没进行预压的区段, 安装支架及底模时,底模标高按设计预拱度设置,应同时考虑支架弹性变形和非弹性变形的影响,以确保箱梁砼施工完毕后能达到设计标高要求。
最大预拱度值计算公式
f=K1+L
式中:K1—地基及支架在预压时的沉降量代表值(mm);
L—支架拆除后梁体自重产生的挠度值(mm)。
由于本项目是后张法预应力现浇连续箱梁体系,施工图设计中不设预拱度,则L=0,因此最大预拱度值为f=K1。设置方法为:在梁端为0,梁端5m范围内变化到最大预拱度值f,按二次抛物线函数计算,抛物线顶点在5m处,其余按直线设置,值为f。
示意如下:
5m 5m 预拱度标高线
f原设计标高线
桥台 墩柱 墩柱 桥台
五、支架预压合格验收标准
预压验收应满足下列要求之一:
1、各测点沉降量平均值小于1mm;
2、连续三次各测点沉降量平均值累计小于5mm。
参考文献:【1】中华人民共和国交通部,公路桥涵施工技术规范,JTJ041-2000,中华人民共和国国家标准,人民交通出版社
【2】中华人民共和国住房和城乡建设部,钢管满堂支架预压技术规程JGJ/T194-2009,中华人民共和国建工行业标准,中国建筑工业出版社
【3】刘山洪,简明预应力混凝土桥梁施工手册,人民交通出版社,2006.8
【4】宋玉普,预应力混凝土桥梁结构,机械工业出版社,2007 .6