钢筋砼拱桥满堂支架预压技术

　　摘要：本文介绍五孔连续钢筋砼现浇拱桥满堂支架预压技术及工艺。
　　关键词：现浇拱桥；满堂支架；预压；施工技术
　　一、工程概况
　　睢宁县白塘河湿地公园景观桥，系一座五孔连续钢筋砼现浇拱桥，设计桥长82.2m，桥面宽度18m，净跨径分别为6.5m，10m，16m。拱轴线形为圆弧线，第三跨C35砼拱圈厚度为45cm，另外四跨砼拱圈厚度为40cm。
　　根据施工图纸设计要求并结合本工程实际情况，桥梁钢筋砼拱圈采用扣件式钢管满堂支架法现浇施工，支架搭设完毕后需对支架进行加载预压。
　　二、支架预压目的
　　㈠检验支架的安全性和可靠性。
　　㈡收集施工沉降数据，包括支架弹性和非弹性变形值。
　　㈢获取基础沉降数据。
　　㈣根据以上数据，加以分析，最终确定支架拱圈实际施工预拱度数值。
　　三、支架基础处理
　　支架（拱架）搭设前进行场地平整,并做好基底的硬化处理，以满足满堂支架对基底承载力的要求，同时保证支架的安全性和整体稳定性。
　　具体处理方法为：桥梁墩台基坑采用素土分层回填夯实，然后分4层铺筑石灰碎石土（石灰:碎石:土=12:68:20）厚60cm，面层浇筑C25水泥砼厚20cm。
　　四、模板支架设计
　　㈠扣件式钢管支架采用钢管规格φ48×3.5mm。支架主要由立杆和纵、横向水平杆，纵、横向扫地杆，剪刀撑和斜撑等组成。其中立杆和纵、横向水平杆是主要受力构件。
　　㈡支架杆件连接采用直角扣件、旋转扣件和对接扣件三种，供两根钢管直角连接、搭接连接或对接连接。
　　㈢立杆纵、横间距按50×60cm布置，步距100cm。纵向扫地杆采用直角扣件固定于距底座不大于200mm处的立杆上。
　　㈣立杆接长，顶层顶步可采用搭接，其余各层各步的接头采用对接扣件连接。对接、搭接应符合相关规定。
　　㈤满堂支架四边与中间每隔四排支架立杆设置一道纵向剪刀撑，由底至顶连续设置；对高于4m的支架，其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。剪刀撑的设置须符合相关规定。
　　㈥支架顶部，顺桥向（纵向）采用钢管弯制成圆弧拱型式，间距与横向立杆相同；横桥向（横向）布设10×5cm落叶松方木，中心距为30cm。
　　㈦拱圈底模、侧模及顶模均采用竹胶板定型制作，模板厚度15mm。
　　五、支架预压准备
　　㈠扣件式支架搭设完毕后，需对模板以及各杆件间距、尺寸、连接情况作全面检查，确保模板和支架符合相关规范和设计要求。
　　㈡选定预压拱跨，布置好支架的沉降监测点。
　　㈢编制预压荷载吊装专项方案。
　　㈣备好足量的编织袋、预压装填材料、称重器具、吊运设备、防雨用品、沉降观测仪器等。
　　㈤对施工人员作技术与安全交底，加强安全生产教育，制定安全隐患预防应急措施。施工现场做好隔离、防护措施，保证施工安全。
　　六、支架预压实施
　　㈠选定第三跨进行预压试验。
　　㈡预压范围为第三跨钢筋砼拱圈结构的实际投影面积。
　　拱圈结构长度（顺桥向）l=16.45m
　　拱圈结构宽度（横桥向）b=17.8m
　　拱圈预压范围（面积）A=16.45×17.8=292.81m2
　　㈢预压荷载计算
　　《钢管满堂支架预压技术规程》（JGJ/T194-2009）规定，支架预压荷载不应小于支架承受的砼结构恒载与模板重量之和的1.1倍。
　　⒈砼结构恒载：
　　拱圈弧长：S1=3.1416×16.45/2=25.84m；拱圈厚度：h1=0.45m；
　　拱圈宽度：b1=17.8m；钢筋砼容重：γ=26KN/m3则，
　　砼结构恒载：G1=S1h1b1γ=25.84×17.8×0.45×26=5381.44KN
　　⒉模板荷载：
　　为计算方便，顶模、侧模重量不计。
　　底模长度：S2=3.1416×16.45/2=25.84m；底模宽度：b2=17.8m；
　　模板自重标准值：F=0.3KN/m2；则，
　　模板荷载：G2=25.84×17.8×0.3=137.99KN
　　⒊支架预压荷载：
　　⑴拱圈钢筋砼结构恒载与模板重量之和：
　　G′=G1+G2=5381.44+137.99=5519.43KN≈560吨
　　⑵预压荷载取值
　　为加载方便，支架预压荷载取砼结构恒载与模板重量之和的1.15倍计算：
　　G=(G1+G2)×1.15=560×1.15=644（吨）
　　㈣材料选择与装填
　　本着易用、透水、可控的要求，采用编织袋装填黄砂作为荷载试验材料。
　　每个砂袋的重量按照50kg控制，用磅秤称重。
　　共需装填砂袋数量：644×1000/50=12880（袋）
　　㈤预压加载与卸载
　　⒈支架预压加载模拟拱圈砼实际浇筑时的工况，在拱圈全宽范围内，从两侧拱脚同时、对称地往拱顶逐层、逐级堆码砂袋。
　　⒉砂袋采用均匀布载的方式，单位拱圈面积堆码砂袋总数量为：
　　12880/(25.84×17.8)=28袋/m2
　　⒊砂袋加载分4级进行，依次为计算加载量的25%、50%、75%、100%，每平方米拱圈上每次加载数量为7袋。每级加载完成后，需先停止下一级加载，并每间隔12h对支架沉降量进行一次检测。当支架顶部的监测点12h沉降量平均值小于2mm时，进行下一级加载。
　　⒋支架预压完成后一次性卸载，预压荷载需对称、均衡同步卸载。
　　㈥预压沉降监测
　　⒈监测内容
　　⑴支架预压监测包括以下内容：
　　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。
　　⑵计算沉降量、弹性变形量、非弹性变形量。
　　⑶按照规程要求做好监测数据记录。
　　⒉监测点布置
　　⑴分别在跨中和1/4跨径处设置监测断面。
　　⑵每个监测断面设置5个监测点，分别布置在桥梁轴线、横桥向拱圈两端和距离轴线4.5m处。
　　⑶支架沉降监测点分别布置在支架顶部和底部对应位置上。
　　⒊监测记录
　　⑴预压监测采用水准仪，仪器按规定检定后使用，并按三等水准测量要求作业。
　　⑵支架沉降监测记录与计算按下列规定进行。
　　①预压荷载施加前，监测并记录支架顶部和底部监测点初始标高；
　　②每级加载施加完成时，监测各监测点标高并计算沉降量；
　　③全部预压荷载施加完毕后，每间隔24h监测一次并记录各监测点标高、计算沉降量；
　　④卸载6h后，监测各监测点标高，并计算支架各监测点的弹性变形量；
　　⑤计算支架各监测点的非弹性变形量。
　　⑶当支架预压符合以下条件之一时，即可判定支架预压合格并可进行支架卸载：
　　①各监测点最初24h沉降量平均值小于1mm；
　　②各监测点最初72h沉降量平均值小于5mm。
　　⑷预压监测工作结束后整理提交下列资料：
　　①监测点布置图；
　　②沉降监测表。
　　七、支架处理
　　在对支架预压监测过程中，当不满足规程规定的合格条件时，则需查明原因后对同类支架全部进行处理，处理后的支架重新进行预压，并应满足合格要求。
　　八、支架预压报告
　　支架预压完成后编写支架预压报告，支架预压报告应包括以下内容：
　　㈠工程项目名称；
　　㈡支架分类以及支架代表性区域的选择；
　　㈢支架沉降监测；
　　㈣支架预压的合格判定。
　　九、预压验收
　　钢管满堂支架预压自检合格之后，提请监理单位、设计单位、建设单位共同参与验收。
　　参考文献
　　[1]城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ2-2008）
　　[2]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）
　　[3]建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）
　　[4]钢管满堂支架预压技术规程（JGJT194-2009）

《钢筋砼拱桥满堂支架预压技术》

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