張家灣大橋支架預壓施工工序探討
2017-12-04
1 工程概況
張家灣大橋在湖北省宜巴高速公路興山縣境內(nèi)，該橋位于分離式路基段，左、右線橋平面均位于直線上，縱斷面均位于R-32000m的凹形豎曲線上。
本橋原設計左幅為3×45m簡支梁，右幅為3×40m簡支梁；由于現(xiàn)場地質(zhì)、地形、水文、隧道棄渣等因素考慮變更為上承式鋼筋混凝土箱形拱橋。
2 支架預壓
2.1 預壓方案的編制
方案編制主要包括以下內(nèi)容：預壓目的，預壓荷載及范圍，預壓材料、機械設備及加載總重量，加載程序及預留變形量，預壓程序，卸載程序，沉降觀測，安全措施等。編制完成后報監(jiān)理審批后實施。
2.2 支架驗收
支架施工完成后，先由現(xiàn)場管理人員對支架進行自檢，并對不符合規(guī)范及方案要求的進行整改，自檢合格后報項目部驗收。項目部組織以技術負責人、工程、安質(zhì)等部門進行檢查，驗收合格后報監(jiān)理、監(jiān)控、業(yè)主三方檢查驗收。
2.3 加載預壓
分別對左、右線拱圈滿堂支架進行預壓，預壓荷載按拱箱鋼筋混凝土自重的1.2倍取值。采用砂袋對支架進行預壓，左幅加載總重：1019.8m3×2.6t/m3×1.2=3182t。
砂袋比重按1.5t/m3計算，堆載高度：拱腳2.9÷1.5=1.9m，拱頂2.3÷1.5=1.5m，其它部分按拱圈的傾斜角度計算砂袋的預壓高度。
每級加載完成后，停止下一級加載，間隔12h對支架沉降進行一次檢測。當支架頂部監(jiān)測點12h后的沉降量平均值小于2mm時，方可進行下一級加載。
荷載加載完成后，當滿足下列條件之一時，判定支架預壓合格：（1）各監(jiān)控點最初24h的沉降量平均值小于1mm；（2）各監(jiān)控點最初72h的沉降量平均值小于5mm。
若不滿足要求，應查明原因后對同類支架全部進行處理，處理后的支架應重新選擇代表性區(qū)域進行預壓，并滿足預壓合格條件。
卸載按先拱頂段再拱腰段最后拱腳段的循序進行，按三級荷載進行卸載，即分別卸載至80%、50%、0。卸載時兩端及左右兩側(cè)需均勻?qū)ΨQ進行，兩端及兩側(cè)允許不對稱荷載為15t。橫橋向先卸載兩邊再卸載中間部分，縱橋向兩端對稱進行卸載。
全部卸載6h后，應監(jiān)測各監(jiān)測點標高，并計算支架各監(jiān)測點的變形量。
2.4 沉降觀測
（1）支架基礎觀測：1）沉降觀測點位布置：沉降觀測點按跨徑的1/8、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、7/8處及拱腳布置測量點，拱腳由于拱座影響，向跨中移動2米布置，每個斷面設3個觀測點，分別設在拱箱中心及邊腹板中心處。2）支架搭設前、搭設過程至預壓全過程對支架基礎進行觀測，為拱圈的施工提供數(shù)據(jù)。（2）架沉降觀測：1）沉降觀測點位布置：根據(jù)加載高度及荷載布置實際情況，選取有特征的點位進行沉降觀測，共設置7組，每組3個（即拱圈的1/8、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、7/8處）沉降觀測點，點位布置以左幅立面圖為例，如圖1所示，沉降觀測點直接焊接在托架工字鋼上，用鋼筋與點位焊接，垂直向下引致支架基礎面以上0.2m位置，采用水平儀進行觀測。2）觀測內(nèi)容及步驟：①加載前，測量各沉降觀測點的初始高程（hx0）。②加載至總荷載的50%、80%、100%時，每級加載完后測量各觀測點的高程（hx0.5、hx0.8、hx1.0）。加載至50%、80%后測量一次，靜載12h后再測量一次，測量完成后，滿足加載條件后方可進行加載。同時，每級加載完拱腳段和拱腰段分別測量一次數(shù)據(jù)。加載至100%后，測量一次，每間隔24h應再進行監(jiān)測一次，并記錄各監(jiān)控點標高、計算沉降量。當滿足預壓合格條件后，即可進行卸載。③全部卸載完6h后，測量各沉降觀測點最終高程即為（hx01）。④根據(jù)實測高程值，計算荷載作用下支架系統(tǒng)的彈性變形和非彈性變形，具體數(shù)據(jù)按下列公式計算：彈性變形值=hx01-hx1.0，非彈性變形值=hx0-hx01。⑤根據(jù)彈性變形值，并綜合考慮其它因素需要設置的預拱度疊加，計算出施工時采用的預拱度，按計算出的預拱度調(diào)整底模高程。
2.5 預壓報告的編制
支架預壓完成后，編寫支架預壓報告，預壓驗收合格后簽署支架預壓驗收文件。支架預壓報告內(nèi)容：工程項目名稱，支架分類以及支架代表性區(qū)域的選擇，支架沉降觀測，支架預壓的合格判定。根據(jù)預壓觀測數(shù)據(jù)計算各項預拱度值。編制完成后報監(jiān)理單位審批后，方可進行下一道工序施工。
3 結(jié)語
本文重點對張家灣大橋支架預壓施工工序進行探討，滿堂式支架基礎、地基沉降觀測及數(shù)據(jù)分析、滿堂支架拼裝、以及支架卸落與拆除也至關重要，根據(jù)支架預壓施工工序探討得出：（1）在厚度達50m的石質(zhì)棄渣體上采用支架預壓施工工序，在非雨季期間施工拱圈是可行的；（2）支架預壓施工工序有工作面大、施工安全風險相對較小等優(yōu)點；（3）根據(jù)施工時間及費用對比后選擇支架預壓后的滿堂支架現(xiàn)澆方案，既可降低成本，又能保證施工質(zhì)量及進度。該橋左、右主拱圈于2012年4月20日和5月18日分別完成拱圈合龍，實踐證明，張家灣大橋支架預壓施工工序方法是可行的，本橋施工對以往類似橋梁施工方法進行了工藝工法上的改進，在深厚渣體上成功采用滿堂支架現(xiàn)澆施工，為類似橋梁施工提供了參考和借鑒。
參考文獻：
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[4]《鋼管滿堂支架預壓技術規(guī)程》（JGJ/T194-2009）.
[5]萬金輝.現(xiàn)澆支架預壓沉降觀測方案[J].科技信息，2009年09期.
作者簡介：劉振良， 男，漢族，高級工程師，湖北順達公路工程咨詢監(jiān)理有限公司總經(jīng)理。
