張家灣大橋支架預(yù)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(shè)計(jì)左幅為3×45m簡(jiǎn)支梁，右幅為3×40m簡(jiǎn)支梁；由于現(xiàn)場(chǎng)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(yù)壓
2.1 預(yù)壓方案的編制
方案編制主要包括以下內(nèi)容：預(yù)壓目的，預(yù)壓荷載及范圍，預(yù)壓材料、機(jī)械設(shè)備及加載總重量，加載程序及預(yù)留變形量，預(yù)壓程序，卸載程序，沉降觀測(cè)，安全措施等。編制完成后報(bào)監(jiān)理審批后實(shí)施。
2.2 支架驗(yàn)收
支架施工完成后，先由現(xiàn)場(chǎng)管理人員對(duì)支架進(jìn)行自檢，并對(duì)不符合規(guī)范及方案要求的進(jìn)行整改，自檢合格后報(bào)項(xiàng)目部驗(yàn)收。項(xiàng)目部組織以技術(shù)負(fù)責(zé)人、工程、安質(zhì)等部門(mén)進(jìn)行檢查，驗(yàn)收合格后報(bào)監(jiān)理、監(jiān)控、業(yè)主三方檢查驗(yàn)收。
2.3 加載預(yù)壓
分別對(duì)左、右線拱圈滿堂支架進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載按拱箱鋼筋混凝土自重的1.2倍取值。采用砂袋對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，左幅加載總重：1019.8m3×2.6t/m3×1.2=3182t。
砂袋比重按1.5t/m3計(jì)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(jì)算砂袋的預(yù)壓高度。
每級(jí)加載完成后，停止下一級(jí)加載，間隔12h對(duì)支架沉降進(jìn)行一次檢測(cè)。當(dāng)支架頂部監(jiān)測(cè)點(diǎn)12h后的沉降量平均值小于2mm時(shí)，方可進(jìn)行下一級(jí)加載。
荷載加載完成后，當(dāng)滿足下列條件之一時(shí)，判定支架預(yù)壓合格：（1）各監(jiān)控點(diǎn)最初24h的沉降量平均值小于1mm；（2）各監(jiān)控點(diǎn)最初72h的沉降量平均值小于5mm。
若不滿足要求，應(yīng)查明原因后對(duì)同類(lèi)支架全部進(jìn)行處理，處理后的支架應(yīng)重新選擇代表性區(qū)域進(jìn)行預(yù)壓，并滿足預(yù)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(jìn)行，按三級(jí)荷載進(jìn)行卸載，即分別卸載至80%、50%、0。卸載時(shí)兩端及左右兩側(cè)需均勻?qū)ΨQ(chēng)進(jìn)行，兩端及兩側(cè)允許不對(duì)稱(chēng)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(duì)稱(chēng)進(jìn)行卸載。
全部卸載6h后，應(yīng)監(jiān)測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)標(biāo)高，并計(jì)算支架各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形量。
2.4 沉降觀測(cè)
?。?）支架基礎(chǔ)觀測(cè)：1）沉降觀測(cè)點(diǎn)位布置：沉降觀測(cè)點(diǎn)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(cè)量點(diǎn)，拱腳由于拱座影響，向跨中移動(dòng)2米布置，每個(gè)斷面設(shè)3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，分別設(shè)在拱箱中心及邊腹板中心處。2）支架搭設(shè)前、搭設(shè)過(guò)程至預(yù)壓全過(guò)程對(duì)支架基礎(chǔ)進(jìn)行觀測(cè)，為拱圈的施工提供數(shù)據(jù)。（2）架沉降觀測(cè)：1）沉降觀測(cè)點(diǎn)位布置：根據(jù)加載高度及荷載布置實(shí)際情況，選取有特征的點(diǎn)位進(jìn)行沉降觀測(cè)，共設(shè)置7組，每組3個(gè)（即拱圈的1/8、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、7/8處）沉降觀測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)位布置以左幅立面圖為例，如圖1所示，沉降觀測(cè)點(diǎn)直接焊接在托架工字鋼上，用鋼筋與點(diǎn)位焊接，垂直向下引致支架基礎(chǔ)面以上0.2m位置，采用水平儀進(jìn)行觀測(cè)。2）觀測(cè)內(nèi)容及步驟：①加載前，測(cè)量各沉降觀測(cè)點(diǎn)的初始高程（hx0）。②加載至總荷載的50%、80%、100%時(shí)，每級(jí)加載完后測(cè)量各觀測(cè)點(diǎn)的高程（hx0.5、hx0.8、hx1.0）。加載至50%、80%后測(cè)量一次，靜載12h后再測(cè)量一次，測(cè)量完成后，滿足加載條件后方可進(jìn)行加載。同時(shí)，每級(jí)加載完拱腳段和拱腰段分別測(cè)量一次數(shù)據(jù)。加載至100%后，測(cè)量一次，每間隔24h應(yīng)再進(jìn)行監(jiān)測(cè)一次，并記錄各監(jiān)控點(diǎn)標(biāo)高、計(jì)算沉降量。當(dāng)滿足預(yù)壓合格條件后，即可進(jìn)行卸載。③全部卸載完6h后，測(cè)量各沉降觀測(cè)點(diǎn)最終高程即為（hx01）。④根據(jù)實(shí)測(cè)高程值，計(jì)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(jì)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(shè)置的預(yù)拱度疊加，計(jì)算出施工時(shí)采用的預(yù)拱度，按計(jì)算出的預(yù)拱度調(diào)整底模高程。
2.5 預(yù)壓報(bào)告的編制
支架預(yù)壓完成后，編寫(xiě)支架預(yù)壓報(bào)告，預(yù)壓驗(yàn)收合格后簽署支架預(yù)壓驗(yàn)收文件。支架預(yù)壓報(bào)告內(nèi)容：工程項(xiàng)目名稱(chēng)，支架分類(lèi)以及支架代表性區(qū)域的選擇，支架沉降觀測(cè)，支架預(yù)壓的合格判定。根據(jù)預(yù)壓觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算各項(xiàng)預(yù)拱度值。編制完成后報(bào)監(jiān)理單位審批后，方可進(jìn)行下一道工序施工。
3 結(jié)語(yǔ)
本文重點(diǎn)對(duì)張家灣大橋支架預(yù)壓施工工序進(jìn)行探討，滿堂式支架基礎(chǔ)、地基沉降觀測(cè)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(guān)重要，根據(jù)支架預(yù)壓施工工序探討得出：（1）在厚度達(dá)50m的石質(zhì)棄渣體上采用支架預(yù)壓施工工序，在非雨季期間施工拱圈是可行的；（2）支架預(yù)壓施工工序有工作面大、施工安全風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小等優(yōu)點(diǎn)；（3）根據(jù)施工時(shí)間及費(fèi)用對(duì)比后選擇支架預(yù)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(jìn)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(shí)踐證明，張家灣大橋支架預(yù)壓施工工序方法是可行的，本橋施工對(duì)以往類(lèi)似橋梁施工方法進(jìn)行了工藝工法上的改進(jìn)，在深厚渣體上成功采用滿堂支架現(xiàn)澆施工，為類(lèi)似橋梁施工提供了參考和借鑒。
參考文獻(xiàn)：
[1]《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTJB01-2003）.
[2]《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20-2006）.
[3]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）.
[4]《鋼管滿堂支架預(yù)壓技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T194-2009）.
[5]萬(wàn)金輝.現(xiàn)澆支架預(yù)壓沉降觀測(cè)方案[J].科技信息，2009年09期.
作者簡(jiǎn)介：劉振良， 男，漢族，高級(jí)工程師，湖北順達(dá)公路工程咨詢(xún)監(jiān)理有限公司總經(jīng)理。
