現(xiàn)澆橋梁箱涵支架的水袋預(yù)壓法應(yīng)用

1、現(xiàn)澆橋梁箱涵支架的水袋預(yù)壓法應(yīng)用摘要：鋼筋混凝土現(xiàn)澆橋梁施工中，臨時支撐結(jié)構(gòu)體系的預(yù)壓是施工的重要一 環(huán)，具有消除基礎(chǔ)及支架非彈性變形、驗證臨時支撐結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性的重要作用。 結(jié)合武漢解放大道下沿線道路4標(biāo)橋梁部分（一）箱梁支架系統(tǒng)的水袋預(yù)壓施工， 對水袋設(shè)置與水袋加載進(jìn)行了介紹，并給出了水袋荷載的計算過程，實踐表明整 個預(yù)壓過程安全、可靠，對同類工程施工具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞：橋梁；支架；預(yù)壓；水袋在鋼筋混凝土現(xiàn)澆橋梁施工中，臨時支撐結(jié)構(gòu)體系在施工完成后需進(jìn)行預(yù)壓，主要作用 有：、測試支架的彈性變形和非彈性變形值，根據(jù)測得數(shù)據(jù)推算支架預(yù)拱度，為立模標(biāo)高 提供可靠依據(jù)；、通過模擬壓重檢驗結(jié)

2、構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，消除基礎(chǔ)沉降及搭設(shè)支 架非彈性變形；、通過墩模擬壓重，作為箱梁支架施工標(biāo)高控制依據(jù)；、驗證臨時支 撐結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性。目前，支架體系的預(yù)壓方法較多，其中沙袋預(yù)壓法使用較普遍，其在交通條件良好、沙 源豐富、場地開闊等條件下具備一定優(yōu)勢。然而，在施工場地狹小、交通不方便的場地中， 水袋預(yù)壓法在支架體系中具有明顯的優(yōu)勢15。水袋又稱水囊，通常由橡膠制成，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、柔軟性高、耐磨性好、耐候性 好、成本低等特點，裝滿水的水袋具有較大的重量，可以實施對支架的預(yù)壓。本文結(jié)合武漢 解放大道下沿線道路4標(biāo)橋梁部分（一）箱梁的支架預(yù)壓施工，介紹水袋預(yù)壓施工過程。1工程概述武漢解放大

3、道下沿線道路4標(biāo)橋梁部分（一）預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，箱梁共分5聯(lián) （共541米，其中引橋105米）：其中Z1聯(lián)跨徑組合為2x30m=60m，Z2聯(lián)跨徑組合為 （30+38+30）=98m，Z3、Z4 聯(lián)跨徑組合為 3x30m=90m，Z5 聯(lián)跨徑組合為（30+38+30）=98m。里程為K7+800-K8+341，左右幅箱梁梁寬均為12.9m，底板橫坡為1.5%，頂板橫坡為 1.5%，縱坡為 K7+905-K8+033 為 4.785%、K8+033-K8+341 為 0.3%；懸臂長 3.934m，梁高 2m， 底板厚0.22m，頂板厚0.25m，腹板厚0.60m，中腹板為直腹板，邊腹板為斜

4、腹板。主線橋涵 設(shè)計等級為城市主干道，設(shè)計行車速度為50km/h。地震動峰值加速度區(qū)為0.05g，抗震設(shè)防 烈度為VII度。設(shè)計安全等級：一級；設(shè)計基準(zhǔn)期：100年；箱梁為預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁， 結(jié)構(gòu)為單箱三室和四室斜腹板箱梁，梁體混凝土強(qiáng)度等級為C50，梁體砼澆注為每跨從墩柱 向中間分段分層澆注，一跨一張拉。采用碗扣支架滿堂架布置，支架預(yù)壓采用密封水袋預(yù)壓。2水袋的設(shè)置2.1水袋預(yù)壓施工流程水袋預(yù)壓施工流程為：支架驗收9監(jiān)測點設(shè)置9箱梁模板鋪設(shè)9測量初始標(biāo)高H19鋪設(shè) 水袋9分級加載（加載完畢后測得標(biāo)高H2）9沉降觀測9測得卸載前標(biāo)高H39卸載9測得卸 載后標(biāo)高H49根據(jù)計算結(jié)果設(shè)置預(yù)拱度。

5、2.2支架驗收預(yù)壓試驗前須檢查支架的搭設(shè)質(zhì)量。對于碗扣式支架檢查頂托、底托有無滑絲情況；檢 查碗扣有無裂縫、有無損壞等情況；檢查立桿垂直度、大橫桿小橫桿是否水平；檢查每個碗 扣是否敲緊；剪刀撐檢查扣件有無滑扣、崩扣等現(xiàn)象，扣件螺絲是否擰緊；剪刀撐橫橋向須 每五排立桿設(shè)一排4560 剪刀撐，檢查腳手架的搭設(shè)是否符合方案要求。支架搭設(shè)驗收合 格后，方可進(jìn)行支架預(yù)壓試驗。2.3監(jiān)測點設(shè)置監(jiān)測點布置原則為沿橋梁縱向每隔10米取一個斷面，每個斷面布置7個觀測點，其中 橋梁中心線底板處布置監(jiān)測點1,其余6點分布對稱布置于底板及翼板處。2.4箱梁模板鋪設(shè)及水袋布置本工程采用外加筋密封水袋（密封水袋外層有一層

6、聚丙烯編織帶絎縫的外網(wǎng)），水袋尺 寸為10m （長）x5m （寬）x3m （高），如圖1所示。預(yù)壓分為箱梁底板預(yù)壓和翼板預(yù)壓兩次進(jìn)行，預(yù)壓前先將模板清理干凈后再開始布置水 袋。為確保腹板區(qū)受壓均勻，沿橫斷面均勻布置4個水袋，水袋貼著水袋。同時需注意，由 于橫斷面布置了 4個水袋，因此底模的鋪設(shè)寬度要滿足堆放要求。翼板預(yù)壓時采用10m （長） x4m （寬）x3m （高）水袋預(yù)壓，模板鋪設(shè)完畢后即測量各監(jiān)測點的標(biāo)高H1。水袋布置時盡 量將水袋中心線布置于腹板中心線上，如圖2圖5所示。3水袋加載3.1荷載計算水袋布置完成后開始進(jìn)行注水加載，加載前需先計算出注水量，鋼筋混凝土容重取 26.25KN/

7、m3，長度取98m，荷載需考慮箱梁自重、模板自重及施工荷載。安全系數(shù)取1.15, 計算簡圖如圖6與圖7所示，計算過程如下：翼緣板質(zhì)量：m=1.5497m2x98mx26.25KN/m3x 1.15/10=458.46t；翼緣板每平米質(zhì)量：m=458.46t/4mx98m =1.17t/m2邊腹板質(zhì)量：m=2.4511m2x98mx26.25 KN/m3x 1.15/10=725.13t；邊腹板每平米質(zhì)量：m=725.13/2.1mx98m=3.52t /m2；中間腹板質(zhì)量：m=3m2x98mx26.25 KN/m3x 1.15/10=887.51t；中間腹板每平米質(zhì)量：m=887.51t/2.

8、6mx98m =3.48t/m2；空箱區(qū)一的質(zhì)量：m=1.297 m2x98mx26.25 KN/m3 x 1.15/10=383.70t；空箱區(qū)一每平米質(zhì)量：m=383.70t/2.6mx98m =1.5t/m2；空箱區(qū)二的質(zhì)量：m=1.7077 m2x98mx26.25 KN/m3x 1.15/10 =505.20t；空箱區(qū)二每平米質(zhì)量：m=505.20t/3.4mx98m= 1.52t/ m2；橫梁每平米質(zhì)量：m=26.25KN/m3x2.4mx 1.15/10 =7.245t/E跨中水袋荷載計算：水袋 1：(1.17 t/m2x1.45m+3.52 t/m2x2.1m+1.5 t/m2

9、x1.45m) /5m=2.25 t/m2；水袋 2：(1.5 t/m2x0.85m+3.48 t/m2x2.6m+1.52 t/m2x1.55m) /5m=2.54 t/m2；水袋 3：(1.5 t/m2x0.85m+3.48 t/m2x2.6m+1.52 t/m2x1.55m) /5m=2.54 t/m2；水袋 4：(1.17 t/m2x1.45m+3.52 t/m2x2.1m+1.5 t/m2x1.45m) /5m=2.25 t/m2；水袋 5：(1.17t/Ex3.9m+3.52t/Ex0.1m) /4m=1.23t/E；水袋 6：(1.17t/Ex3.9m+3.52t/Ex0.1m)

10、 /4m=1.23t/E。中橫梁處水袋荷載計算：水袋 1：(1.45x8x1.17+2.1x8x3.52+1.45x8x1.5+ 3.55x2x7.245)/50=2.83t/m2；水袋 2：(0.85x8x1.5+2.6x8x3.48+1.55x8x1.52+ 10 x7.245)=3.48t/m2；水袋 3：(0.85x8x1.5+2.6x8x3.48+1.55x8x1.52+ 10 x7.245) =3.48t/E；水袋 4：( 1.45x8x1.17+2.1x8x3.52+1.45x8x1.5+ 3.55x2x7.245) /50=2.83t/E端橫梁處水袋荷載計算：水袋 1：(1.4

11、5x8.5x1.17+2.1x8.5x3.52+ 1.45x8.5x1.5+3.55x1.5x7.245) /50=2.69t/m2；水袋 2：(0.85x8.5x1.5+2.6x8.5x3.48+ 1.55x8.5x1.52+7.5x7.245) /50=3.24 t/m2；水袋 3：(0.85x8.5x1.5+2.6x8.5x3.48+ 1.55x8.5x1.52+7.5x7.245) /50=3.24t/E；水袋 4：( 1.45x8.5x1.17+2.1x8.5x3.52+ 1.45x8.5x1.5+3.55x1.5x7.245) /50=2.69t/E。橫梁加厚處：水袋 m=0.1*

12、2.5*26.25*1.15/10+ 2.25=3.0 t/E。3.2水源連接將水泵、分水閥、分水袋用水管連接起來，水泵置于水溝中(或接消防水管)，以方便 抽水。水源距離控制在80m范圍，揚(yáng)程約20m，加載完畢后的水抽至附近排水溝。3.3加載順序分3次加載，第一次加載至總荷載的60%，第二次加載至總荷載的80%，第三次加載至 總荷載的120%，縱向從跨中向支點處進(jìn)行對稱布載，橫向加載從砼結(jié)構(gòu)中心線向兩側(cè)進(jìn)行對 稱布載。任何一級加載后，監(jiān)測數(shù)據(jù)不滿足規(guī)范要求，停止加載。加載至總荷載的80%時應(yīng) 封閉交通，待沉降量滿足規(guī)范要求后才可開放交通。3.4加載方法按照上述，從跨中向兩邊，從中心向兩側(cè)對稱進(jìn)

13、行布載。加載過程中，支架頂部不得進(jìn) 行其他的作業(yè)，支架底部一定距離安排專人進(jìn)行支架觀察，若發(fā)現(xiàn)異常情況，立即停止加載。加載完畢，支架穩(wěn)定后，方可進(jìn)行全部監(jiān)測點的測量，每間隔12h對所有點進(jìn)行標(biāo)高測 量，并對線錘尖部距地面監(jiān)測點的高度，亦做記錄，輔助測量標(biāo)高用。當(dāng)監(jiān)測點連續(xù)2次（24h）沉降差平均值小均于2mm時，可進(jìn)行下一級加載，如果預(yù)壓 監(jiān)測36h仍不能滿足要求，重新對支架進(jìn)行驗算與安全檢驗，并依據(jù)實際情況延長預(yù)壓時間 或采取加厚地基處理等措施。第三次加載完畢后所測結(jié)果滿足下列條件之一時，支架預(yù)壓合格：（1）各監(jiān)測點最初24h的沉降量的平均值小于1mm；（2）各監(jiān)測點最初72h的沉降量平均值

14、累計小于5mm。如果不能滿足要求，應(yīng)立即停止加載并分析原因后，拆除支架重新搭設(shè)。3.5卸載方法架預(yù)壓合格后可開始卸載，卸載前測得各監(jiān)測點標(biāo)高H3,卸載應(yīng)均勻進(jìn)行，嚴(yán)禁一次 性卸載整個斷面的荷載，卸載從兩端往中間，從兩側(cè)向中間分層進(jìn)行。卸載方法采用水管與 預(yù)壓水袋相連后直接排入附近雨水管，卸載速度不宜過快，應(yīng)保證卸水量小于雨水篦的最大 排水量，卸載6h后測得各監(jiān)測點標(biāo)高H4。3.6支架預(yù)壓控制要求（1）試壓前認(rèn)真按設(shè)計圖紙及標(biāo)準(zhǔn)驗收支架；（2）認(rèn)真檢查水袋是否有刮破和疑似漏水處，發(fā)現(xiàn)問題用局部水壓試驗密封性；（3）水袋高度是否達(dá)到標(biāo)高要求，水袋上口懸掛是否過緊，在保障高度的情況下適當(dāng) 的放松，防

15、止水袋拉裂；（4）試驗支架與相鄰支架間連接扣件必須松開自由；（5）測量點的標(biāo)記必須牢固不滑移；（6）測量前認(rèn)真校驗水準(zhǔn)儀，測量時前后視距盡量相等，每次測量最好在同一位置架 設(shè)儀器，一個測站測完；（7）均勻加載。4監(jiān)測數(shù)據(jù)整理根據(jù)各監(jiān)測點的標(biāo)高H1-H4推算出箱梁彈性變形與非彈性變形，從而為預(yù)拱度的設(shè)置 提供依據(jù)。非彈性變形f1=H1-H4。通過試壓后，可認(rèn)為支架、模板、方木等的非彈性變形已經(jīng)消除。彈性變形f2=H4-H3。根據(jù)該彈性變形值，在底模上設(shè)置預(yù)拱度&以使支架變形后梁體 線型滿足設(shè)計要求。另外，根據(jù)H2和H3的差值，可以大體看出持續(xù)荷載對支架及通道型鋼梁變形的影響 程度，根據(jù)變形值調(diào)整

16、底模標(biāo)高及預(yù)拱度設(shè)置，預(yù)壓后再根據(jù)預(yù)壓結(jié)果調(diào)整。對于已進(jìn)行預(yù)壓區(qū)段，根據(jù)如下公式調(diào)整底模標(biāo)高：底模頂面標(biāo)高=梁底設(shè)計標(biāo)高+f2的 平均值。實測數(shù)據(jù)表明，預(yù)壓后武漢解放大道下沿線道路4標(biāo)橋梁部分（一）預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆 箱梁支架系統(tǒng)的最大豎向沉降為46mm，其中彈性變形20mm，塑性變形26mm。整個支架 系統(tǒng)安全可靠，能滿足后續(xù)箱梁的施工要求。5結(jié)語水袋預(yù)壓法具有操作簡單、荷載施加均勻、不需要大型起吊設(shè)備、施工速度快、經(jīng)濟(jì)可 靠等優(yōu)點，已在工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。結(jié)合武漢解放大道下沿線道路4標(biāo)橋梁部分 (一)預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁支架系統(tǒng)的水袋預(yù)壓施工，對水袋設(shè)置與水袋加載進(jìn)行了介紹， 并給出了水袋荷載的計算過程，實踐表明整個預(yù)壓過程安全、可靠，對同類工程具有一定的 借鑒意義。參考文獻(xiàn)：郭志永.寬幅斜拉橋梁體現(xiàn)澆支架大面