现浇混凝土支架预压技术探讨

喻德松;朱正宏;宋小鹏

【摘 要】A pre-stress concrete continuous beam bridge with variable cross-section was used as an example to intro-duce the determination of pre-compression loading,loading operational process and the selection of pre-compression materials.The solution on the selection of pre-compression materials was provided.%以湖北某地一座变截面预应力混凝土连续箱梁桥为例，介绍了连续箱梁支架预压荷载的确定、加载操作过程以及支架预压材料的选择及比较，提出了支架预压中应如何选择预压材料的问题。 【期刊名称】《建材世界》 【年(卷),期】2016(000)001 【总页数】3页(P8-10)

【关键词】连续箱梁;支架预压;加载与卸载 【作 者】喻德松;朱正宏;宋小鹏

【作者单位】湖北省华中农业高新投资有限公司，荆州 434025;湖北省路桥集团有限公司，武汉 430050;湖北省汉十高速公路管理处，武汉 430079 【正文语种】中 文

根据桥梁设计要求和施工需要，桥梁支架搭设完成后， 应由施工单位进行支架的堆载预压。支架预压是一道重要的工序，其目的有以下两个方面：一是进行支架的模拟承载，检验支架的刚度、强度和稳定性以及地基的承载力。二是为了消除支架

以及地基的非弹性沉降变形，并且收集支架和地基的非弹性变形和弹性变形数据[1-3]。与理论计算结果进行对比，为箱梁底模标高控制和后段的箱梁预拱度设置提供实际依据，同时确保支架在浇筑混凝土的过程中的变形在容许范围内，保证桥梁上部结构的几何线型与设计一致。 1.1 支架类型

有支架就地浇筑施工是一种很早就有应用的施工方法，它是在支架上安装模板，安装、绑扎钢筋骨架，埋设预应力孔道，并在现场浇筑混凝土与施加预应力的施工方法。支架按构造形式可分为支柱式、梁柱式和梁式支架；按材料可分为钢支架、木支架及钢木混合支架等[4]。 1.2 预压荷载的确定及施加

计算荷载除考虑梁体的钢筋混凝土自重外, 还需考虑施工人员、材料、机械的自重、模板以及支架的自重模板及支架重量、作用在模板和支架上的风力以及其他可能产生的荷载( 如雪荷载、保护设施荷载) 等。一般为了预留安全范围，按重量之和的110%加载。预压加载应充分模仿实际荷载情况,应将相应的荷载分别加载在不同的部位上。由于箱室底板与箱梁腹板、横梁处的自重相差较大, 预压荷载的布置应根据实际荷载布置。加载前应将支架预压区域划分成若干预压单元，加载时每个预压单元内实际加载荷载的最大值不应超过该预压单元内预压荷载强度平均值110%。预压单元内的荷载加载可采用均布形式进行加载。要注意整个预压区域均匀加载预压的方法是行不通的, 因为采用该方法很可能在预压时支架由于整体受力没有失稳现象, 而在箱梁混凝土浇筑过程中, 会因为某些区域受载太重而突然出现支架失稳导致倒坍的现象[5，6]。

预压荷载的加载与卸载如下所示：1)支架预压应按预压单元进行分级加载，且不应少于4级。4级加载荷载依次宜为单元内预加载值的30%、70%、100%、110%；2)纵向加载时，宜从混凝土结构跨中开始向支点处进行对称布载；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12 h对支架沉降量进行一次监测。当模板底部监测点12 h的沉降量平均值小于2 mm时，方可进行下一级加载；4)加载至110%后间隔24 h监测沉降点标高；5)支架预压可一次性卸载，预压荷载应对称、均衡、同步卸载。全部卸载6 h后监测沉降点标高。 1.3 预压材料

由国内外桥梁建设施工综合来看，预压加载的方式主要有两大类：一类是流体加载，另一类是固体加载。其中流体加载主要是采用水袋加载，固体加载主要是采用砂袋加载。

1)砂袋加载：用土工编织袋装上砂石模拟混凝土自重。预压加载顺序与施工时浇筑混凝土顺序相同。 加载时应确保砂袋的高度、 宽度及堆放的紧密性符合要求。砂袋应过磅后运至施工现场堆码，堆码时要注意将沉降观测点位置空出来。要吸取雨天砂包浸水之后变重, 可能超过脚手架承重极限发生倒塌事故的教训。

2)水袋加载：利用橡胶水囊注水模拟钢筋混凝土自重。摆放水袋时要注意不要把观测点压住，在不影响观测的情况下水袋应尽可能地离观测点近一点。在加载时桥梁两边要有护栏，防止水袋加水后掉落模板。水袋周围要用粗绳捆住，将水袋固定在摆放的位置。加载时应确保水袋达到预定的高度，使水袋自重达到设计要求。 不同的预压加载形式带来的人工费、材料费、机械费及工期都各不相同，不同的加载形式需要的环境和条件也不相同，因此在实际施工中应因地制宜地选择相对经济、安全环保、方便快捷、工期短的预载方式。

此实例主要介绍支架预压方式中的砂袋预压与水袋预压的实际应用情况和分析对比。湖北某桥西引桥桥梁孔跨布置为(7×30)+(3×35)m，该桥为连续箱梁桥，单幅主梁顶板宽度为15.5 m，采用单箱双室截面。引桥采用满堂式钢管脚手架现浇施工。总计分5段进行施工，分为60 m+60 m+60 m+65 m+70 m，前面3段施工时

每次施工主梁长60 m，总的重量为2 235 t。预压时预加荷载为总重的1.1倍，总计2 459 t。预压过程中桥面沿混凝土结构纵向每隔1/4跨径布置一个监测断面，每个监测断面上对称布置3个监测点。总计布置27个监测点。 2.1 砂袋预压

第一段采用砂袋加载预压。每个砂袋自重为1.5 t，总计用砂袋1 639个。吊装时每个砂袋用时50 s左右，总计23 h左右能全部吊装完毕。按预压方案，在加载前先布置支架和箱梁模板的测量观测点并测量初始值。荷载加载和卸载全部完成按理想状态总计用时需82 h，实际用时将近110 h。

预压总费用：砂袋每个价格25元，买砂袋总计用40 975元，而且在后续的预压中由于某些砂袋不能继续使用又新买了100个砂袋，花费2 500元。砂袋灌装和吊装过程中需要用到吊机、汽车和挖土机，吊机每天租金700元，汽车按重量计费总计用3 000元，挖土机700元一天，油费都由项目部分担，实际用于预压的机械费、人工费和燃料费总计13 400元。总计花费56 875元。

吊装过程中桥面指挥人员小心地将砂袋放在了监测点周围，最终监测到了所有监测点数据。但在吊装过程中也发现了一些问题：一是某些砂袋系带承受不住砂袋重量导致系带断开，致使砂袋掉在了桥面上。二是砂袋因为重复利用致使砂袋有破损，在吊装过程中砂袋里面的砂子会泄露出来。两个问题都导致有些测点被砂子盖住给测量工作带来了困难，并且危及桥面指挥吊装人员生命安全。预压完成后还要安排作业人员将模板上的砂子转移到模板外面去，既费时又费力。 2.2 水袋预压

第二段因故改用水袋加载预压。水袋每个长度为11 m左右，宽度为4.5 m左右。用水管给水袋持续充水到充满总计需15 h左右。按预压方案，理想状态下总计需51 h，实际用时将近80 h。预压总费用：水袋采取总包，60 m梁段平均下来总计40 000元左右。

测量测点的初始值后，水袋开始充水。在后续测量中发现水袋膨胀起来把某些测点盖住了，只能完整地测到了纵向两侧的点，中间的有些点测量不到。最终只测到了不到20个点。在水袋预压过程中发现了一些问题：一是水袋充水后膨胀把某些点遮住，由于水袋太重，用手推不动，被遮住的点最终只能放弃测量。二是由于桥面有横坡，水袋充水后会有点滚动，结果是某些测点被盖住。三是在水袋卸载放水时由于水的冲力太大，测点粘得不牢固，导致测点被毁。三者都会致使有些测点测量不到，数据不完整。

2.3 砂袋预压与水袋预压对比

砂袋预压优点：适用于大部分环境，砂袋在预压过程中可以准确地测量到所有的测点。不论是下雨天还是晴天，不论温差有多大，砂袋皆可适用。砂袋预压时砂袋要过磅，预压重量精确。

砂袋预压缺点：砂袋预压时砂袋占用费用太多，且不可持续使用，使用几次后砂袋就会因损坏而不可使用。砂袋吊装过程复杂，搬运费时费力，吊装过程中容易产生扬砂和砂袋掉落现象，会对环境造成污染和对人造成威胁。砂袋需要从装料场装袋运输，因此需要汽车装运，加载时需要吊车吊装。当路面条件不好时，汽车和吊车都进入不了现场，将不能进行堆载预压。

水袋预压优点：水袋空袋重量小，搬运容易，操作简单。与砂袋相比，水袋造价低廉，可重复使用，不会造成资源浪费。由于预压时水袋里面充的是水，因此在预压过程中不会产生环境污染。不论路面条件好坏，水袋预压都能进行。

水袋预压缺点：温度太低的情况下，水袋卸载时，水会在模板上结冰，导致人在模板上不能行走。水袋充水后会膨胀和滚动，可能会盖住某些监测点。周围没有水源的情况下，水袋预压不能进行。桥面高度过高时，充水管会很长，水袋充水过程中可能因为水压过小，会导致耗电量增多和水袋充水不足导致水袋自重达不到要求。由表1可以发现，水袋预压无论是耗用时间还是花费费用方面都比砂袋预压要小。

通过同样长度同样施工环境的支架预压段的对比分析，得出如下结论：在同样条件下，当水袋预压与砂袋预压皆可使用时，使用水袋预压更加经济环保和节省时间。 在无水和温度很低的环境中，砂袋预压是可行的方案。对测量精度要求很高，要求数据很充足的情况下，建议使用砂袋预压。不论是水袋预压还是砂袋预压，在施工过程中都要特别注意安全，加载过程要符合规范。在工程实际中需结合结构设计型式着重分析支架的特殊性, 在施工中采取相应的技术对策, 以确保工程质量。

【相关文献】

[1] JTG D62—2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]. [2] JTG D60—2004，公路桥涵设计通用规范[S]. [3] JTG/T J21—2011公路桥梁承载能力检测评定规程[S]. [4] 杨文渊.桥梁施工工程师手册[M],北京: 人民交通出版社, 2005. [5] 朱海涛.桥梁工程实用测量[M],北京: 中国铁道出版社,2004.

[6] 王爱国,杨少宏.预应力混凝土箱梁支架法现浇施工技术[J].铁路工程学报,2002(3)：83-87.