公路橋梁現(xiàn)澆箱梁預壓沉降測量觀測

1、論高速公路橋梁現(xiàn)澆箱梁預壓沉降測量觀測以濟焦高速公路金城互通立交橋為例 關(guān)鍵詞：高速公路 現(xiàn)澆箱梁 預壓 沉降觀測 預拱度 摘要：本文所述濟焦高速金城互通立交橋上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆普通砼連續(xù)箱梁，箱梁采用搭設(shè)滿堂支架現(xiàn)澆施工，要求支架應有足夠的強度、剛度和整體穩(wěn)定性。在澆筑砼前，應對支架進行預壓，預壓荷載為箱梁結(jié)構(gòu)自重的120%。預壓沉降觀測的目的是為了確定梁體預拱度的數(shù)值，然后按照拋物線方式在模板底模設(shè)置預拱度。一、工程概況：本文所述橋梁為跨線立交橋，上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆普通砼連續(xù)箱梁，左、右半幅各8聯(lián)。下部結(jié)構(gòu)采用圓形柱式墩，肋板式橋臺。箱梁采用搭設(shè)支架現(xiàn)澆施工，要求支架應有足夠的強度、剛度和整體穩(wěn)定

2、性。在澆筑砼前，應對支架進行預壓，預壓荷載為箱梁自重的120%。本文主要介紹左幅第二聯(lián)第5跨（4#墩5#墩之間）的預壓情況，本跨梁體全長20m，上寬13.5m，下寬9.5m。為了保證砼澆筑施工安全穩(wěn)定性，在搭設(shè)滿堂支架前對地基進行硬化處理，首先在地表下50cm厚度進行施工面整體換填石灰土，再在其上鋪設(shè)30cm砂礫石并碾壓合格。地基處理后，在砂礫層上沿橫向設(shè)置條行方木，分布承壓面積以分散傳給地基的應力，支架搭設(shè)在方木上，支架鋼管上頂端安置槽形鋼框架，然后沿縱向在鋼框架的U形槽內(nèi)放置30cm*20cm下層方木，在其上沿橋橫向放置上層方木，上層方木上再安裝竹膠板底模。二、沉降觀測的基本要求：堅持五定

3、原則，依據(jù)的基準點、沉降觀測點點位要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測人員要穩(wěn)定；觀測時的環(huán)境條件基本一致；觀測鏡位、路線、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性，使觀測的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復測結(jié)果和首次觀測的結(jié)果可比性更一致，使所觀測的沉降量數(shù)值更真實。1、精度要求：采用二等水準觀測，水準點間距不大于100m，前后視距30m。2、儀器、人員素質(zhì)要求：沉降觀測使用精密水準儀S2，水準尺用因瓦尺，人員要求熟練掌握儀器的操作規(guī)程，在實測過程中能快速、精確地完成每次觀測任務(wù)，能及時發(fā)現(xiàn)可能存在的問題并加以解決。3、水準基點的設(shè)置：由于本橋梁施工現(xiàn)場附近無可架設(shè)儀器的固定

4、高地，只有根據(jù)需要將地面已有的水準點引測到已施工完成的立柱頂砼上，本文涉及已引測的兩個水準基點分別是HA=116.016m和HB=115.887m。與4#墩相鄰的3#墩為過渡墩形式，其頂部斷面尺寸為長190cm和寬120cm，滿足架設(shè)儀器及觀測要求。三、預壓沉降觀測的實施：預壓沉降觀測的目的是為了確定梁體預拱度的數(shù)值，然后按照拋物線方式在模板底模設(shè)置預拱度（方向為上拱）?？缰形恢妙A拱度值最大，往兩側(cè)墩柱方向預拱度值越來越小，理論上到墩柱支點處其值為0。建立x，y二維直角坐標系，初步確定拋物線方程式y(tǒng)= ax²+b及其對應的圖形（見下圖）。X軸為沿橋中心線方向，原點為本跨沿橋中心線方向

5、的中點，本跨全長20m，則x的取值范圍為-10mx10m,b值為跨中最大預拱度，也就是本文要通過預壓觀測確定的沉降量。 Y(mm) b x(m) -10 o 101、沉降點的布置：沉降點沿縱向設(shè)置在跨中、1/4跨和距墩柱支點1m共5個斷面上，每個斷面沿橫向布3個點，分別是斷面中心和距中心左右4.5m處。這樣本跨共設(shè)置沉降點15個。預壓堆放沙袋時預留空出這15個點的位置，在相應位置的模板上釘牢15個鐵釘并保護好，以作立水準尺觀測之用。2、加載之前的原始標高測量，此為第一期觀測數(shù)據(jù)H，其具體數(shù)據(jù)如下(標高單位:m)：點號123456789101112131415標高115.640115.73211

6、5.829115.719115.812115.900115.822115.912115.996115.920116.012116.109116.009116.092116.1793、加載120%梁體自重的沙袋后，立即進行觀測，數(shù)據(jù)如下(標高單位:m)：點號123456789101112131415標高115.640115.732115.829115.719115.812115.900115.822115.912115.996115.920116.012116.109116.009116.092116.179間隔一天、兩天后分別再進行測量，數(shù)據(jù)分別如下。待觀測點的相鄰沉降量在5mm以內(nèi)，說明沉降

7、趨于穩(wěn)定。一天后(標高單位:m)：點號123456789101112131415標高115.634115.726115.822115.712115.802115.889115.809115.900115.983115.910116.006116.099116.999116.084116.172兩天后(標高單位:m)：點號123456789101112131415標高115.634115.725115.820115.708115.800115.885115.806115.896115.980115.906116.001116.095115.996116.080116.171從以上數(shù)據(jù)可以看出，點

8、位不再沉降。穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)為第二期觀測數(shù)據(jù)H。4、卸載完成后，立即進行觀測，此為第三期觀測數(shù)據(jù)H，如下(標高單位:m)：點號123456789101112131415標高115.635115.726115.824115.711115.805115.890115.813115.902115.985115.910116.007116.103116.002116.084116.173三、變形觀測值分析：預壓過程中涉及的變形很多，也很復雜，本文主要考慮以下四個部分，：1、承載地基： 彈性變形+非彈性變形2、支架鋼管： 彈性變形+非彈性變形3、木與木接頭承壓面： 非彈性變形（參考數(shù)值3mm）4、木與鋼接頭

9、承壓面： 非彈性變形（參考數(shù)值2mm）f=總體變形=總體彈性變形+總體非彈性變形=HH。f1=總體彈性變形=地基彈性變形+支架鋼管彈性變形=HH。f2=總體非彈性變形=地基非彈性變形+支架鋼管非彈性變形+3mm+2mm= HH。具體數(shù)值見下表:點號123456789101112131415f67911121516161614111413128f1114355765468642f25658710910111056786（上述表的標高單位為m，高差單位為mm）求得f的平均值f均=180/15=12mm，即為要求的跨中預拱度值。求得f1的平均值f1均=73/15=5mm；求得f2的平均值f2均=10

10、7/15=7mm?，F(xiàn)在已測出跨中預拱度值，還要將其按照拋物線的形式分配到本跨的任一個位置，這就要求解前面的方程式，可算得a=0.00012， b=0.012，則y= 0.00012x²+0.012（本式計算各參量都以m為單位,也可換算成mm），這樣就能求得一跨中任一點的沉降預留量。 四、要注重施工現(xiàn)場預拱度值的校正：算得各處的預拱度后，施工單位就會按設(shè)計標高加預拱度值之后所得的計算標高來安裝模板。砼澆筑前測量人員還應進行最后一道工序?qū)崪y驗收，以保證萬無一失，根據(jù)本人經(jīng)驗，由于施工過程中有很多人為等不確定因素，往往會發(fā)現(xiàn)有不少點實測值與計算值有誤差，需要調(diào)整底模高度，這個調(diào)整值很小，往往只有幾毫米，但有時要經(jīng)過反復好幾次調(diào)整才能合格。 五、本跨預壓裝載和卸載采用吊車起吊沙袋的方式進行，共需要4天時間，本橋共有16聯(lián)88跨，如果全部預壓，一聯(lián)至少也要6天時間，整個橋光預壓就需要96天。由于工期特別緊張，決定只進行左幅第二聯(lián)第5跨預壓，得出地基與支架鋼管的彈性變形和非彈性變形值，以驗證地基處理和鋼管強度、剛度是否合格，經(jīng)以上計算，地基處理和鋼管性能均滿足要求。這樣其它不預壓的部位的地基處理和支架搭設(shè)都嚴格按照左幅第二聯(lián)第5跨的方式進行。本橋施