現(xiàn)澆箱梁預(yù)壓方案及沉降觀測(cè)技術(shù)

客運(yùn)專(zhuān)線900T現(xiàn)澆箱梁預(yù)壓

方案及沉降觀測(cè)技術(shù)吳海晶劉曉瑞【摘要】以武廣客運(yùn)專(zhuān)線昌山特大橋第19孔現(xiàn)澆梁為例，通過(guò)支架和地基沉降實(shí)測(cè)的分析，為原位現(xiàn)澆箱梁提供數(shù)據(jù)，從而控制箱梁的沉降及變形，保證箱梁的線形和工程質(zhì)量，并為同類(lèi)現(xiàn)澆橋梁工程提供有效借鑒。【關(guān)鍵詞】現(xiàn)澆梁沉降觀測(cè)技術(shù)控制1工程概況新建鐵路武廣客運(yùn)專(zhuān)線烏龍泉至花都段昌山特大橋地處廣東省樂(lè)昌市長(zhǎng)來(lái)鎮(zhèn)長(zhǎng)來(lái)村，該橋在線路上位于樂(lè)昌車(chē)站范圍內(nèi)，橋址全長(zhǎng)為863.79m。橋跨布置型式為：5孔32m簡(jiǎn)支箱梁+5X32m變截面連續(xù)梁+1X32m簡(jiǎn)支箱梁+6X32m連續(xù)梁+9X32m標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)支箱梁，36片現(xiàn)澆梁。2地基處理昌山特大橋第19孔梁地貌平坦，地基應(yīng)力為200kPa?400kPa砂夾卵石。首先清除鉆孔樁施工所筑泥漿池內(nèi)泥漿，并換填砂夾卵石，在承臺(tái)四周和泥漿池內(nèi)回填的砂夾卵石并分層夯實(shí)；地表砂夾卵石層采用18t重型壓路機(jī)碾壓壓實(shí)，確保承載力滿足200kPa；現(xiàn)場(chǎng)采用K30檢測(cè)，達(dá)到合格壓實(shí)度的承載力后，在上面澆注10cm?15cm厚的C15混凝土。為避免處理好地基受水泡，在兩側(cè)開(kāi)挖30X20cm的排水溝，排水溝分段開(kāi)挖形成坡度，低點(diǎn)開(kāi)挖積水坑。3支架受力分析箱梁支架為滿堂支架，采用鋼管扣件腳手架搭設(shè)。搭設(shè)支架在縱向橫向間距、層數(shù)以及支架結(jié)構(gòu)，已經(jīng)過(guò)箱梁自重、面積和支架受荷后的量值計(jì)算確定。4支架預(yù)壓及沉降觀測(cè)方法4.1觀測(cè)點(diǎn)的布置在箱梁底模上布置測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布置在底模兩側(cè)，距梁中線3m，順橋向每一側(cè)共設(shè)7點(diǎn)，位置分別為1/8、2/8、3/8、4/8、5/8、6/8、7/8處，共設(shè)置14個(gè)測(cè)點(diǎn)，編號(hào)為m1、m2、m3、……m14。找強(qiáng)度較好直順的細(xì)鐵絲鉛垂掛在觀測(cè)點(diǎn)上，地下設(shè)點(diǎn)，釘鐵釘并用紅油漆標(biāo)注，鐵絲下面吊垂球并對(duì)中鐵釘。4.2水準(zhǔn)基點(diǎn)的觀測(cè)高程系統(tǒng)采用鐵四院提供的高程系統(tǒng)，以BM689為起算工程點(diǎn)，在施工范圍以外堅(jiān)固穩(wěn)定處，埋設(shè)水準(zhǔn)基點(diǎn)，點(diǎn)位設(shè)置長(zhǎng)久牢固的標(biāo)志，每一個(gè)月全網(wǎng)校正一次，水準(zhǔn)基點(diǎn)高程變化值最大為0.3mm，說(shuō)明水準(zhǔn)基點(diǎn)是穩(wěn)定的。4.3支架預(yù)壓與沉降觀測(cè)預(yù)壓：簡(jiǎn)支梁支架預(yù)壓擬采用混凝土塊結(jié)合砂袋進(jìn)行預(yù)壓，混凝土預(yù)壓塊為0.7mX0.9mX1.5m，共計(jì)430塊單塊總重為0.7X0.9X1.5X2.5=2.363t（片石混凝土取2.5t/m3）總重為2.363X419=990t梁體自重約為900t預(yù)壓重量為梁體自重的1.1倍，則需要預(yù)壓荷載為900X1.1=990t。預(yù)壓寬度為全橫幅范圍（8.2m），縱向預(yù)壓長(zhǎng)度為32.6m，加載分兩次完成，分別如下；第一次加載先鋪設(shè)一層砂袋（約134mm厚），然后鋪設(shè)混凝土預(yù)壓塊一層，總重約為2.363X111（預(yù)壓塊重量）+8.2X32.6X0.134X1.7（砂袋重量）=323.2t；第二次加載為一層預(yù)壓塊，加載重量為2.363X283=668.7t；預(yù)壓總計(jì)加載為323.2+668.7=991.9t，為梁體自重的1.1倍。觀測(cè)：在支架未施加預(yù)壓荷載前實(shí)施第一次觀測(cè)，對(duì)鉛垂絲上標(biāo)記標(biāo)高測(cè)量，測(cè)出各點(diǎn)的初始值H1并記錄入表格，同時(shí)在支架地面及周邊設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)查看地基沉降情況。而后勻速加載；加載一次觀測(cè)一次，每一次加載結(jié)束后立即進(jìn)行觀測(cè)各測(cè)量點(diǎn)的標(biāo)高值H2，并做好相應(yīng)的記錄，當(dāng)連續(xù)兩次觀測(cè)讀數(shù)不變后，間隔2小時(shí)才能繼續(xù)加載，直至加載完成，達(dá)到設(shè)計(jì)1.1倍受壓荷載。當(dāng)全部加載完成后觀測(cè)一次，每12小時(shí)觀測(cè)一次，直至沉降穩(wěn)定后進(jìn)行卸載，并記錄卸載之前的最后一次觀測(cè)標(biāo)高值H3,卸載后再進(jìn)行最后一次觀測(cè)記錄標(biāo)高值H4。4.4觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄整理觀測(cè)數(shù)據(jù)采用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量，儀器為DSZ2（帶銦瓦鋼尺）一套（技術(shù)參數(shù)：1公里往返水準(zhǔn)測(cè)量精度W±0.7mm）。每次測(cè)量在一站內(nèi)完成，觀測(cè)值的閉合差控制在1mm之內(nèi)，保證觀測(cè)值的誤差滿足要求。

以每個(gè)測(cè)點(diǎn)、每級(jí)加載后對(duì)沉降量進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)直到沉降穩(wěn)定。取沉降穩(wěn)定后即最后一次觀測(cè)值，作為該級(jí)荷載下的最終沉降觀測(cè)值。得到的觀測(cè)值與零荷載時(shí)的觀測(cè)值之差，作為該點(diǎn)在該級(jí)荷載下的實(shí)際沉降量。以第四孔梁跨中測(cè)點(diǎn)m4為例，對(duì)每級(jí)荷載下的沉降值作為該點(diǎn)在該級(jí)荷載下的沉降下的沉降量(見(jiàn)表1)，并繪制荷載-沉降量曲線(如圖2所示)。表1荷載-沉降記錄點(diǎn)號(hào)加載卸載空載H1/mm30%加載H2/mm60%加載H2/mm100%加載H2/mm130%加載H2/mm100%卸載空載H4/mmm41.034.835.787.728.667.977.97累計(jì)下沉量3.804.756.697.63非彈性變形61=H1-H4-2.29彈性變形52=H4-H3-5.345預(yù)壓結(jié)果及數(shù)據(jù)分析通過(guò)第四孔現(xiàn)澆箱梁支架的預(yù)壓結(jié)果，支架均未發(fā)生整體側(cè)向位移，支架桿件無(wú)壓彎變形，地基未發(fā)生沉陷、裂縫等情況。5.1非彈性及彈性變形分析從預(yù)壓沉降觀測(cè)資料可計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的變形：非彈性變形為0.07mm?2.29mm(51=H1-H4)。通過(guò)預(yù)壓后，可認(rèn)為支架、模板、方木等的非彈性變形已經(jīng)消除；彈性變形為1.44mm?5.34mm(52=H4-H3).可根據(jù)H2和H3的差值，可以大體看出持續(xù)荷載對(duì)支架變形的影響程度很小。5.2預(yù)壓沉降分析從沉降數(shù)據(jù)和各指標(biāo)的結(jié)果可以看出：30%級(jí)荷載加載后，支架預(yù)壓沉降變形最大，約為最大沉降量的1/2,在60%?100%級(jí)荷載加載后，相對(duì)沉降量比30%后的荷載沉降量小，而總沉降量繼續(xù)增大。約為最大沉降量的60%?89%，130%級(jí)荷載加載后該級(jí)的相對(duì)沉降量較100%級(jí)荷載沉降量更小，從而總沉降量的變化亦變化小。從每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)看每級(jí)加載后，各測(cè)點(diǎn)的相對(duì)沉降量的變化較均勻，表明在預(yù)壓過(guò)程中，每級(jí)荷載后預(yù)壓支架的沉降量基本上是整體發(fā)生的，且各層的沉降量基本均勻，由此可以判斷在施工中，不會(huì)導(dǎo)致已澆注完成箱梁混凝土因過(guò)大的不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫等破壞現(xiàn)象。從預(yù)壓后各測(cè)點(diǎn)的沉降量來(lái)看，以保證在施工完成后，箱梁底面的高程符合設(shè)計(jì)要求，從對(duì)地基處理、支架、桿件等構(gòu)件的觀察結(jié)果看，是偏于安全的，這在施工中也得到了證實(shí)。5.3預(yù)壓沉降成果的應(yīng)用根據(jù)設(shè)計(jì)底模標(biāo)高技術(shù)交底，本橋梁的設(shè)計(jì)預(yù)拱度最大為225mm，以跨端為坐標(biāo)原點(diǎn)，跨長(zhǎng)為L(zhǎng),按二次拋物線變化計(jì)算各點(diǎn)的設(shè)計(jì)預(yù)拱度，即5x=5(1-4x2/L)施工預(yù)拱度為支架變形值+設(shè)計(jì)預(yù)拱度，則對(duì)于已進(jìn)行預(yù)壓區(qū)段，根據(jù)如下公式調(diào)整各測(cè)點(diǎn)底模標(biāo)高：底模頂面標(biāo)高二梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高+52+8x0對(duì)于沒(méi)進(jìn)行預(yù)壓的區(qū)段，參考如下公式調(diào)整各測(cè)點(diǎn)底模標(biāo)高：底模頂面標(biāo)高=梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高+51+52+5x06結(jié)束語(yǔ)現(xiàn)在武廣客運(yùn)專(zhuān)線昌山特大橋上部箱梁已全部施工完畢，地基處理都是按照