支架预压方案

渭洛河特大桥

现浇钢管支架预压专项方案

中交二公局大西铁路工程指挥部渭洛河特大桥项目部

二〇一〇年十二月

现浇钢管支架预压专项方案

一、编制依据

1、《（40+64+40）m连续梁参考图》—大西运西施桥参-10

2、《钢管满堂支架预压技术规程》JGJT194-2009

3、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166

4、《建筑施工模板安全技术规程》JGJ162

5、DK778+247.74处连续箱梁施工方案

二、支架设计方案

本连续梁支架设计分碗扣满堂支架和门式钢管支架。

碗扣满堂支架段：横桥向布置翼缘板范围为1.2m，腹板范围为0.3m，底板范围为0.9m；纵桥向在中支点至1/4截面处为底腹板范围为0.6m，翼缘板范围为1.2m，在1/4截面至梁端（合龙段）截面翼缘板与底腹板范围均为0.9m。

门式支架：门式支架采用两跨连续梁布置，最大跨径7.5m，主受力纵梁采用45a工字钢，柱顶横梁采用双32a工字钢，立柱采用?800×10焊管，基础采用混凝土条形基础，除跨渠支架中支点基础宽度为2m外，其余基础宽度均为1.2m。

地基处理：采用换填法处理，先对原地面进行清表，然后采用压路机进行碾压至90%压实度，接着填筑30cm厚2：8石灰土，石灰土压实要求在93%以上，最后在灰土顶浇筑厚15cm的C20混凝土。

三、预压目的

检验支架与地基的强度及稳定性，消除预压区域的支架塑性变形和地基沉降变形，通过沉降观测数据确定支架施工预拱度。

四、预压施工组织

预压选在晴朗天气进行，现场地基处理好后，安排安排专业施工人员按方案要求搭设支架，安装好模板后进行堆载施工。堆载材料主要采用施工现场开挖出来的沙土或钻渣（腹板位置也可以采用整捆钢筋进行加载），经试验测定含水量后装编织袋进行预压加载。

4.1、机械设备组织

设备计划表

预压施工人员表

根据工程实际情况，拟采用编织袋（吨袋）装砂土对支架进行预压，腹板位置因堆载过高，在腹板范围采用钢材代替或用型钢作为扁担梁将腹板荷载分散布置（见附图1）。根据初步设计预压施工共需以下材料：编制袋若干，砂土若干，整捆钢筋原材，方木若干，竹胶板若干，36a以上工字钢若干，模板。

五、预压程序及步骤

本连续箱梁主要采用分段方法预压，分段长度初步拟定为9m。预压流程图如图5.1所示。

图5.1支架预压作业流程

5.1、预压准备工作

5.1.1、编制支架预压技术交底、作业指导书和安全交底，制定安全隐患预防应急措施，并对现场作业人员进行教育培训，落实所有安全措施和人身防护用品。

5.1.2、桥墩结构施工结束，在墩顶选取测量监控参考点。

5.1.3、支架、模板搭设结束，经检算支架安全可靠。

5.1.4、预压荷载确定与计算

1）预压荷载确定

预压荷载取箱梁混凝土结构恒载与模板重量之和的1.1倍，但是实际预压荷载不能大于计算预压荷载的1.1倍(即结构重的1.21倍)。

2）预压单元划分

预压单元划分遵循结构截面、受力特征变化的原则划分，横桥向按翼缘板、腹板、底板（含顶板）划分为5个单元。如图5.2所示。

图5.2预压单元划分图

3）堆载方法

考虑到支架的塑性变形与弹性变形均在混凝土浇筑过程均已完成，即支架变形对混凝土结构凝固过程抗裂无影响，仅影响箱梁梁底线形的控制。斜腹板箱梁在外模安装结束后进行支架预压，直腹板箱梁在底模安装结束后、外侧模安装之前进行支架预压。

预压荷载主要采用砂土装袋堆放模拟，砂袋采用地面装砂土，吊车吊装的方式实现加载。

3）预压高度计算

（1）结构单位重取值：

混凝土自重(预应力钢筋混凝土):26KN/m3

木模板自重（1.5cm竹胶板+10cm×10cm方木）：0.2KN/m2

（2）预压材料及其堆载高度计算

现场沙土单位重根据现场实际检测确定，现暂时按17KN/m3计算。

预压荷载为混凝土结构自重和模板自重总和的1.1倍，按下式计算：

q=1.1×(26h+0.2) 其中h为截面上各部位混凝土高度

砂子单位重按17KN/m3计算，则有截面上各部位的砂子堆码高度为：

h1=q/17=1.68h+0.01

若砂土含水率较高，则需现场对砂子的单位重进行实测后，根据实测数据计算。

考虑腹板高度较大，堆载高度在各单元高差较大，如跨108国道处连续箱梁最大高度为6.05m，按上述计算有堆载高度为10.174m，与底、顶板最大堆载高度2.194差7.98m，与翼缘板堆载高度0.8m差9.374m，无法满足宽为0.5～0.8m沙袋堆积的稳定。故对于腹板加载决定采用以下两种方式来模拟箱梁腹板堆载：

A、在腹板堆载高度与底顶板最大堆载高度一致后，腹板范围满铺方木或小型钢，然后在其上放置分配梁，最后在分配梁上堆载（可以是钢筋也可以是砂土）（如图5.3示）。这样可以将堆载高度降低，当采用砂土堆载时，分配梁上的最大堆载高度按下式计算：

hf=1.68（h-hd）-G/2b

其中G为预压单元上的方木和分配梁自重，b为腹板宽度。

图5.3直腹板预压堆载示意图

B、直接采用整捆钢筋代替腹板范围砂土，钢筋重量按腹板预压加载荷载确定。

C、对于斜腹板，顶板水平投影在腹板部分的荷载通过斜杆传递于底板混凝土上，而不是作用于腹板上，故腹板的堆载高度应为腹板上任何位置的1.68h+0.01，斜腹板箱梁的加载图如图5.4所示。

图5.4斜腹板预压堆载示意图

5.2、加载

支架、模板安装结束后，经现场技术员与监理工程师验收合格后，利用吊车想支架施加预压荷载，荷载堆积高度按前面计算确定。根据预压规范要求，支架预压应分级加载，分级级数为0.6、0.8和1.0级，每级加载结束后每12h进行一次沉降量监测，当支架顶部监测点12h的沉降量平均值小于2mm时，方可进行下一级加载。

由于支架预压荷载分级施加的目的是防止支架突然垮塌事故的发生，所以各级荷载施加过程中的时间间隔取12h。

加载过程无论在纵向还是在横向均应从支架中间开始向两端（两侧）对称布载。

5.3、卸载

全部预压荷载施加完毕后，每间隔24h应监测一次并记录各监测点标高，当支架预压满足24h平均沉降量小于1mm或72小时平均累积沉降量小于5mm时，可进行支架卸载。

5.4、测量监测

5.4.1测量监测点的布置

为了能更好的检测支架的沉降值规范要求观测点纵向每1/4跨（若预压梁段不长，则可以只布设两端及中间3个断面）布置一监测断面，每检测断面设置5个观测点（如图5.5所示）。

图5.5监测点布置图

5.4.2支架沉降检测记录与计算

预压监测要求最低按三级水准测量作业。水准参考点建议选择在相邻墩顶等相对稳定的介质上面。

1）沉降观测记录

沉降观测分预压前观测、预压过程观测和卸载后观测。

预压前观测指在支架搭设完成后施加预压荷载前对预压区域内的每个观测点进行标高测量并记录。

预压过程观测指在预压荷载开始施加至卸载整个过程中的沉降观测。根据箱梁特点分为3个阶段：①堆载高度为翼缘板堆载高度100%，②堆载高度为底、顶板堆载高度100%，③堆载高度为腹板堆载高度100%。每个加载阶段加载完成后，每12h进行1次沉降观测； 当所有预压荷载施加结束后，每24h进行一次观测。

卸载后观测指所有预压荷载卸载6h后进行的观测。

测量记录表见附表1《支架沉降监测表》

2）沉降量计算

沉降量计算主要有支架塑性变形和弹性变形，塑性变形由地基沉降和支架各接头挤压压缩量组成，其值εs=预压荷载施加前观测标高值-卸载6h后观测标高值。弹性变形主要为钢管材料受力弹性变形，由钢管材料弹性模量与承受荷载确定，其实测值εt=卸载6h后观测标高值-卸载前最后一次观测标高值。

5.5、支架预压验收

支架预压在我部预压自检合格后，由我部、监理单位、设计单位和建设单位共同参与验收，并形成《钢管满堂支架验收表》（见附表2）。

5.6、支架预压注意事项

1）加载的材料应有防水措施，并应防止被水浸泡后引起荷载重量变化。

2）当采用吊装压重物的方式预压时，应编制预压荷载吊装方案，且在吊装时，应有专人统一指挥，参与吊装人员应有明确的分工。

3）对支架的代表性区域预压检测过程中，当不满足规定时，应查明原因后对同类支架全部进行处理，处理后的支架应重新选择代表性区域进行预压。

4）支架预压区域应划分为若干预压单元，每个预压单元内实际预压荷载强度的最大值不应超过该预压单元内预压荷载强度平均值的110%，每个预压单元内的预压荷载可采用均布形式。

六、质量保证措施

1、沉降观测仪器为专用精密仪器，要专职测量员负责；

2、测点要固定，并用红色油漆提前做好标记；

3、不能随意更换测量员，防止出现人为误差；

4、专人负责对水准点进行保护；

5、如实填写观测数据，绘制弹性和非弹性曲线。如出现意外数据，应分析原因，不得弄虚作假。

6、观测过程如局部变形过大，应立即停止加载并卸载，及时查找原因，采取补救措施。

7、堆载过程一定要按施工方案认真堆码，确保模拟状态接近实际状态。

七、安全保证措施

1、进入现场必须遵守安全生产纪律；

2、支架预压前必须进行全面仔细的检查验收；

3、吊装时必须有统一的指挥、统一明确的信号；

4、作业人员上班前严禁喝酒，若发现有喝酒现象立即请出施工现场；

5、作业人员严禁穿硬底鞋、高跟鞋、塑料底鞋；

6、吊车行走道路和作业地点应坚实平整，以防沉陷发生事故；

7、吊车驾驶员、操作员和指挥员必须持证上岗；

8、吊车工作前应检查距尾部的回转范围50cm内无障碍物；

9、吊车作业前应复核起重臂范围无电线等障碍物，同时确保起重臂作业范围10m内无高压线；

10、起吊、下放重物时应缓慢进行，吊车操作员禁止同时进行两个动作的操作。

支架沉降监测表

日期： 年 月 日 单位： mm

2、加载过程中，支架预压监测36小时不能满足要求的应对支架进行验算与安全检验，可根据实际情况延长预压时间或采取其他处理方法。

检测： 计算： 施工技术负责人： 监理：

钢管满堂支架预压验收表

项目经理： 年 月 日