1、收 稿日期： 2009- 08- 12作者简介：马晓贵（ 1974-），男，河南南阳人，工程师 。现浇简支箱梁梁面高程控制成功与否取决于两方面：一是箱梁现浇施工时的高程设置和施工控制，二是箱梁浇筑后张拉时预应力产生的弹性上拱和混凝土徐变产生的上拱 。第一方面可以通过支架预压，根据预压成果合理的设置预拱度和精细的施工控制得以实现 。第二方面则需要通过研究起拱产生的机理，并通过过程总结加以控制 。本文根据在京沪高铁支架法现浇简支箱梁施工中总结的经验，从支架预压预拱度设置和起拱控制两方面向读者进行浅略的介绍 。1 预拱度设置1.1 支架构造支架法现浇简支箱梁支架采取两支点梁柱式支架施工，每端采用 5
2、29（ =10mm）钢管 6 根，作为承力支柱；为便于卸落支架，在钢管顶部设置一道砂箱（砂箱高为 65cm），砂箱上采用2I45a 工字钢作传力分配梁，双层加强贝雷片直接放置在 2I45a分配梁上；横梁上面铺设双层加强贝雷片 16 列作为纵梁，贝雷片横向采用连接片连接成整体后在上面横向铺设 12.6 工字钢作为分配梁；底模及侧模采用加工好的定型钢模，内模采用组合钢模拼装而成 。1.2 预压预压的目的是检验支架的承受能力，消除非弹性变形，观测支架的弹性变形与非弹性变形结果，为铺设 、调整底模合理设置预拱度提供直接数据 。1.2.1 支架预压方案支架经验收合格，模板铺设完成后进行支架预压 。由于底
3、模 、侧模均安装完成后，不安装内模，即进行预压，所以箱梁预压加载荷载确定为梁体混凝土的重量 1.2+ 内模的重量 。京沪高铁简支箱梁长 32.6m，计算重量为 836.8t，内模重量约为 30t，因此预压试验的荷载为 836.81.2+30=1034.16t。由于箱梁各部分截面尺寸的不同，分块计算箱梁的荷载分布，根据箱梁各部分荷载绘制出预压平面布置图，按照布置图进行预压 。预压加载按照梁体自重（ 836.8t） 的 60%+30t、100%+30t、120%+30t分三次加载，每级加载完静压 6h 后进行变形观测，支架预压荷载全部加载完成后，按照 6h、12h、24h 观测 3 次，相隔 24
4、 h 的预压沉降量观测平均值相差不大于 1mm时，认为支架预压已达稳定，可以卸载，卸载后再次测量标高，根据加载前和卸载后的标高计算支架的变形量，作为预拱度设置的依据 。1.2.2 布置测量标高点测点布置单孔梁的支点位置 、L/4 截面 、L/2 截面 、3L/4 截面 、4L/4 截面处 (L为跨径 )。预压荷载卸除时，按加载预压时的分次分级逐步卸载，并在卸载的过程中做好沉降量观测，分级卸载观测点选择与加载时沉落量观测点相同的位置 。根据加 、卸载实测数据，绘制各测量点位的加 、卸载过程变形曲线，计算支架的弹性变形，以此作为预拱度设置的主要依据 。1.2.3 支架预压观测成果整理根据加 、卸载
5、过程观测点数据及变形曲线的分析，确定支架在荷载作用下的弹性变形 。铺设底模板后对支架进行全面检查（确保支架在荷载作用下无异常变形），测量 H1；布载结束后立即进行观测各测量点的标高值 H2，并做好相应的记录；维持布载 24h 后 、卸载前测量各测量点标高值 H3；卸载后测量出各测量点标高值 H4，此时就可以计算出各观测点的变形如下：非弹性变形 f3=H1-H4。通过试压后，可认为支架 、模板 、方木等的非弹性变形已经消除；弹性变形 f2=H4-H3。根据实测数据分析得出支架跨中弹性变形值为 38.5mm。1.3 预拱度设置取设计要求梁的预拱度和支架在荷载作用下的弹性变形量之和作为立模预拱度控制
6、标准 。跨中预拱度 f=f2-f1=38.5-18.5=20mm。f1：支架卸载后由张拉 、徐变及其他因素产生的竖向挠度支架法现浇简支箱梁预拱度设置及起拱控制浅谈Pre- camber Setting and Over- camber Control in In- situ Casting of Simply- supported Box Beam withBracket Method马晓贵 （中铁四局集团第二工程有限公司，江苏 苏州 215000）摘 要：文章介绍了支架法简支箱梁预拱度的设置方法，初步分析了简支箱梁起拱原因并提出了控制方法 。通过正确设置预拱度 、控制简支箱梁起拱，有效控制好
7、支架法现浇简支箱梁高程 。关键词：支架法；简支箱梁；预拱度设置；起拱控制中图分类号： U445.46 文献标识码： B 文章编号： 1007- 7359(2009)06- 0041- 02Ma Xiaogui （ The Second Construction CO., LTD. ofCTCE Group， Suzhou 215000， China）Abstract： The article introduces the pre- camber setting method during in- situ casting of simply- supported box beam with b
8、racket method; makes initialanalysis ofthe causes ofover- camber and herebybrings forward controllingmeasures. It raises that correct pre- camber settingand proper over- camber controlwill enable the simply- supported boxbeams tobe cast at the same height.Key words： bracket method； simply- supported
9、 boxbeam； pre- camber setting； over- camber control2009年第 6期（总第 169期） 安 徽 建 筑 41DOI:10.16330/ki.1007-7359.2009.06.006（ 由设计提供，本桥梁为 18.5mm）主梁预拱度为沿跨度方向变化的曲线，按二次抛物线处理，以左支点为坐标原点，跨长为 L，主梁跨中矢高为 f拱，则曲线方程为： y=4f拱x（ L-x）L2，可计算得出 x=8.15m 和 x=24.45m时， y=15mm。综上，跨中预拱度设置为 20mm； L/4 截面 、3L/4 截面处预拱度为 15mm，可据此设置箱梁模板
10、高程，并进行施工控制 。2 起拱控制通过正确的设置预拱度并加强施工控制，可以保证浇筑成型的梁体高程，但是如果后续工序控制失误仍然会使箱梁偏差较大，主要就是因为张拉和徐变造成的，下面就介绍一下如何进行起拱控制 。2.1 起拱产生的机理预应力混凝土箱梁起拱由两部分组成，一是预应力产生的弹性上拱 fe，二是混凝土徐变产生的上拱 。预应力弹性上拱是梁体在张拉时瞬时产生的上拱度 f 同梁体脱离台座后梁自重作用产生的梁自重挠度 叠加 。根据线弹性理论： fe=f - ，f=ML2/8EI =5qL4/384EI。式中： L梁跨度； M张拉产生的预加负弯距； E梁体混凝土弹性模量； I梁截面惯性矩； q梁单
11、位长度自重 。计算表明，对于一种类型箱梁梁长和梁截面惯性矩是一定值，自重挠度 要比 f 小得多 。故弹性上拱 fe 主要受预加负弯矩 M 和混凝土弹性模量 E 控制 。另一方面，由于施加了预应力的箱梁在恒载状态下长期处于偏心受压状态，下缘压应力最大，上缘压应力按线性变化规律逐渐减小 。梁体上下缘混凝土长期在不同预压应力作用下产生不同徐变压缩变形，很显然徐变压缩变形以下缘压缩值最大向上缘逐渐减小，故在变形后全梁相对来讲是顶板长底板短，因而出现向上拱起弯曲变形即混凝土徐变上拱 。混凝土徐变变形在受荷载初期增长较快，以后逐渐变慢，且逐渐稳定下来 。2.2 起拱产生的原因从预应力混凝土箱梁起拱形成的机
12、理来分析，造成起拱偏大主要有以下几方面因素 。梁体混凝土强度未达到设计要求的强度时就进行张拉 。张拉应力控制不准，实际张拉力超过设计值，或超张拉值偏大，使得张拉产生负弯矩 M偏大 。梁体混凝土强度不够，使得混凝土弹性模 E 偏小 。混凝土徐变影响 。2.3 解决方法严格控制预应力钢绞线张拉时梁体混凝土的强度（设计要求终张时混凝土强度达到设计强度的 100%） 。采取同条件养护试件强度和弹摸强度控制 。张拉应力实行 “双控 ”，即张拉力和钢绞线的延伸量同时控制 。a.张拉前事先对张拉所用的千斤顶和油压表进行标定，并按标定后的配套使用 。张拉过程中，若千斤顶漏油严重，油压表指针不回零或调换千斤顶油
13、压表时应重新标定 。b.张拉前应根据钢绞线试样或试验证书所确定弹性模量 、松弛率来计算其延伸量及张拉程序 。c.张拉时严格按照设计张拉顺序对称张拉 。d.整个张拉过程应检查千斤顶张拉力和预应力钢绞线实际延伸量，在张拉完成后，测得延伸量与理论延伸量之差应在 6%以内，否则应暂停张拉施工，查明原因 。减少混凝土徐变变形徐变与混凝土的强度关系密切，在混凝土一定配合比范围内，徐变与加荷时混凝土的强度成反比 。加荷时混凝土的龄期愈短，徐变愈大；龄期愈长，徐变愈小 。因此起拱度与强度成反比，它随着强度的增加而减小 。在施工中影响混凝土强度的主要因素有：配合比；水泥品种；集料种类；混凝土的拌和 、浇注 、振
14、捣工艺；养护条件；加荷龄期等 。a.在混凝土配合比设计方面，由于预应力混凝土箱梁为高标号混凝土，故可以考虑采用高标号水泥并掺入适量高效早强减水剂及硅粉，以降低混凝土水灰比和每 m3 混凝土的水泥用量 。b.把好材料关 。严格控制粗骨料大小 、强度和针片状颗粒含量及细骨料杂质含量，备料时要认真筛选，剔除不合格材料 。c.加强梁体混凝土养护，在养护期内尽可能做到内外面保持湿润 。在大批量现浇梁生产之前，要先做一至二片试验梁 。张拉后做好试验梁起拱度测量记录工作，每隔一星期记录一次 。要高度重视混凝土振捣，避免箱梁腹板下梗斜处及波纹管底部混凝土因漏振而出现空洞影响梁体结构刚度，或过振混凝土往底板流淌
15、过多引起内模上浮，使顶板钢筋混凝土上拱，造成非预应力引起的上拱 。并严防振捣棒撞击波纹管造成波纹管穿洞漏浆 。所以混凝土浇注完应人工来回拉动波纹管内的衬管来检查，以免影响张拉及灌浆 。3 工程实例中铁四局施工的京沪高铁南京枢纽桥位制梁，通过正确的进行支架预压 、合理的设置预拱度；通过对混凝土材料 、浇筑 、养护 、加荷龄期等方面控制，简支箱梁起拱得到了有效控制 。梁面高程偏差控制在 5mm 之内，平整度达到 1m 靠尺检测小于2mm、4m靠尺检测小于 3mm，满足了高速铁路高标准的要求 。4 结束语支架法现浇箱梁施工，对高程影响因素较多，不仅要正确设置和控制好浇筑高程，还要通过总结准确预测起拱度，并纳入浇筑时的高程设置 。只有通过有效的支架预压才能正确设置预拱度；只有通过观测总结箱梁浇筑后起拱值，分析起拱值产生偏差的原因，找出相宜的办法，才能准确预测出起拱值 。将支架预压成果与通过总结预测的起拱值结合起来分析，方能正确设置现浇箱梁模板高程，并需不断总结调整 。参考文献 1 客运专线铁路桥梁施工技术指南 M.北京：中国铁道出版社， 2005. 2 JTJ041- 2000，公路桥梁施工技术规范 S.北京：人民交通出版社，2001. 3 刘 慧 .高等级公路建设管理与技术大全 M.长春：长春出版社，1999.马晓贵 支架法现浇简支箱梁预拱度设置及起拱控制浅谈 第 16卷第 6期42
