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现浇箱梁支架预压沉降测量及观测方案

 期刊栏目:路桥工程     更新时间:2016-04-28 13:47:30     浏览: 701 次

现浇箱梁支架预压沉降测量及观测方案

孟琴

中铁大桥局集团二公司 江苏南京 210015

摘要:本文所述崧泽高架路上部结构为现浇普通砼连续箱梁,箱梁采用搭设满堂支架现浇施工,本文详细介绍了现浇箱梁施工沉降观测的方案设计、测点布设、观测方法以及数据处理和分析。通过对支架沉降观测数据分析,为现浇箱梁提供了准确的拱度参数

关键词:现浇箱梁;支架;预压;预拱度

一、工程概况

崧泽高架路为虹桥枢纽配套路网一纵三横之中横,定位为虹桥枢纽主进场路, 高架桥梁跨径布置(38.54+40+39)+(34.23+50+33.812)+(4×40)+5×(3×40)+(36+2×40+36)+(35.79+2×40+38.21)+2×(3×40)+ (4×40)+(3×40+35.799),共分14联连续箱梁。文主要介绍左幅第九联第1跨(PQH29#墩~PQH30#墩之间)的预压情况,本跨梁体全长40m,箱梁顶板宽24.7米,梁高2.3米。底板宽9米。

二、沉降观测方案

根据设计院提供的水准点组成一个附和水准网,水准网精度按三等网控制,且水准测量时应符合下表技术要求

1、精度要求

该沉降观测三等水准测量的技术要求进行,水准点间距小于100m,观测时前后视距小于30m,前后距差小于1.5m

2、观测仪器的选择

观测仪器:沉降观测使用光学水准仪Leica  NA2,该水准仪测量精度达±0.7mm/Km水准尺用因瓦尺,要求测量人员能熟练掌握测量仪器能快速、精确地完成每次观测任务,能及时发现问题并加以解决。

3、水准基点的设置

水准基点由测区原有设计院提供的水准点SZG5(5.275m)、SZG6(5.080m)组成,两点高程数据经多次联测检核,满足沉降观测基准点要求,由于PQH29至PQH30区域内无高水准点,为了测量支架沉降,按照三等观测要求在PQH29(12.956米)及PQH30(12.972米)墩身上各引一个点。

4、地基预压

地基土平整并碾压密实后即可对其表层进行硬化处理。将地基表层铺设5~8cm碎石找平层,并浇筑厚度20cm 标号C20的混凝土层。混凝土层达到一定强度后将逐孔对U-QH09联连续梁地基土进行堆载预压处理。堆载预压范围为连续梁平面投影区域向外增加1m的范围。预压荷载为梁体重量的1.2倍。预压前工程部将根据梁体重量分布情况绘制压重布置图,现场将根据压重布置图对地基进行堆载。堆载材料主要采用厚度20cm,平面尺寸1.2×1.8m、1.8×1.8m等不同规格的混凝土面板,同时配备一定数量的砂袋、钢筋作为补充。

测量人员用全站仪放样出箱梁的中心线和支架边线,根据箱梁中心线向两侧对称布设支架。布设支架之前必须对地基进行预压,地基上荷载之前测量原始标高,加载完成后每24h观测一次,计算地基沉降值,绘制“h--t”关系曲线。预压至1mm/d即可卸载。全部卸载完毕后,全断面观测一次。

5、支架预压

现浇砼支架变形主要包括两部分:1)非弹性变形非弹性变形包括地基基础沉降、支架自身空隙以及结合部不紧密等所产生的变形,这部分变形是可以通过荷载预压来消除;2)弹性变形弹性变形主要包括杆件在荷载作用下产生的应变,这部分变形不能通过荷载预压来消除

了消除支架的非弹性变形, 在铺设完箱梁底模后进行支架预压,因为支架结点繁多,由于结点不紧密所产生的非弹性变形是可以通过预压消除的。预压材料为砂袋及预制水泥板,预压范围为箱梁底部,预压荷载应不小于箱梁总重的1.1倍。支架压重按照“首孔必压、地基承载力有变化必压、支架形式变化必压、梁体断面有大变化必压”的“四必压”原则选择有代表性孔跨进行,其位移可作为邻近联预拱度参考值。

5.1、加载顺序:

加载分三次,第一次加载至1/2设计荷载,第二次加载至1.0倍设计荷载,第三次加载至1.1倍设计荷载完。

5.2、预压观测:

加载前,纵桥向在支架上按桥跨1/4、1/2、3/4处,横桥向在两侧腹板、桥中线及翼缘板处悬挂钢尺,测量原始高程

加载至1/2倍设计荷载时,全断面观测一次;加载至1.0倍设计荷载时,全断面观测一次;加载至1.1倍设计荷载,全断面观测一次加载完成后按6h、12h、24h、48h的周期进行观测,计算沉降值,绘制“h--t”关系曲线。预压至1mm/d即可卸载。沉降观测过程中,每一次观测均找测量监理工程师抽检,第三次加载沉降稳定后,经监理工程师同意,可进行卸载。卸载至1/2倍设计荷载时,全断面观测一次;全部卸载完毕后,全断面观测一次。

所用仪器必须为经过鉴定合格的精密水准仪,每次观测应遵循“四固定”的原则,即所用的仪器及水准尺固定,观测人员固定,后视基准点固定,水准路线固定。观测数据要及时准确的以书面形式上报总工程师及监理工程师,上报资料包括测点平面位置图、高程、本次沉降量及累计沉降量,数据分析由总工程师、测量工程师会同监理工程师共同完成。

预压时整联范围内分层排放直至整联支架预压重量满足设计要求,且不得分块集中排放,以免产生不均匀沉降。

5.3数据的整理与分析

1、数据的整理见附图1及2

附图1

 

附图2

 

2、数据分析

通过对PQH29-PQH30该跨箱梁支架的预压试验,从外观看,支架均未发生整体侧向位移,支架杆件无弯变形,地基未发沉陷、裂缝等情况。

分析以上沉降数据和各指标的观察结果可以看出:

2.1、从数据每级加载后,各测点的相对沉降量的变化较均匀,表明在压过程中,每级荷载后支架的沉降量是整体发生的,且各层的沉降量基本均匀,由此可以判断在后续施工中,不会出现箱梁砼因支架的不均匀沉降而产生裂缝现象。

2.2、从试压后总的沉降量来看,支架最大沉降量18mm发生在桥梁跨中位置,因此,在底模铺设中应将底模跨中的实际标高比设计值提高18mm,其他各点按二次抛物线过度,以保证在施工完成后,箱梁底面的线性符合设计要求,从对地基处理、支架、杆件的观察结果看,是属于安全的,这在施工中也得到了证实。

2.3、由于工期特别紧张,除对每跨地基都进行预压外,决定只对第九联第PQH29-PQH30这一跨支架进行预压,得出支架的弹性变形和非弹性变形值,以验证地基处理和钢管强度、刚度是否合格,经以上计算,地基处理和支架性能均满足要求。这样其它不预压的部位支架搭设都严格按照第九联第PQH29-PQH30这一跨的方式进行。对该跨支架进行加载试验及获取的有效数值,对以后的箱梁的抛高值起到良好的指导及借鉴作用,以后各联抛高数值按18㎜参考。这次加载试验预压取得了一定效果,达到了预期的目的。

2.4、支架预压沉降观测的目的是为了得出支架的弹性变形和非弹性变形的数值,将弹性变形数值确定梁体预拱度,确保箱梁的线性,按照二次抛物线方式在模板底模设置预拱度(方向为上拱)。跨中位置预拱度值最大,往两侧墩柱方向预拱度值越来越小,理论上到墩柱支点处其值为0。建立x,y二维直角坐标系,初步确定抛物线方程式y=-(p/2000^2)*x^2+p。

X轴为沿桥中心线方向,原点为本跨箱梁的中点,本跨全长40m,则X的取值范围为-20m≤x≤20m,P值为跨中最大预拱度,桥台支座处、桥墩与箱梁固结处为零,按抛物线或竖曲线的计算确定。也就是预压观测确定的沉降量,在这里P取1.8㎝,按照以上二次抛物线方程式,能求得一跨中任一点的沉降预抬值。

5.4、施工过程及施工后监测

施工过程监测时如沉降数据发生异常必须停止一切作业,立即上报项目部,待查明原因采取相关补救措施后方可继续施工。

为了检查梁体实际的沉降情况在箱梁浇筑前要在箱梁内预埋变形监测点,在箱梁混凝土浇注时、预应力张拉前后要全过程进行监测,观测箱梁标高变化,并且做好每个监测点的高程跟踪表,随时掌握情况,以便出现异常情况是能及时采取措施。

由观测资料来看:箱梁的实际沉降量比预压沉降量(110%加载)稍小,与100%加载基本相符,箱梁底面标高及预拱度符合设计要求。

三、结束语

通过对崧泽高架路现浇箱梁沉降观测和分析,提供了准确的变形数据,不但使箱梁的线性接近于设计要求,而且也保证了施工期间的工程质量,为同类现浇箱梁的施工提供了参考依据。

参考文献:

[1]建筑变形测量规程.北京:中国建筑工业出版社,1998.5.

[2]陈永奇编著,工程测量学.-2版.北京:测绘出版社,1998.2.

[3]武汉测绘学院、同济大学合编.《控制测量学》.北京:测绘出版社,9999.6.

[4]李青岳编著《工程测量学》北京:测绘出版社,1999.7.

 

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