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93#~94#墩简支梁支架预压成果报告一、工程概况温州市域铁路S1线一期工程土建施工SG15标位于灵昆特大桥范围，SG15标起讫里程为：DK44+598.27～DK46+288.27，80号墩（不含）～127号墩（含），全长1690m。灵昆大桥高架区间主要设计形式为：桩基础、承台、矩形实体墩、圆端形实体墩；上部结构30m、35m简支箱梁；连续梁、刚构及刚构连续梁。本标段为温州S1、S2线并行段，共有4条线路，从左至右分别为S1左线、S1右线、S2左线、S2右线。本标段对双线连续箱梁现浇支架预压一跨，45m一跨连续箱梁现浇支架采用单层贝雷梁的方法，单层贝雷梁结构形式为梁底向下分别为:竹胶板+方木+贝雷梁+56b横向分配梁+活络头+钢管立柱+基础，每孔连续梁设置20根φ609×16mm个钢管立柱作支撑立柱。二、主要技术参数现浇梁模架预压主要参数如下：2.1预压监测及预压材料预压监测：支架预压时主要进行竖向外移监测，主要包括以下几点：1）基础沉降变形；2）支架竖向位移。2.2预压材料利用沙袋和混凝土块进行预压，沙袋每袋重1.04吨，预压块为3×1×0.7m素混凝土预压块，每块混凝土重5.05t，采用110块混凝土预压块，其余用沙袋预压。三、预压方案1、预压的目的为验证现浇箱梁支架方案的安全可靠性、消除各级非弹性变形，同时也为了便于对梁体进行线性控制，施工时能够准确的设置梁体预拱度，需对箱梁现浇支架体系进行预压。预压的目的主要为：⑴确保施工过程的安全，通过预压来检验现浇支架刚度、强度及稳定性。⑵通过模拟施工中加载过程，观测现浇支架的弹性变形和非弹性变形值，为简支箱梁施工时标高的设置提供依据，确保箱梁外观线性符合设计要求。⑶实测支架承受施工荷载引起的弹性变形，与理论计算进行比较，验证计算模式。⑷收集在各级荷载下现浇梁出现的挠度变化，根据相关数据，指导箱梁施工。2、预压监测及预压材料⑴预压监测：支架预压时主要进行竖向外移监测，主要包括以下几点：1）基础沉降变形；2）支架竖向位移。3、预压荷载的确定根据箱梁自重、模板荷载、施工荷载（含施工人员、各类机具等）及充分考虑施工过程中不可预见荷载等，合理确定压在总重量，预压重量为支架所承受最大施工荷载的110%。现浇箱梁横断面划分为4个区域，由于翼缘板处的混凝土量平均分布到其他三个区域，故有3个区域作为预压截面。具体划分详见：现浇箱梁横断面区域划分图。现浇箱梁横断面区域划分图①、箱梁各区域面积通过计算Ⅰ区域面积为1.48m2。占总面积的7%。Ⅱ区域面积为3.73m2。占总面积的17.76%。Ⅲ区域面积为3.38m2。占总面积的15.9%。Ⅳ区域面积为4.02m2.占总面积的19%区域总面积为：(1.48+3.73+3.38)×2+4.02=21.2m2。②、依据箱梁混凝土自重、模板自重（含内模、侧模及支架重量，以混凝土自重的5%计）、施工时不可预见荷载（取混凝土自重的5%），预压总重量为（混凝土自重+模板自重+施工活载）×1.1倍，根据截面特性进行分解，各节段各区域预压重量分解如下：各区域预压重量分解表阶段混凝土总方量(m3)施工荷载及模板比重区域划分区域比重加载重量(t)备注A014410%Ⅰ区14.00%57.66Ⅱ区35.45%146.00Ⅲ区31.80%130.97Ⅳ区19.00%78.25A151.710%Ⅰ区14.00%20.70Ⅱ区35.45%52.42Ⅲ区31.80%47.02Ⅳ区19.00%28.09A248.710%Ⅰ区14.00%19.50Ⅱ区35.45%49.38Ⅲ区31.80%44.29Ⅳ区19.00%26.46A34410%Ⅰ区14.00%17.62Ⅱ区35.45%44.61Ⅲ区31.80%40.02Ⅳ区19.00%23.91A444.310%Ⅰ区14.00%17.74Ⅱ区35.45%44.91Ⅲ区31.80%40.29Ⅳ区19.00%24.07A539.810%Ⅰ区14.00%15.94Ⅱ区35.45%40.35Ⅲ区31.80%36.20Ⅳ区19.00%21.63A642.510%Ⅰ区14.00%17.02Ⅱ区35.45%43.09Ⅲ区31.80%38.65Ⅳ区19.00%23.09A739.410%Ⅰ区14.00%15.78Ⅱ区35.45%39.95Ⅲ区31.80%35.83Ⅳ区19.00%21.41A836.910%Ⅰ区14.00%14.77Ⅱ区35.45%37.41Ⅲ区31.80%33.56Ⅳ区19.00%20.05A941.710%Ⅰ区14.00%16.70Ⅱ区35.45%42.28Ⅲ区31.80%37.93各区域预压重量分解表阶段混凝土总方量(m3)施工荷载及模板比重区域划分区域比重加载重量(t)备注Ⅳ区19.00%22.66A1020.810%Ⅰ区14.00%8.33Ⅱ区35.45%21.09Ⅲ区31.80%18.92Ⅳ区19.00%11.30A1159.110%Ⅰ区14.00%23.66Ⅱ区35.45%59.92Ⅲ区31.80%53.75Ⅳ区19.00%32.11合计1757.284、预压加载步骤预压准备——支架安装——支架检查验收——观测点布设标记——分级加载——观测读数记录——静置稳定观测记录——卸载——静置稳定观测记录——整理分析——预压试验结果报告——支架及底模调整。5、预压观测点布设及加载程序⑴观测点布设现浇支架预压观测点布置详见下图：支架观测点布置图连续现浇梁支架预压观测点布置图测点平面布置图现浇支架按设计图纸拼装完毕，检查合格后，测量人员应布置好各部位的观测点，并用红油漆做上醒目标记。每垮支架上端共设置18个观测点：按纵桥向共设置6个观测断面（即距支架端部1m处，支架1/4跨处，支架1/2跨处中支墩跨中位置），每个观测断面横桥向在贝雷梁上弦杆各布设3个观测点（中部和两侧从外向内数第2片贝雷梁处），支架下端所有管桩柱脚处均匀布设监测点（包括承台预埋件柱脚、扩大基础柱脚）。观测点布设完毕后，测出各部位在预压加载前的自重变形及支点处的压缩变形量，并将数据收集处理，以便在加载预压后对测量所得数据进行对比分析。（2）加载程序现浇支架预压加载分三级进行：0—50%—100%—110%（预压重量）加载。每一级加载发现局部变形过大时就立即停止加载，查明原因后继续加载。预压时每级加载完成1h后进行支架个监测点变形观测，以后每隔6h检测一次，当连续两次测量变形值均不大于2mm即认为支架稳定，可继续加载，当最后一级加载完成，间隔6小时观测各点位移量，当连续12h检测位移平均值只差不大于2mm时即可认定支架稳定，方可卸载。（3）加载预压的步骤现浇管柱支架预压加载分三级：0—50%—100%—110%（预压重量）加载。每个中间过程均需要测量相应的观测点数据，预压完毕后，将数据汇总整理。1）加载50%荷载时，对支架所有观测标记点进行测量，做好记录，如发现局部变形过大时就立即停止加载，查明原因后继续加载。加载完成1h后测量一次观测点的变化值，当连续两次变形值均不大于2mm即认为支架稳定，方可进行下一步加载。2）加载100%荷载时，对支架所有观测标记点进行测量，做好记录，如发现局部变形过大时就立即停止加载，对支架体系进行分析、对该补强的地方进行补强后方可继续加载。加载完成1h后测量一次观测点的变化值，当连续两次变形值均不大于2mm即认为支架稳定，方可进行下一步加载。3）现浇支架加载至箱梁施工荷载的110%状态并静置1小时后，对支架所有观标记点进行测量，记录好现浇支架受力情况，其后每隔6h对观测点进行一次观测，当连续12h检测位移平均值之差不大于2mm时即认为管柱支架稳定，然后进行卸载。注：每级加载完成后，及时填写加载记录表确保加载吨位与理论计算计算误差不得大于±5%。具体加载记录表详见附件五。6、卸载当支架检测稳定后，即可卸载。卸载完成6h后，再次监测记录各监测点位移量。注：支架预压加载和卸载应按照对称、分层、分级的原则进行，每级荷载安放位置重量偏差不得大于±5%，严禁集中加载和卸载。7、数据整理分许所有测量记录资料均需及时整理分析，现场发现异常情况及时上报。（1）荷载影响变形值加载前的初始数据—满载稳定后的最终读数=总变形量加载前的初始数据—空载稳定后的最终读数=非弹性变形量总变形量—非弹性变形量=弹性变形量（2）预拱度计算箱梁模板应设置的跨中预拱度=预压后计算的跨中弹性变形量—设计提供的跨中预拱值，其余部位预拱值沿跨度方向按二次抛物线处理。3.5、预压过程预压施工自2015年11月4日开始，至2015年11月12日结束。共计持续8天时间。具体施工过程见附表一：88#—89#连续箱梁支架预压加载记录表。3.6数据的整理及分析1、荷载影响变形计算总变形量=加载前的初始数据—满载稳定后的最终读数非弹性变形量=加载前的初始读数—空载稳定后的最终读数弹性变形量=总变形量—非弹性变形量2、数据分析支架预压观测原始数据见附表二：88-89#连续箱梁支架预压沉降观测表。根据支架预压沉降观测数据计算出支架预总变形梁、非压弹性变形量及弹性变形量，并计算出每个断面的平均值。详见附表三：88—89#连续箱梁支架预压变形量统计表。3、分析及结论观测沉降结果与支架设计形式及模拟堆载预期沉降相符，呈现出一定的规律性，预压试验成功，观测数据结果有效。本次预压试验真实模拟了混凝土施工过程，根据现场实测结果和数据分析，表明设计支架安全可靠，满足施工要求，预压结果能指导后续施工。对于支架的预压成果，需重新调整模板高程，对预压过的箱梁，模板预抬量为预压弹性变形量，对后续没有预压的箱梁梁段，总沉降量为模板预抬量。弹性变形量：根据预压结果分析，支架弹性变形量在2端面处为15mm，在1、3断面处设置为6mm，在3、4断面处设置为6mm，在5断面处为21mm，在4、6断面处设置为4.75mm，对弹性变形曲线进行拟合，最终得弹性变形量计算公式为：y1=-0.104x2+15，-9.3≤x≤9.3，x取值在88#钢立柱与1#钢支墩之间，以2号观测点为原点；y1=6，x=6，x取值在1#钢支墩与2#钢支墩之间；y1=-0.322x2+21，-7.1≤x≤7.1，x取值在2#钢支墩与89#墩之间，以5号观测点为原点。其中x为断面到跨中的距离，单位为m，y1为弹性变形计算量，单位为mm。非弹性变形量：根据预压结果分析，并结合支架布置形式，可发现，支架在2、5、两个断面处非弹性变形量较大，且基本相等，约为11.8mm；在1、3、4、6四个断面处非弹性变形量较小，约为7.8mm。因1、6两断面基础位于承台上，3、4两处断面位于临时钢支墩上，可以认为1、6两断面的非弹性变形量为支架安装空隙引起的非弹性变形，而在2、3、4、5三处断面的非弹性变形量为地基沉降量+安装空隙产生的非弹性变形量+贝雷梁产生的沉降量。因此支架非弹性变形量设置如下：y1=-0.095x2+13.7，-9.3≤x≤9.3，x取值在88#钢立柱与1#钢支墩之间，以2号观测点为原点；y1=12，x=6，x取值在1#钢支墩与2#钢支墩之间y1=-0.054x2+10，-7.1≤x≤7.1，x取值在2#钢支墩与89#墩之间，以5号观测点为原点。其中x为断面到跨中的距离，单位为m，y1为非弹性变形计算量，单位为mm。本梁与恒载及静活载引起边跨最大竖向挠度12.8mm，挠跨比1/3461;中跨最大竖向挠度-34.2mm，挠跨比1/2339，故本梁不设反拱。由于支架搭设完成后，支架自重及安装空隙产生的非弹性变故在模板搭设时设置25mm的预拱度。四、附表附表一：88#—89#简支箱梁支架预压加载记录表；附表二：88#-89#简支箱梁支架预压沉降观测表；附表三：88#—89#简支箱梁支架预压变形量统计表