钢管满堂支架预压技术规程条文说明

中华人民共和国建工行业标准钢管满堂支架预压技术规程条文说明目录TOC\o"1-9"\t"标题3;3;标题2;2;标题1;1"1总则 12术语 23基本规定 34预压荷载 55地基 66支架预压 77预压监测 88预压验收 9.PAGE6.总则1.0.1本规程是在大量调研目前国内各个地区钢管满堂支架现浇混凝土工程施工预压操作方法，并参考现行规范有关规定的基础上制定，可以适用于各地区钢管满堂支架现浇混凝土工程为了达到安全、经济的目的，本规程对许多现行的预压方法进行了改进，这些改进的方法都经过了理论论证和实践检验，可以代表目前预压施工工艺发展的新趋势。1.0.2本条明确了本规范适用的范围，即在地基上搭设钢管满堂支架现浇混凝土工程，尤其是桥梁工程中采用钢管满堂支架现浇混凝土施工的地基与支架预压1.0.3～1.0.4鉴于钢管满堂支架倒塌易造成群死群伤安全事故，施工单位应根据国家和地方有关法规，针对性的建立安全、文明施工管理制度，制定详细的安全操作规程，确保施工安全，保护环境，减少污染。术语本规程给出了10个与地基和支架预压施工有关的术语，并从预压施工的角度阐述其特定的含义。术语的解释大部分是概括性的涵义，并非国际和国内公认的定义。术语的英文名称亦不是标准化名称，仅供引用时参考。基本规定3.0.1地基预压的目的是为了检验地基处理的程度，防止施工过程中地基沉降对现浇混凝土结构施工质量和支架稳定施工单位应根据现场地质勘察报告，将支架搭设区域按照不同地质条件分类，按不同类别进行地基预压试验。地基分类应根据地基土承载力、压缩性等指标综合考虑。地基预压满足本规程验收要求后进行后续工序施工。预压试验为后续工序确定预拱度提供弹性变形量与非弹性变形量。例如《公路桥涵施工技术规范》中规定,在确定施工预拱度值时，应考虑下列因素:(1)支架和拱架承受施工荷载引起的弹性变形;(2)超静定结构由于混凝土收缩、徐变及温度变化而引起的挠度;(3)承受推力的墩台，由于墩台水平位移所引起的拱圈挠度;(4)由结构重力引起梁或拱圈的弹性挠度，以及1/2汽车荷载(不计冲击力)引起的梁或拱圈的弹性挠度;(5)受载后由于杆件接头的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形;(6)支架基础在受载后的沉陷。其中，支架和拱架承受施工荷载引起的弹性变形和支架受载后由于杆件接头的挤压、卸落设备的压缩以及支架基础在受载后的沉陷等产生的非弹性变形，可以通过预压试验得到。3.0.4由于支架预压是超载预压，且施工过程中容易发生支架失稳的事故，因此预压前需对支架的强度、刚度和稳定性进行验算。《钢管扣件水平模板支撑系统安全技术规程》（DG/TJ08-016-2004）中对支架稳定计算有如下规定：整体稳定应满足以下条件式中 Mr—在设计荷载作用下支撑结构的抗倾覆力矩（KN·m）; M0—设计荷载作用下支撑结构的倾覆力矩（KN·m）支撑立杆稳定应满足以下条件不考虑风荷载时 考虑风荷载时 式中 N—计算立杆段的轴向力 —轴心受压杆件的稳定系数，按钢结构设计规范取值 A—立杆截面面积 Mw—计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩 W—立杆截面抗弯模量 f—钢材抗压强度设计值。对于新管取f=205MPa，旧管（重复使用）乘以0.85的折减系数预压荷载4.1.1～4.1.3划分单元的原因是为了能较好的模拟预压荷载分布情况，体现出局部荷载集中对预压结果的影响。所谓单元，即根据预压荷载分布形式而将整体预压范围划分成的区域。单元内荷载强度可以按照其单元内预压荷载重量除以单元面积得到。单元同时也是预压荷载布置区域，在同一单元内荷载采用均布形式，是为了施工加载方便。单元划分应根据上部结构荷载分布以及支架布置形式确定。如果单元划分过细会对施工时加载带来不便；如果划分过粗，就不能反映出上部结构荷载实际分布特点和荷载集中情况。本规程中规定地基预压单元划分的标准是以单元内实际出现的最大荷载强度不超过单元内荷载强度平均值的20%，由于地基预压的安全系数为1.2，所以20%以内的误差可以保证预压荷载大于实际的荷载。4.2.1～4.2.3支架预压单元的定义与地基预压单元基本相同，但支架预压的安全系数为1.1，即单元内实际出现的最大荷载强度不超过单元内荷载强度平均值的10%。地基5.1.1～5.1.2支架地基区域可能存在不良地质现象，如农田、绿化带、暗浜、坑、塘、沟渠等地段，在地基预压前应对其进行适当的处理。不良地基处理方法应根据原来的地基条件，清除表层软弱土至原状土，然后碾压原状土，并换填一定厚度承载力较好的土，通常为5%或8%灰土，然后再进行分层压实，压实厚度根据地质情况而定，最厚不超过20cm。根据对大量预压现场的调研，地基压实度达90%以上即能满足施工要求。5.1.3地基不均匀沉降可能导致现浇混凝土结构开裂，因而需进行局部地基加强处理，以避免同一跨地基出现5.1.5为防止地基浸水后泡软而降低承载能力，在地基处理之后，应做好防水、排水5.2.1支架现浇混凝土工程的施工，控制地基沉降变形非常重要。为保证现浇混凝土施工质量，原则上各种典型的地基均应做5.2.3考虑到支架地基进行适当处理之后不会出现失稳，同时5.2.7本规程取用5mm作为预压沉降量的控制值，具体要求见8.2.2相关条文说明。由于最初三次（即最初三天）各测点沉降量平均值累计小于5mm，即该类地基在预压前就满足预压验收条件，则同类地基支架预压6.1.1不同类型支架主要指支架使用的杆件、连接件的类型不同，也包括杆件疏密程度有明显差异的支架。在进行支架预压之前，应将所有的支架6.2.1～6.2.4参考《城市桥梁工程施工质量验收规范》（DGJ08-117-2005）中对支架搭设质量检验的规定制定。6.3.1～6.3.2在支架预压中采用分级加载的方式是为了防止支架在预压过程中发生失稳倒塌，因此在每级加载过后尤其是加载到100%时，要对支架进行全面检查，及时发现问题，消除隐患。6.3.3对称加卸载是为了避免偏载对支架造成不利6.4.6目前国内很多支架预压事故都是由于沙袋被雨水浸泡过后重量变大，使得预压荷载超过支架设计承载力而造成支架坍塌。因此，加载材料应特别注意防水，被雨水浸泡过的沙袋等加载材料要充分晾干之后再使用，或在加载前重新核称预压监测7.1.3支架预压观测内容包括地基测点观测与支架测点观测两部份。支架弹性变形等于支架预压后支架处测点弹性变形与相应地基处测点弹性变形之差。支架非弹性变形预压验收8.2.2预压目的是为了确保支架现浇混凝土结构在施工过程中不出现过大拉应力产生裂缝。支架上现浇混凝土梁施工过程中的拉应力大小，与地基的变形及结构自身特性相关。地基变形的影响主要是不均匀沉降施工过程中地基沉降对结构的影响，具有复杂性。混凝土弹性模量与强度随龄期逐步提高，初期并具有一定的塑性；地基沉降有先大后小的特征，并趋于稳定；根据对多个施工实测资料的分析，经过一般表层处理过的地基在现浇梁荷载（2～4t/m2）下的沉降与时间规律：①各测点24小时沉降小于1mm，则后继沉降量一般不会大于5mm。②各测点连续3天（即每间隔24小时监测三次）内的累计沉降小于5mm，则后继沉降量一般也不会大于5mm。本规程将预压沉降限值规定为5mm，此指标制定的依据如下：1、混凝土结构的抗裂拉应力控制（1）设计规范中的抗裂拉应力控制1）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002“条文3.3.3：结构正截面的裂缝控制可以分为三级…”，其中二级为“一般要求不出现裂缝的构件，“…按照荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值…”，其相应的数值（单位MPa）为：构件抗裂拉应力控制混凝土强度等级C15C20C25C30C35C40C45C50C551.271.541.782.012.202.392.512.642.74《混凝土结构设计规范》中的抗裂拉应力控制的数值以混凝土轴心抗拉强度作为控制，数值偏大。这与规范的适用性有关。2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004对于永久性结构，从设计的层面上，正截面不考虑混凝土的拉应力，故对钢筋混凝土正截面的抗裂应力控制没有相关的条文。对于主拉应力，“条文7.2.6：…若符合，该区段的主拉应力全部由混凝土承受…”。换言之，按照该条件可以完全满足混凝土不开裂的条件。对于施工阶段的混凝土拉应力，“条文7.2.8及说明：…当，在混凝土质量有保证时，一般不会出现裂缝…”。同时要求“…纵向配筋率不小于0.2％”。桥梁抗裂拉应力控制混凝土强度等级C15C20C25C30C35C40C45C50C551.271.541.782.012.202.392.512.642.740.250.320.390.450.500.550.600.630.660.690.700.891.081.251.411.541.671.761.851.923）AASHTO《美国公路桥梁设计规范》“5.9.4混凝土应力限值”：“…非分段施工桥中的拉应力…在受拉区未设置有粘接辅助钢筋…MPa”；“…非分段施工桥中的拉应力…在受拉区设置120％抵抗混凝土拉应力的有粘接辅助钢筋…MPa”，其中为混凝土抗压强度。桥梁抗裂拉应力控制混凝土强度等级C15C20C25C30C35C40C45C50C5510.0013.4016.7020.1023.4026.8029.6032.4035.500.250.790.921.021.121.211.291.361.421.490.581.832.122.372.602.813.003.163.303.46（2）应力控制数值建议及相应的应变控制综合考虑，支架现浇混凝土梁施工过程中的拉应力控制，对于少量配筋的预应力结构，可以按照1.0MPa左右来控制，对于钢筋混凝土结构，可以按照1.8MPa左右来控制。估计基本能满足结构不开裂的要求。如按照上述的控制要求，并按C20混凝土模量计算（沉降与时间的关系为曲线，先大后小，模量与时间的关系基本与强度一致），相应的应变为预应力混凝土梁：钢筋混凝土梁：2、不均匀沉降与结构的关系（1）挠度与应变关系按照比较简单的简支梁在均布荷载下的挠度公式可推算挠度与最大应变的关系挠度公式：；弯矩公式：；应变公式：；可以推得：假定：，其中h为梁高挠度与应变及结构特性的关系为：（如按照集中力，）如预应力混凝土梁：，如钢筋混凝土梁：，（2）试算按照常用的不同跨径，按照常用的不同梁高，在均布荷载的简支梁条件下，根据不同的最大应变控制要求，可以得出相应的数据，如下表。挠度控制数值（mm）跨径（m）202530354045梁高（m）1.22.84.36.38.511.114.11.52.23.55.06.88.911.31.81.92.94.25.77.49.42.11.62.53.64.96.38.02.41.42.23.14.35.67.02.61.32.02.93.95.16.5表中数据可以看出，有效数据（阴影格）基本围绕5mm左右。梁挠度控制数值（mm）跨径（m）202530354045梁高（m）1.24.87.410.714.519.024.01.53.85.98.611.615.219.21.83.24.97.19.712.716.02.12.74.26.18.310.913.72.42.43.75.37.39.512.02.62.2