淺談大跨度預應力橋梁施工技術及控制

摘要：預應力技術因其在減輕橋梁工程自重和提升橋梁結構強度上有極明顯的效果而被廣泛應用于橋梁建筑工程方面。同時，大跨度預應力橋梁自身施工技術要求十分復雜，在進行橋梁工程預應力施工中，必須進行準確的施工控制來確保這項復雜技術的工程質量，才能更好的保證橋梁施工的質量和施工安全。文章結合實例，對大跨度預應力橋梁施工技術及控制進行分析探討。

關鍵詞：預應力；橋梁；混凝土；施工控制

1.工程概況

某大橋主橋（第二聯）為三孔V型墩預應力混凝土連續剛構橋，其跨徑布置為50m+80m+50m=180m，上部結構采用變截面預應力混凝土連續箱梁，中間采用V型墩墩梁固結，邊墩為柱式墩加蓋梁，邊墩墩頂采用盆式支座支撐，橋寬24m。主梁采用單箱雙室截面變高箱梁，箱梁V墩斜腿頂部梁高3.5m，V墩頂部箱梁跨中梁高2.5m，主跨跨中梁高2.0m，梁高沿跨徑方向按二次拋物線變化。頂板寬24m，底板寬16m，懸臂長度4m。橋梁跨度較大，對變形要求較高，對裂縫的控制較為嚴格，主梁采用全預應力構件形式。

2.掛籃施工技術

主橋連續剛構箱梁采用掛籃懸臂澆筑法施工，各單“T”箱梁除墩頂塊件（0號塊）外，分為7對梁段，即5×4m+2×4.5m進行對稱懸臂澆筑，中孔合攏段長2m，邊孔現澆段長8.94m。掛籃自重按950KN考慮，中孔合攏段吊架重量控制在250KN。圖1即為梁體分段示意圖1。

主梁合攏順序為先邊跨合攏，再中跨合攏。邊孔現澆梁段利用現有的技術采用滿堂支架施工，邊孔及中孔合攏段采用掛籃施工不能夠有效的保證施工質量，故在此處采用吊架施工方式進行施工，此方式能夠有效的保證工程質量。合攏段施工采用預埋勁性骨架支承，兩端懸臂采取壓重措施，在澆筑混凝土的同時同步卸除壓重重量，待混凝土實際立方強度達到85%設計強度時張拉合攏段鋼束，完成合攏形成連續剛構體系。

主橋下部基礎施工采用水上臨時施工平臺結合鋼護筒施工樁基礎，套箱圍堰施工承臺；0號塊件及V型墩（V形墩三角形區域，即0號塊）利用承臺和臨時施工平臺現場支架現澆施工。

2.1 掛籃相關技術指標

本工程中最大的設計梁重163.5t，設計掛籃重量為95t，依據技術指標，最大變形控制在20mm 之內。在設計施工的過程中，自錨固的安全系數應大于2.0。根據工程的具體情況，選擇合適的掛籃承重主桁，本工程采用的是輕型三角結構的結構形式。掛籃的主要材料為Q235鋼材以及貝雷梁等。在掛籃前移的過程中，利用箱梁的豎向預應力來平衡因為傾覆而導致的力矩，掛籃中部取消平衡重需要在頂板內預留的錨固孔中錨固相應的加強主桁。掛籃系統采用L32精軋螺紋鋼為其吊升系統用鋼，目的為了使得錨固使用方便，減少相關工作時間。40Cr與L32 精軋螺紋鋼在后錨桿中采用，本次工程中使用的模板有多種，即整體模板、組合鋼模板、木模板。

2.2 掛籃系統

掛籃施工是由一系列相關系統組合施工而完成的作業，其中包括主承重系統、底模系統、吊掛系統、內外模板系統、錨固系統、行走等系統。

2.3 掛籃拼裝、預壓

目前掛籃系統都是在工地上進行拼裝，在工地上拼裝前，應進行相關的拼裝試驗，對于有問題的，應及時修正。在掛籃安裝時，應按照正確的施工順序進行，安裝完成后再進行抽檢，再次確保拼裝掛籃的質量。

在完成掛籃系統的拼裝后，就對構件的結合情況及構件的尺寸是否滿足要求進行檢驗，需要進行預壓，并考慮掛籃受力變形情況，也為施工創造合適的條件，掛籃預壓后再吊裝。

2.4 掛籃的行走

掛籃行走是進行掛籃施工中重要的一步，在完成前一梁體節段澆注以及預應力張拉以后，需要進行掛籃的行走前移。具體步驟：行走前準備工作→主桁架前移→底籃前移。

3.懸臂現澆混凝土

懸臂現澆混凝土是由：掛籃及模板前移、安裝鋼筋及預應力管道、安裝模板、澆注混凝土等內容組成。

3.1 掛籃及模板前移

在本工程中，掛籃的移動方式是掛籃桁架、底模、側模同步進行，在掛籃及模板前移的過程中，為了使掛籃順利前移，以及確保移動過程中不出現過大的變形，根據相關規定，應對軌道進行必要的處理，通常是在軌道上涂抹黃油，來增加軌道的潤滑性。由于軌道的移動是為掛籃移動做準備，因此一定要先將軌道錨固，再進行掛籃錨固，在此過程中，若出現掛籃的抗傾覆能力不足，將會對工程安全事故有直接的影響，因此需要在每側進行錨固。錨固側模以后，應在后錨梁上面安裝相應數量的手拉葫蘆，通過手拉葫蘆牽動桁架移動。

3.2 鋼筋及預應力管道的安裝

鋼筋及預應力管道的安裝是施工過程中最重要的環節，其安裝質量的優劣對結構最終的穩定性有著直接的影響。鋼筋連接時嚴禁使用焊接，通過螺栓連接是最好的方法，可以有效地確保模板的完整。預應力管道安裝，一定要準確定位管道的位置，所以應在安裝時使用定位鋼筋來實施預應力管道安裝，定位筋的間距一定要符合要求。在曲線等部分應進行定位筋的加密。在本工程中，混凝土保護層厚度應大于30mm，控制厚度采用同等級標號的混凝土墊塊，墊塊的質量將直接影響到保護層的質量，應對墊塊質量進行嚴格控制。在綁扎鋼筋階段，要嚴格控制綁扎鋼絲，防止其深入保護層中，此措施能有效防止鋼筋腐蝕。此外，應力集中的問題是安裝鋼筋及預應力管道中比較難控制的，例如預留孔的位置很容易產生因應力集中而導致的裂縫，因此應在該處放置環狀鋼筋，來保證構件的工程質量。

3.3 安裝模板

安裝模板是指模板的移動安裝，其主要內容是指：調整模板的標高及模板的平面位置。安裝模板的步驟有：底、腹板鋼筋綁扎，綁扎頂板鋼筋，安裝端模，安裝內模板。因為混凝土的自重較大，若側模的抗壓能力較弱，很可能導致進行混凝土澆注的時候，模板變形影響工程質量，因此需要采取相應的增強側模抗壓能力的措施，例如設置相應的拉桿。本工程采用準16拉桿，橫豎間距都為800mm。

3.4 澆注混凝土

掛籃施工的最后步驟是混凝土澆注，本工程的橋梁采用C50 泵送混凝土，對混凝土的塌落度進行了嚴格的控制。并且根據試驗選擇適當的添加劑，最終得到符合要求的早強緩凝型混凝土。混凝土由攪拌站供應，混凝土澆注的順序依次是底板、腹板、頂板。

4.主跨連續梁施工質量控制

4.1 掛籃行走就位控制

掛籃行走就位控制是掛籃施工質量控制中的重要環節，通常控制方法是在箱梁的頂面設置相應的輔線，用經緯儀或者全站儀嚴格控制軌道軸線。在完成掛籃的安裝后，應對標高進行復核，確保籃底標高誤差控制在5mm 之內。

4.2 箱梁節段的控制

箱梁節段的控制主要是進行箱梁節段的長度控制，在箱梁基礎上設置控制點進行控制，用全站儀和鋼尺量距兩種方法進行距離的測量，誤差控制在5mm 之內。

4.3 箱梁線性控制

箱梁線形控制是箱梁結構耐久性指標中的重要內容。主要包括撓度控制、中線控制、斷面尺寸控制。由于需要控制較多的內容，內外業工作都相對復雜，所以應通過專業人員來完成此項工作，在分析數據之后，再調整需要控制的數據，以此來保證梁體的線型。

5.結語

橋梁施工控制是現代橋梁施工建設的必然趨勢，是一項協調性、時間性、技術性要求都很強的工作，其貫穿于整個施工過程。為了確保橋梁建設安全與質量，應該認真總結施工中遇到的問題，不斷為預應力混凝土連續梁橋的施工技術及控制措施進行完善，保障橋梁質量和建設過程中的人員安全，并且能夠在后期橋梁保養過程中省下精力財力。

參考文獻

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