先簡支后結構連續橋梁施工技術探討

摘要：隨著我國經濟水平的不斷提升，橋梁技術也有了大幅度的發展。先簡支后結構連續橋梁施工體系的出現有效地提高了施工效率，并且提高了橋梁結構的承載能力，還能夠對橋面裂縫的產生實施有效控制，所以在橋梁建設中先簡支后結構連續具有重要應用優勢。文章對先簡支后結構連續橋梁的施工技術展開了分析。

關鍵詞：先簡支后結構；連續橋梁；施工技術；橋梁結構；承載能力；橋面裂縫 文獻標識碼：A

中圖分類號：U445 文章編號：1009-2374（2016）01-0092-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.047

當前，現代化橋梁建設要求在保證運行安全的前提下降低行車噪音，以達到提升振動承受能力和保護周邊生態環境的目的。先簡支后結構連續橋梁施工技術可有效提高橋梁施工質量及效率，特別是針對部分大規模和大跨度的橋梁工程可從某一方面控制施工成本，既不影響工程質量，又有利于企業實現社會經濟效益。

1 先簡支后結構連續橋梁的應用優勢

先簡支后結構連續梁部結構的主要特點是：其預制梁段并非傳統意義的成品梁，相反它是連續梁的一部分，只是具有半成品意義的較長時間處于簡支狀態的大梁段。這一結構將剪紙結構施工的便捷性有充分的應用，在對后連續施工的操作過程中，能夠實現連續梁整體受力的目的。這種橋梁施工方法在實際施工中克服了簡支梁和連續梁兩種橋型的缺點，可以借助于后澆段和負彎矩區張拉實現體系轉換，從一開始的簡支梁轉化到連續梁。預制梁和簡支梁都采用場內集中控制，能改造預制梁預制和橋梁下部構造，縮短施工周期，有利于強化標準化作業和提高施工質量。運營中和施工過程中產生的恒載簡支受力和總荷載先簡支后連續梁設計的主要參考依據，特別在橋梁投入運行后期簡支梁單跨受力要低于整體受力，尤其先簡支后連續梁梁端連接主要采用預應力張拉，一定程度上提高了行車舒適性。

2 先簡支后結構連續橋梁施工技術的實例分析

2.1 工程概況

本文所研究的橋梁工程案例位于某城市山道立交的沿港路段，全線為高架橋并跨越立交。高架橋南側為集裝箱碼頭，北側為稅區用地。原始地貌為濱海沖積平原，屬低山山麓，經開挖后，山體平整并修筑現狀道路。整個高架橋終點樁號為ZK10+035.642，左線設計起點樁號為ZK8+836.642。主線右線設計起點樁號為YK8+876.085，終點樁號為YK9+040.444，全長1200m。該橋上部結構為30cm后張法預應力混凝土箱型連續梁，全橋共37跨，每一聯1～5跨不等。橋跨布置為35m+（4×35m）+（4×35m）+（4×35m）+（4×35m）+（4×30m）+（4×35m）+（3×30m）+（5×30m），預制箱梁共計378片。

2.2 施工技術

2.2.1 預制梁場建設。一個完整的預制場包括鋼筋、混凝土混合物制備區、存梁區部分、小型鋼件加工以及制梁區等，本文主要說明的是制梁區。

第一，制梁區及龍門吊設置。和場地地形條件相結合，在實際操作中一般情況下都是本著方便移梁和架梁的施工原則，選擇合適的預制場地。如果橋址條件比較好（不跨大河溝、不跨交通路，且地勢平坦），那么也就可以應用雙孔門吊直接實現吊梁就位。不足之處是工序間有一定干擾，對長橋應慎用。橋址外圍條件受限，橋址條件也較差（跨河、跨交通等），橋址順橋向設預制場一般是不得已的選擇。橫橋向布置預制場的優點在于預制場可以只采用一臺用于質量、移梁的大型龍門吊。即使場地（龍門吊走形軌）與橋向不能完全垂直而有一定夾角，也仍以一定夾角實現橫橋向基本布置形式。

第二，制梁臺座設置、維護。在制梁臺座設置中考慮因素包括有場地條件、受力分析、工期要求以及起梁設備等。

地基處理：如果場地中的地基條件相對來講比較差，則可以進行相應的硬化。

布置方式：通常是選擇在龍門吊范圍之內，依照龍門吊走向以及吊梁吊點情況等相關因素進行成排布置。

臺座數量：需要對制梁工期、臺座周轉期以及模板等相關因素確定。

臺座結構：先簡支后結構梁部結構的先期預制梁為后張梁，在實施預應力之后，中部會出現拱起，臺座頂端和梁板端頭都需要承擔較大的集中力。所以在進行制梁臺座設計的時候，最好是端部做好擴大基礎，一般下挖基坑應用漿砌片石基礎，上面可以制作C30砼臺座端部，厚度在20～40cm之間；為減少梁端集中應力，可以對其實施柔性化處理，以能夠將其受力接觸面加大。可以將磚砌或者現澆C20混凝土應用在臺座中部。通常都會在臺座中設置和模板相配套的拉桿孔，并在臺座兩端頂部埋設50型鋼，以此確保膠管放置和鋼側模之間的接縫連接緊密；吊梁孔的預留位置和梁端之間的距離為70～90cm/cos（注：為梁端斜度）。想要確保其箱梁線性平直，則可以在臺座跨中實施反拱設計，也可以在臺座上實施水磨頂面涂蠟，在上面覆蓋鋼板或者粘貼數值絕緣板等。在施工過程中，還必須對臺座經常進行檢查和維護。

2.2.2 模板拆卸、安裝。排除端模較小和內膜拆卸受限這些情況，一定要實施人工分塊，通常情況下想要對質量周期縮短，均會采用人工配合空門吊對模板實施整體性拆裝。對于外側模的拆裝可以分成四節，內模整體吊裝可以分成兩節。在拼裝外模的時候，可以應用拉桿實施連接，將兩側模之間的寬度采用鋼尺進行檢查，確保其拼裝接縫平整并且嚴密；在安裝端頭模板的時候需要有效控制梁端斜度；安裝吊裝內模之前一定要將模底支撐安裝好，從而有效避免將其直接放置在底部鋼筋上。最后，在完成梁頂部的鋼筋綁扎工作之后，一體化固定內外模，同時還一定要測定好梁截面軸線，保證外側模斜度能夠真實準確。在進行模板拆卸的時候，基本順序為先拆內膜，之后拆除端模，最后將側外模拆除，且當混凝土強度達到20MPa以上時方可拆模。

2.2.3 預應力鋼筋混凝土技術施工。在砼澆筑之前，要對原材料質量、施工可操作性、施工機械質量以及施工人員在崗情況等進行詳細檢查。隨時檢查砼澆筑過程中發熱砼拌和質量，確保其坍落度是在6～12cm之間，同時也必須制作砼試件和張拉試塊同期養護。

箱梁砼澆筑順序為：底板→2/3高度腹板→剩余腹板和頂板，注漿將其從梁一端推向另一端。從內模頂開天窗進去底板砼，對于底板混凝土的坍落度一定要確保在6～8cm，可以采用插入式振動棒進行底板混凝土施工振搗。在澆筑底板完畢之后，要將底板頂模板及時扣牢。如果所采用的是非封閉式內底模，一般情況下會適當加大底板混凝土澆筑，同時實施振搗，人工對于實施反壓，這樣可以讓混凝土進入到腹板幾厘米深度。成段底板混凝土實施澆筑結束之后，注意一定要將內頂模及時封閉，這樣可以對后續腹板和頂板澆筑工作提供便利。腹板和頂板施工過程中，其混凝土坍落高度確保在8～12cm。主要采用多臺小功率附著式振搗器對腹板砼實施振搗，同時也可以加上插入式振搗器輔助進行振搗。采用插入式振搗器對頂板砼實施振搗。為了能夠有效預防施工縫的出現，必須嚴格控制三層砼澆筑時差，保障其在初凝時間之內，通常可會把前層砼澆筑進行5～8m推進，之后實施后層澆筑。對于箱梁砼的振搗工作，一定要對過振和漏振工作有效預防，同時也要避免因為砼澆筑而發生內模上浮，其預防措施可以應用上壓內模。砼澆筑完畢應及時養護，夏天要注意高溫條件下的養護，冬天要具備砼冬季施工養護條件，同時要進行熱工驗算。

2.2.4 張拉、壓漿。首先，在預應力鋼筋預埋階段必須對其曲線形狀實施有效控制，以此對施工質量提供有效保障。要求每個控制點的高程定位一定要準確并牢固，在進行其他工序施工的時候不得對預應力鋼管波形套管產生損害和影響，并且，要對過程中出現的問題及時發現和處理。其次在張拉和壓漿實施階段，嚴格依照要求控制張拉應力，確保其伸長值均是在設計范圍之內；為使孔道內的漿體飽滿，需確保壓漿的計量準確無誤。再次，在預應力工程施工中，要將連接處、外露孔道口以及各類孔道接口嚴密封堵，防止出現異物進入到其孔道中，從而出現孔道堵塞問題。最后，在進行漿體攪拌的時候，嚴格依照要求投放水泥、施工用水以及外加劑，沒有將漿體徹底倒出的時候，禁止加入一些沒有攪拌的新材料，嚴禁出料和進料工作同期實施。另外在壓漿之前處理在管道中殘留的水分或者垃圾，可以采用空壓機先將其進行徹底清理；在安裝普通鋼筋時要注意保護預應力鋼筋的成品，防止損壞或刺破預應力鋼筋的外皮或套管。

2.2.5 架梁。先簡支后連續橋梁聯長確定過程中，一定要嚴格依照本次工程施工的實際地形和橋梁長度實施相應的分聯，在分聯結束之后要確保下部結構能夠均勻受力，結構形式具有統一性。關于下部結構和支座的設計，固定支座的橋墩總長度，設定在一聯總長度的1/3，但是最長長度必須在120m以下。其他橋墩上設滑動支座，伸縮端設定向滑動支座。橋梁濕接縫寬度確定。濕接縫寬度的確定：對雙排支座連續梁橋，濕接縫寬度大于濕接縫內最粗縱橋向鋼筋直徑40倍；對單排支座連續梁橋，濕接縫寬度大于濕接縫內最粗縱橋向鋼筋直徑40倍，小于梁高為宜。

2.2.6 現澆接頭混凝土。澆筑前，先嚴格做好永久支座的安設檢查，確保安設工作做好之后，在其周圍鋪滿干砂之后進行橫梁底模設置。如果永久支座和臨時支座之間距離太近，必須采用有效隔熱措施對其進行隔離，以免在對臨時支座解除的時候，橡膠支座質量受到高溫的影響。可以采用特質組合鋼模進行側模制作，并進一步強化支撐和聯固，確保其和預制梁之間的接縫嚴密。在澆筑中衡梁混凝土的時候通常情況是從每聯兩端逐漸向中間進行對稱，間隔性實施。如果在澆筑同一聯混凝土的時候，確保氣溫之間的差異不大。采用膨脹水泥進行混凝土接頭。在進行混凝土灌注入模之前一定要對其模板和鋼筋仔細檢查，檢查重點應該集中在鋼筋形狀、鋼號、鋼筋直徑、保護層處理、鋼筋根數以及綁扎牢固程度及預埋件處理，保證在混凝土灌注振搗時不移位、不松弛。為保證混凝土的支撐牢固強度和預防變形移位，要詳細地計算和設計現澆混凝土的模板。灌注過程中均勻地將混凝土鋪設在建筑結構物的關鍵灌注區域，使混凝土在成型中滿足勻質密實和不變形的基本要求。可以應用綁條焊或者搭接焊方式實施現澆連續段預埋鋼筋連接。關于對混凝土的選擇則是選擇和梁板同一個標號的混凝土，這樣可以有效避免養生硬化中收縮性裂縫的發生，從而有效地預防對二次張拉中的承載力和橋梁受力性能產生影響，同時在進行現澆連續梁接頭混凝土施工過程中，可以適當添加一些微膨脹劑。可以采用防銹處理過的鋼板或者是竹膠板所制造的砂盒墊將永久橡膠支座和底模縫隙實施密封，以免出現漏漿問題。在結構受力最小或免受剪切的部位且與構件軸線、表面相垂直區域設置一條施工縫，主要針對由于前一批已灌筑混凝土不能在施工過程中停歇時不能發揮其應有的初凝效果，要想繼續灌注主要待先前灌注混凝土的抗壓強度達到1.2MPa以上，一定程度上還能防止因振搗而損害已灌注部分。一般混凝土灌注順序為，對于灌注框架來說，從兩端選擇最佳時段逐漸向中央推進，基礎灌注則選擇分段選擇最佳的時間從低處分層逐漸向高處推進，目的在于保證結構整體性。

2.2.7 濕接縫施工。在對濕接縫進行施工時要在臨時支座上安裝預制梁板并調整好軸線與標高，隨后可開始施工。首先，對舊混凝土去皮。梁板表層混凝土去皮要控制在梁頂板要澆筑混凝土的范圍內，大約去1～2mm，為保證新老混凝土的良好結合，在澆筑混凝土時濕潤表面并座漿。依照本次施工資料可以看出，施工縫處理技術對新老混凝土連接面抗拉強度具有直接影響，如果是對于水平縫的處理則需要將其鋪設的薄膜浮漿鏟去1mm厚水泥之后，再將水泥砂漿鋪設在施工縫上，另外也要使澆筑的混凝土抗拉強度折減率達到0.96。如果沒有將其混凝土上的浮漿去除，那么其折減率則為0.45，因此在實際施工過程中一定要對混凝土進行去皮。其次，底模及永久性支座的安裝。在永久性支座外周圍安裝底模之前要先將支座置于墩頂支座墊石上，采取有效措施密封永久性支座與底模間的縫隙，以免發生漏漿問題。根據實際情況及施工經濟性分析結果，在混凝土作用下會出現泡沫板壓縮情況，因此在實際施工中壓縮泡沫板厚度一定要比支座厚度大，在其支座縫隙之中可采用砂漿或膠布封住，可在泡沫板上噴灑一層水泥漿，防止焊渣掉落至底模燒壞泡沫板，對于部分支底模空間大和支座較高現象在選用底模時可優先考慮木楔支撐木模。再次，安裝鋼筋。按鋼筋設計要求和濕接縫鋼筋構造圖分別對鋼筋進行綁扎和連接，由于底板受剪鋼筋直徑大，縱向兩預制梁端伸出的鋼筋長度無法采用搭接焊，因此在連接底板受剪鋼筋時適合運用擠壓套管，此方法方便且快速，尤其符合質量要求。最后，嚴格控制各材料用量，澆筑混凝土時采用小直徑振搗棒的振搗器和平板式振搗器確保現澆段混凝土密實。

2.2.8 橋面系澆筑。在將其接頭施工結束展開后，可以從跨中逐漸向支點實施混凝土澆筑，在將其澆筑結束之后，可以拆除這一聯之內的臨時支座，從而完成體系轉換工作。

3 結語

先簡支后結構橋梁施工技術是近年崛起的橋梁施工工藝，它除了能有效克服由于預應力和非預應力之間的不協調導致的結構變形問題，還能改良普通鋼筋連接處的開裂，解決橋梁連接性不強等種種難題。對此，本文以某橋梁工程為案例，從該技術優點分析其施工技術，以供參考。

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作者簡介：武彥斌（1984-），男，內蒙古人，中鐵二十局集團有限公司工程師，研究方向：橋梁工程。

（責任編輯：秦遜玉）