預應力混凝土箱梁設計及施工要點分析

陸新宇

寧波城市交通建設有限公司 浙江 寧波 315000

1 工程概述

環城南路西延工程III標段西起規劃一路西側（秋實北路東側），東至藍天路，全長約1.7公里。沿線相交道路主要有秋浦路、望童路、藍天路；相交的河道有規劃三河、規劃四河、中塘河。III標段橋梁工程內容主要包括1座主線高架（環城南路主線高架）、環城南路方向2對上下行匝道（1～4號匝道），環城南路地面跨河小橋3座。

2 氣象水文

從地理環境來看，寧波市位于我國的海岸線中段地區，處于長三角南翼地帶，北部瀕臨杭州灣，西邊與紹興市接壤，南部靠近三門灣。從氣候條件來看寧波地區處于寧波平原，緯度相對適中，屬于亞熱帶季風氣候，一年四季分明、溫暖濕潤且光照強。同時，寧波受所處的緯度影響，以及地理環境的影響，使得寧波市天氣多變。在冬季，寧波受到蒙古高壓影響盛行西北風，通常以干燥晴朗的天氣為主。春末夏初則受到副熱帶極鋒影響，氣候活動更加頻繁，空氣濕潤且多余。到夏秋之交，受太平洋副熱帶高壓的影響，天氣晴熱并且經常有熱帶風暴，帶來更大的災害性天氣。

3 主線高架設計

3.1 上部結構，預制小箱梁

27～30m跨徑小箱梁梁高為1.6m，頂板厚0.20m，跨中底板厚0.18m，支點處底板厚度加大至0.3m;跨中范圍腹板厚度為0.18m，支點范圍腹板厚度加大至0.25m～30m跨徑小箱梁跨中設置一道橫隔板。主線標準段（B=25.5m)設置6片中梁，2片邊梁。其中邊梁寬3.025m、中梁寬2.9m，頂板現澆段寬度0.25m，頂板現澆段采用UHPC(超高性能混凝土），其技術指標及施工說明。

33m跨徑小箱梁梁高為1.8m，頂板厚0.2m，跨中底板厚0.18m，支點處底板厚度加大至0.36m,跨中范圍腹板厚度為0.18m，支點范圍腹板厚度加大至0.32m。小箱梁跨中設置一道橫隔板。主線標準段（B=25.5m)設置6片中梁，2片邊梁。其中邊梁寬3.025m、中梁寬2.9m，頂板現澆段寬度0.25m，頂板現澆段采用UHPC(超高性能混凝土）。

3.2 預應力混凝土箱梁

環城南路主線高架跨匯士路處采用三跨變截面預應力混凝土連續箱梁，跨徑布置為（48+72+48) m。箱梁采用單箱四室結構，箱梁頂板寬25.2m,兩側懸臂長度為3.5m，懸臂端部厚0.2m,懸臂根部厚0.55m。中支點處梁高4m，中跨跨中與端支點處梁高2m，梁底緣呈二次拋物線變化。箱梁頂板厚26cm，跨中底板厚度為22cm，中支點處底板厚度加大至60cm。支點范圍腹板厚度為80cm，跨中范圍腹板厚度為45cm。與先簡支后連續小箱梁過渡處，箱梁端橫梁突出與小箱梁邊腹板平齊，確保銜接平順。

3.3 鋼-砼疊合梁

環城南路主線高架采用了45m、55m和56m簡支鋼-碎疊合梁。45m跨疊合梁中鋼梁高1.985m; 55m～56m跨疊合梁中鋼梁高2.485m。鋼梁腹板根據橋梁橫坡設置為變高。鋼箱梁內橫隔板標準間距4.5m一道，鋼箱梁間中橫梁標準間距9m一道。疊合梁橋面板全高22cm，為C50補償收縮混凝土，通過鋼梁頂板上的剪力鍵與鋼梁聯為整體。

4 下部結構

4.1 墩柱

主線現澆箱梁及隱蓋梁小箱梁段主墩采用H型墩，分大跨徑和一般跨徑兩種。大跨徑現澆箱梁中墩由兩根橫橋向2. 2m寬、順橋向2. 5m厚墩柱組成，在設計過程中，將兩墩柱之間的距離控制在3m，而主壤墩底外到外全寬則控制在了為7. 4m,這樣的涉及最大程度的滿足了地面輔道中央分隔帶全寬≥8.0m的具體要求。同時，在設計過程總中，為了能夠提高為主墩之間的橫向穩定性，在距離墩柱頂部0.3m處，設置一道高度1.5m聯系梁。

4.2 蓋梁

環城南路高架標準段蓋梁主要有兩種，分1.6m高小箱梁和1.8m高小箱梁蓋梁。

1.6 m高小箱梁蓋梁根部高度2.5m,端部高度1.35m，蓋梁頂部總寬24.056m，蓋梁順橋向尺寸為2.2m，蓋梁底面水平，頂面傾斜形成橋面橫坡。主墩由兩根立柱組成，墩柱底截面為矩形，四角設置R=0.15m抹圓，墩柱尺寸為1.8x1.5m，墩柱間凈距為2.9m，墩柱底外到外全寬為6.5m。

4.3 基礎

環城南路高架主墩基礎有五種。主線標準段采用9根直徑lm、12根直徑lm鉆孔灌注樁，矩形布置，承臺平面尺寸為7×7m、8×7m、7×9.5m和8×9.5m；跨匯士路中墩采用16根直徑1.2m鉆孔灌注樁，呈六邊形布置，承臺平面尺寸最寬處為16.8×8.2m。

5 測置及施工放樣

（1）本工程墩臺中心控制坐標均系寧波城市坐標系統，標高系統采用 85年國家高程基準。

（2）施工放樣前應全面了解設計圖紙、資料及各相關圖紙間的關系，并應整線放樣和做好各標段間的銜接協調工作。在了解設計圖紙和資料的過程中，相關人員和單位一旦發現設計圖紙和資料中存在問題時應當及時提出，并且及時召集相關人員針對問題進行分析，提出切實可行的解決策略。

（3）由于該施工橋梁平面和豎向的線形相對復雜，施工單位在圖紙設計的過程中應當對每一個施工節點進行清晰標注。例如應當在圖中標示出平面尺寸和具體的標高，并且結合放樣反應出來的實際情況針對圖紙進行細致的核對，避免出現各種錯誤。

（4）在施工準備階段，相關單位應當對手機控制網進行復核測量，根據工程的具體情況，嚴格檢查施工進度的要求，同時對控制網進行加密處理。另一方面，建設單位交付的橋涵中線位置樁、三角網基樁、李準基點等測量質量進行檢查，發現問題時及時通知相關單位進行處理，在處理之后進行復查，合格之后再行交付。

（5）為了防止可能出現的差錯，施工單位在相關工作中應當自行測定重要標志，并且通過相互交叉檢查的方式進行核對，同時記錄好檢查核對的日志。

（6）進行墩臺基礎施工的過程中，放樣工序必不可少，并在進行放樣時，需要考慮墩臺與墩中心控制點間的縱向調整值與實際要求相符合，同時，要注意調整的方向。

（7）施工過程中應隨時復測，并對承臺和粧基礎的沉降過程進行隨時監測和記錄，并及時報告給業主、監理和設計單位。沉降觀測要求達到國家二等水準測量精度。

6 施工注意事項

（1）在施工前應充分掌握工程范圍內現狀管線的分布情況及其確切的尺寸位置，鉆孔樁及承臺施工時應避免塌孔及對土體產生擾動，嚴格控制管線變位。避免施工車輛機具等直接碾壓管線。橋梁施工過程中應切實加強對管線的保護與監測，避免發生事故，并做好突發事件的應急預案。

（2）本工程范圍的橋梁結構所在平面線形有直線、圓曲線和緩和曲線，并有并板加寬段，施工前應核對設計文件、圖紙及相關資料，了解設計意圖，對圖紙中提供的坐標、標高、橫斷面寬度、結構相互關系及相關幾何尺寸等進行詳細復核，避免出錯。并嚴格按道路專業圖紙設置超高及縱坡。

（3）本工程立柱、基礎、設計道路中心線之間存在偏心或偏轉角度，施工前應注意先搞清楚三者之間的關系，如有疑問或位置有沖突時，及時聯系設計院解決后方可施工。

（4）施工基礎時如遇深基坑開挖，應注意基坑施工邊坡穩定性等問題，必要時采取支護措施。樁基施工時，如遇設計地面標高高于原地面標高需填土時，應先填土后再施工樁基。

（5）箱梁現澆時，必須對施工支架進行專項設計及制作，確保支架各構件之間能夠緊密的結合，確保支架的穩定性。還要確保在橫向風等特殊荷載下，現澆支架有足夠的強度和剛度。對于高度較高的支架，如超過15m以上的高支架，不得采用滿堂門式輕型鋼管支架，需采用鷹架（少支架）施工。必須嚴格對支架下地基進行處理，并采取相關排水措施。支架預壓要求及控制指標嚴格按《鋼管滿堂支架預壓技術規程》（JGJ/T 194-2009)執行。

（6）箱梁預應力束定位應準確、牢固，嚴格控制預應力鋼束保護層厚度，避免發生因因預應力鋼束移位、保護層厚度不足等產生的開裂事故。

7 結束語

本文通過項目工程的預應力混凝土箱梁設計及施工技術的要點對比分析，可得到以下結論：

（1）采用本文提出的預應力混凝土箱梁，與先簡支后連續小箱梁過渡處，箱梁端橫梁突出與小箱梁邊腹板平齊，確保銜接平順。

（2）簡支鋼鋼-砼疊合梁45m、55m和56m，腹板根據橋梁橫坡設置為變高，為C50補償收縮混凝土，通過鋼梁頂板上的剪力鍵與鋼梁聯為整體。

（3）主線現澆箱梁及隱蓋梁小箱梁段主墩采用H型墩，在距離墩柱丨頂部0.3m處，設置一道高度1.5m聯系梁，可提高主墩橫向穩定性。

（4）本工程范圍的橋梁結構所在平面線形有直線、圓曲線和緩和曲線，施工前應核對設計文件、圖紙及相關資料，保證施工質量。