大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)連續(xù)梁橋施工技術(shù)

張忠良

摘 要：為解決連續(xù)梁橋大面積開裂現(xiàn)象，研究利用預(yù)應(yīng)力張拉工藝對(duì)連續(xù)梁橋進(jìn)行改進(jìn)，最大限度地降低連續(xù)梁橋的施工損失率;為保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在橋梁施工期間對(duì)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。采用相應(yīng)的線形控制措施，有效地避免橋梁因線形結(jié)構(gòu)的偏差而出現(xiàn)外觀及穩(wěn)定性的變化。確定連續(xù)梁橋的合龍順序?yàn)椋捍慰纭骺纭吙?合龍方案具有結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性強(qiáng)、受力對(duì)稱等優(yōu)勢(shì)，滿足設(shè)計(jì)預(yù)期要求。

關(guān)鍵詞：大跨度;預(yù)應(yīng)力張拉工藝;混凝土剛構(gòu);連續(xù)梁橋

中圖分類號(hào)：U445.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2022）03-0092-04

Construction technology of long span prestressed

concrete continuous girder bridge

ZHANG Zhongliang

（1.Yibin University， Yibin 644000， Sichuan China; 2.Sichuan Hengbo

Construction Project Management Co.， Ltd.， Chengdu 611745， China）

Abstract：In order to solve the large area cracking phenomenon of continuous girder bridge， this study uses prestressed tension technology to improve the continuous girder bridge， and minimize the construction loss rate of continuous girder bridge. To ensure the stability of the bridge structure， the deformation of the structure was observed in real time during the bridge construction. The corresponding linear control measures are adopted to effectively avoid the appearance and stability changes of the bridge due to the deviation of the linear structure. Finally， the sequence of continuous beam bridge closure is as follows： secondary span → main span → side span. The closure scheme has the advantages of simple structure calculation， strong stability， symmetrical force and so on， and meets the design expectation.

Key words： long span; pressed tension process; concrete rigid frame; continuous girder bridge

隨著我國科技的不斷進(jìn)步以及研究的持續(xù)深入，使預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)梁橋的施工技術(shù)得到快速發(fā)展，在工程的實(shí)際應(yīng)用中取得了較突出的效果。但是大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)連續(xù)梁橋的裂縫以及下?lián)蠁栴}較為嚴(yán)重，可直接影響連續(xù)梁橋的外觀及穩(wěn)定性。為此本研究利用預(yù)應(yīng)力張拉工藝對(duì)連續(xù)梁橋進(jìn)行改進(jìn)，使連續(xù)梁橋的施工損失率可降至最低。為保證連續(xù)梁橋可達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期，采取相應(yīng)的控制措施，對(duì)連續(xù)梁橋進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有利于最大限度地保證連續(xù)梁橋的穩(wěn)定性及安全性。

1 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)

連續(xù)梁橋施工控制措施

1.1 加強(qiáng)橋梁線形控制

橋梁在施工過程中，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)線形進(jìn)行控制，若橋梁施工過程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形等情況的發(fā)生，可直接影響橋梁結(jié)構(gòu)的布設(shè)位置。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)的偏差過大時(shí)，可使橋梁的合龍難度不斷增大，對(duì)于橋梁的外觀及穩(wěn)定性存在一定威脅。因此，橋梁施工過程中，應(yīng)采取有效的線形控制措施，最大限度地降低橋梁因線形結(jié)構(gòu)的偏差而出現(xiàn)外觀及穩(wěn)定性的變化。

1.2 加強(qiáng)橋梁應(yīng)力控制

為保證橋梁的整體安全，將應(yīng)力作為橋梁控制的關(guān)鍵指標(biāo)，使應(yīng)力在合理范圍內(nèi)，通過該方法有利于最大限度地提升橋梁的穩(wěn)定性及安全性。對(duì)橋梁應(yīng)力的狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)判斷時(shí)，應(yīng)將橋梁觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)在危險(xiǎn)截面處，經(jīng)過觀測(cè)后即可得到應(yīng)力值。若應(yīng)力值與實(shí)際應(yīng)力值之間存在較大偏差，應(yīng)及時(shí)查明原因，并采取相應(yīng)的控制措施[1]。

1.3 加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制

橋梁的安全與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性息息相關(guān)。為保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，應(yīng)在橋梁施工期間對(duì)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，結(jié)合實(shí)際觀測(cè)結(jié)果對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行判斷。若觀測(cè)結(jié)果存在異常現(xiàn)象，應(yīng)立即采取相應(yīng)的控制措施，最大限度地消除影響橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的不良因素，全面保證橋梁的穩(wěn)定性。對(duì)橋梁進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)是保證橋梁穩(wěn)定性的前提，為此對(duì)橋梁進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形等因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁穩(wěn)定性的綜合評(píng)價(jià)[2]。

2 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝

土剛構(gòu)連續(xù)梁橋施工技術(shù)

橋梁易受外界因素的干擾，使自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性無法得到保證，最終造成橋梁在施工中、施工后期等階段投入使用后出現(xiàn)變形現(xiàn)象。若變形情況處理不當(dāng)，可使連續(xù)梁因無法得到修補(bǔ)，而永久存在缺陷。連續(xù)梁結(jié)構(gòu)變形的影響因素包括：梁體自重、混凝土收縮徐變、施工荷載等。

連續(xù)梁橋的核心施工技術(shù)為連續(xù)梁撓度和變形控制技術(shù)，該技術(shù)的操作過程如下。

2.1 增強(qiáng)橋梁支架剛度

為保證橋梁不出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，應(yīng)最大限度地減少支架的基礎(chǔ)沉降。支架的基礎(chǔ)沉降控制方法：首先應(yīng)對(duì)支架表層的浮土進(jìn)行清理，清理完畢后，向支架中填入碎石，夯填碎石的厚度為15 cm，并向其中澆筑C13混凝土，將該混凝土作為滿堂的基礎(chǔ)，其澆筑厚度為30 cm。對(duì)連續(xù)梁的支架進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)盡可能地選取碗扣式腳手架，該支架具有整體剛度大、受力性能好等優(yōu)勢(shì)，有利于提升連續(xù)梁的穩(wěn)定性。為強(qiáng)化連續(xù)梁的強(qiáng)度，應(yīng)將該支架放置于節(jié)點(diǎn)及跨中位置，采取加密的方式提高連續(xù)梁剛度，從而實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)沉降的減少[3]。

2.2 預(yù)留支座的偏移量

支座偏移量的計(jì)算公式：

Δl=xlΔt

式中：Δl為連續(xù)梁支座的偏移量;x為混凝土線性膨脹系數(shù);Δt為混凝土收縮計(jì)算時(shí)的溫度差值及施工溫度差值的代數(shù)和;l為連續(xù)梁支座處梁的溫度跨度。

2.3 分級(jí)預(yù)壓

完成連續(xù)梁模板及支架的安裝后，應(yīng)采取荷載預(yù)壓的方式對(duì)模板進(jìn)行操作。模板荷載預(yù)壓應(yīng)在鋼筋綁扎之前完成兩次操作，兩次模板預(yù)壓的荷載量應(yīng)控制在50%。該方式有利于最大限度地消除連續(xù)梁的非彈性變形，對(duì)于連續(xù)梁的穩(wěn)定性具有重要保障作用[4]。

3 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝

土剛構(gòu)連續(xù)梁橋施工合龍順序

本研究對(duì)連續(xù)梁橋進(jìn)行合龍和體系轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)時(shí)，以第二松花江主河道——連續(xù)梁為例。該河道的連續(xù)梁剛構(gòu)為（48+4×80+48） m。通常情況下可將一般梁段劃分為3、3.5、4 m，合龍段的長度為2 m，邊跨直線段的長度為7.65 m。第二松花江主河道全橋布置如圖1所示[5]。

3.1 連續(xù)梁合龍順序

本研究結(jié)合合龍的實(shí)際順序?qū)︻A(yù)拋高進(jìn)行合理選擇。連續(xù)梁梁體合龍操作開始時(shí)，由于不同的施工程序存在恒載內(nèi)力的差異性，可使大跨度橋梁進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換時(shí)，內(nèi)部預(yù)應(yīng)力荷載以及內(nèi)力分布的數(shù)值各不相同。其中，內(nèi)力主要由荷載徐變而引起。因此，合龍順序的合理性對(duì)于連續(xù)梁的穩(wěn)定性至關(guān)重要，合龍順序確定后，應(yīng)在合龍順序的基礎(chǔ)上完成各合龍段施工程序的深化操作[6]。

最終確定連續(xù)梁橋的合龍順序?yàn)椋捍慰纭骺纭吙纭Ｔ摵淆埛桨妇哂薪Y(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性強(qiáng)、受力對(duì)稱等優(yōu)勢(shì)，可在連續(xù)梁橋進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換時(shí)，最大限度地實(shí)現(xiàn)內(nèi)力調(diào)整。連續(xù)梁橋進(jìn)行合龍的過程中，應(yīng)充分結(jié)合各合龍口的高度差異，對(duì)其配重進(jìn)行調(diào)整。為保證連續(xù)梁的穩(wěn)定性，在合龍施工開始時(shí)，利用線形監(jiān)控小組對(duì)全橋線形結(jié)構(gòu)及受力情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3.2 連續(xù)梁合龍臨時(shí)設(shè)施

由于連續(xù)梁的懸臂較長，易受外界因素的干擾，若外界環(huán)境溫度變化較大，可直接造成混凝土因應(yīng)力過大、收縮徐變等因素，而產(chǎn)生合龍段裂縫等現(xiàn)象。本研究為抵抗混凝土的破壞，采用臨時(shí)支承與鎖定措施，有利于提高連續(xù)梁的穩(wěn)定性，有效防止合龍段裂縫范圍的擴(kuò)大[7]。

本研究主要采用兩種方式對(duì)連續(xù)梁的合龍進(jìn)行支承與鎖定：首先在連續(xù)梁受溫度影響較小的時(shí)間段，將4個(gè)型鋼勁性骨架焊接合龍口處，最后為完成合龍口的整體支承與鎖定，采用縱向鎖定的方式張拉4索臨時(shí)鋼絞線。

為強(qiáng)化連續(xù)梁的剛性，采用20 mm的鋼板焊接至勁性骨架上，并將該鋼板預(yù)埋至梁體內(nèi)。為最大限度地減少外界溫度對(duì)合龍骨架的影響程度，應(yīng)嚴(yán)格控制鋼板焊接的速度及對(duì)稱性。合龍骨架成功安裝至連續(xù)梁上時(shí)，應(yīng)完成臨時(shí)索L3、L4的張拉，實(shí)現(xiàn)合龍口的全部鎖定。其中鋼絞線共有4索，在張拉過程中，向每索鋼絞線施加500 kN張拉力。

3.3 連續(xù)梁施工配重布置

連續(xù)梁合龍段澆筑之前，應(yīng)在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)——連續(xù)梁的懸臂端施加與混凝土和吊模等重的壓力，并保證加載過程中梁軸線的對(duì)稱性。對(duì)荷載進(jìn)行卸載時(shí)，充分結(jié)合混凝土的實(shí)際澆筑速度，采取逐漸放水的方式完成荷載卸載，該方式有利于最大限度地保證合龍施工的平衡性。

3.3.1 次跨合龍配重

該配重方案為：首先同時(shí)對(duì)57#墩、60#墩兩側(cè)懸臂端的掛籃進(jìn)行拆除，拆除過程中應(yīng)保證懸臂端的對(duì)稱性，并且兩端質(zhì)量的不平衡度應(yīng)控制在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)，若一端懸臂的質(zhì)量過大，可采用砼預(yù)制塊對(duì)兩側(cè)壓重進(jìn)行平衡。對(duì)懸臂掛籃進(jìn)行拆除時(shí)，懸臂兩側(cè)配重過程中的不平衡性不可超過20 t。實(shí)現(xiàn)兩側(cè)懸臂端的配重時(shí)，為保證懸臂端與合龍口側(cè)之間的平衡性，分別采用履帶及砼預(yù)制塊對(duì)懸臂端進(jìn)行配重[8]。

3.3.2 中跨合龍配重

該配重方案為：首先同時(shí)對(duì)57#墩、61#墩兩側(cè)懸臂端的掛籃進(jìn)行拆除，拆除過程中應(yīng)保證懸臂端的對(duì)稱性。對(duì)懸臂掛籃進(jìn)行配重時(shí)，其配重質(zhì)量為24.4 t。為保證懸臂端與合龍口側(cè)之間的平衡性，分別采用履帶及砼預(yù)制塊對(duì)懸臂端進(jìn)行配重。

3.4 連續(xù)梁合龍整體過程

連續(xù)梁合龍的整體過程包括3個(gè)步驟，首先應(yīng)完成合龍的準(zhǔn)備工作，其次對(duì)合龍的溫度、時(shí)間進(jìn)行確定，最后開始合龍施工。

（1）在合龍施工開始之前，應(yīng)結(jié)合合龍段的施工順序，當(dāng)懸臂距離合龍口2～3個(gè)梁段施工時(shí)，對(duì)相鄰T構(gòu)梁體懸臂與合龍口之間的距離進(jìn)行測(cè)量，以此保證懸臂的偏差在可控范圍內(nèi);

（2）由于連續(xù)梁易受溫度以及天氣等因素的影響，使梁體撓度隨著溫度應(yīng)力的變化而變化。為有效避免溫度及日照對(duì)撓度產(chǎn)生的不良影響，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況合理選擇合龍溫度，并完成合龍的溫度及時(shí)間的測(cè)量，部分測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示。

從表1可知，連續(xù)梁受溫度的影響較大。在合龍過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循兩項(xiàng)原則：合龍口處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)方可鎖定;溫度開始回升時(shí)方可實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑。結(jié)合表1中數(shù)據(jù)，選擇在凌晨2：00對(duì)標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整與鎖定。通過對(duì)合龍口的高度差值進(jìn)行測(cè)量，若該值在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，應(yīng)快速完成剛性骨架與合龍口的連接，并對(duì)臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行張拉;張拉完畢后，測(cè)量混凝土的溫度。若混凝土的溫度小于5 ℃，采用電暖風(fēng)對(duì)混凝土進(jìn)行預(yù)熱處理。準(zhǔn)備工作順利完成后，在當(dāng)日凌晨5：00完成混凝土澆筑。合龍段共需混凝土18.8 m3，在7：00之前完成混凝土澆筑。全部施工操作均結(jié)束后，在混凝土頂面作覆蓋遮光處理。

4 結(jié)語

本研究主要對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的合龍施工進(jìn)行研究。由于大跨度連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的分階段施工操作需要經(jīng)歷復(fù)雜的施工過程，方可完成連續(xù)梁的合龍。為此本研究以第二松花江特大橋?yàn)槔捎煤侠淼氖┕し绞教岣吡肆后w安全性和質(zhì)量。由于連續(xù)梁的懸臂較長，易受外界因素的干擾，若外界環(huán)境溫度變化較大，可直接造成混凝土因應(yīng)力過大、收縮徐變等因素，而產(chǎn)生合龍段裂縫等現(xiàn)象。本研究為抵抗混凝土的破壞，采用臨時(shí)支承與鎖定措施，有利于提高連續(xù)梁的穩(wěn)定性，有效防止合龍段裂縫范圍的擴(kuò)大。在施工過程中應(yīng)高度重視連續(xù)梁的施工及監(jiān)測(cè)，有利于保證合龍施工的精確性以及連續(xù)梁梁體的外觀和穩(wěn)定性，全面提升連續(xù)梁的質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 陳虎.大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋梁零號(hào)塊的開裂劣化分析[J].武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2021（2）：98-101.

[2] 江根明.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的施工監(jiān)控與分析[J].浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2020（1）：16-19，57.

[3] 朱俊宇，古 松，鄢愛新.高墩大跨PC連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控參數(shù)敏感性分析[J].西南科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2018（4）：37-40.

[4] 王疆.大跨度連續(xù)梁橋施工監(jiān)控技術(shù)及參數(shù)敏感性分析[J].湖南城市學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017（4）：17-21.

[5] 李勇.大跨長聯(lián)連續(xù)梁橋施工控制參數(shù)敏感性分析[J].中國水運(yùn)，2017（7）：47-49.

[6] 陳峻.大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋0號(hào)塊開裂計(jì)算分析及預(yù)防措施[J].福建交通科技，2017（2）：65-70.

[7] 任更鋒，常仕東，張錦凱.連續(xù)剛構(gòu)橋零號(hào)塊高強(qiáng)混凝土水化熱效應(yīng)分析[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017（1）：309-319.

[8] 王志軍，傅偉佳.連續(xù)剛構(gòu)橋高強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)及應(yīng)用[J].北方交通，2016（7）：56-59.

[9] 韓智強(qiáng)，劉世忠，周勇軍，等.大跨彎連續(xù)剛構(gòu)橋自振頻率計(jì)算公式[J].太原科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2021（4）：288-291.