預應力混凝土連續剛構橋施工方法與應力監控的工程實例分析

（中鐵上海工程局一公司，安徽，蕪湖，241000）

【摘要】論文結合M大橋工程實例，對橋的下部墩身施工和上部箱梁施工的施工方法進行了闡述，并對M橋進行了應力監測，最后得出了應力監測結果。

【關鍵詞】大跨連續剛構橋；施工方法；應力監測

1 工程簡介

M大橋是某高速公路一合同段的兩個控制性工程之一。M大橋左線的中心樁號為LK38+877.30，主橋采用三跨變截面預應力混凝土連續剛構體系，孔徑布置為(55+100+55)m，橋梁全長215.4m。上部箱梁斷面為單箱單室形式，箱梁頂寬12.25m，底寬6.5m，箱梁根部梁高5.9m，跨中及邊跨合龍段梁高為2.5m，箱梁底板下緣按1.8次拋物線變化。橋梁下部墩身采用矩形等截面的空心墩，最高墩的高度為73m。

2 施工方法

2.1下部墩身施工

2.1.1墩身模板設計

(1)模板高度的選定。因M大橋墩身較高，在模板數量上共加工了3層模板，每層2m，總共6m。施工時，每次澆注2節模板的高度，即每次翻2層模板，澆筑4m高的墩身混凝土。

(2)模板構造的設計。薄壁空心墩身使用內外兩套模板，外模采用整體鋼模板，內模采用定型鋼模板。模板設有使用槽鋼制成的豎肋及后架，豎肋和后架皆為組焊而成。

(3)模板翻升。翻模施工時，落模后需要將模板向外滑出再起吊，在每塊模板后架底橫桿上設有簡易滾輪滑軌，滑出后再利用塔吊向上翻升。

(4)墩身空心頂部的模板設計。主墩頂部3m范圍和過渡墩頂部2.5m范圍為實心段。在

2.1.2塔吊及上下安全通道的設置

根據橋墩高度以及墩柱之間的距離綜合考慮，設置不同型號的塔吊滿足工程施工需要，施工時利用塔吊安裝、拆卸模板和向上運送鋼筋。墩身施工時，人員上下的安全通道采用門式爬梯，爬梯設置在主墩側部，同時為了保持爬梯的穩定，每5m高與墩身加固一次，通過墩身的通氣孔把爬梯固定在墩身上，以利于施工和檢查人員上下行走、安全便捷。

2.1.3鋼筋的制作和綁扎

為了便于綁扎薄壁墩身的鋼筋，在薄壁墩身的中間空心處搭設鋼管支架，作為存放鋼筋的平臺，同時在墩身四個角的位置及墩身的長邊中間位置預埋6根角鐵，角鐵與中間的鋼管支架連成一個整體，作為綁扎鋼筋的依托支架，在澆筑混凝土時，把角鐵直接澆在墩身中，不再取出。

2.2上部箱梁施工

2.2.1懸臂澆筑施工方法

在每處墩頂懸臂澆筑連續梁的施工中均使用2套菱形掛籃，并且應盡量保持在主墩上對稱平衡懸灌箱梁。0#和1#梁段采用在主墩墩身埋設預埋件搭設托架，在托架上澆筑成形。其它懸臂梁段在掛籃上對稱澆筑混凝土，邊孔邊部梁段采用搭設滿堂支架現澆施工。懸臂澆筑段和現澆段施工完成后，先邊跨合龍再中跨合龍最終形成三跨連續梁。邊跨和中跨合龍采用吊模現澆法施工，張拉合龍后鋼絞線完成體系轉換。

2.2.2掛籃的設計

M大橋的懸臂施工中采用菱形掛籃，同時采用合理的走行方式，以保證使桁架走行時的穩定系數大于2.0，進而滿足規范要求。掛籃由承重系統、底模系統、模板系統(內、外)、走行系統、后錨固系統組成，當1#梁段的混凝土強度達到設計強度的90%才可安裝掛籃。

2.2.3混凝土澆筑

(1)原材料。混凝土施工所用的骨料、水泥、外加劑必須符合有關規定。

(2)配合比設計。本橋懸臂澆筑梁段的混凝土設計標號為C50，由于梁段鋼筋及預應力管道較密，選用混凝土配合比的坍落度應在18-20cm為宜。

(3)混凝土攪拌與運輸。混凝土攪拌采用攪拌站集中生產，同時使用混凝土輸送泵車輸送混凝土。

(4)混凝土澆筑與振搗。

2.2.4預應力施工

(1)鋼絞線穿束。縱向預應力筋穿束前用通孔器疏通預應力管道，縱向預應力筋穿束時先將導線穿過孔道與預應力筋束連接在一起，由倒鏈牽引穿束。

(2)鋼絞線張拉。預應力束張拉選用YCW-350型千斤頂，ZB-500型電動油泵施張。

2.2.5合龍段施工及體系轉換

M大橋的連續梁施工采用在兩邊跨先合龍，形成兩單懸臂梁，最后在中跨合龍，形成三跨連續梁的步驟。邊跨合龍采用支架現澆合龍，主跨利用其中一套掛籃合龍。張拉合攏后鋼絞線完成體系轉換。

主跨合龍段施工時，將掛籃前移，簡支在兩懸臂端上，將掛籃改裝成吊架。然后在兩懸臂端加水箱配重，然后焊接勁性骨架，并進行鋼筋的綁扎、模板和波紋管的安裝。待合龍段達到設計強度后按順序張拉中跨底板預應力筋，最后拆除掛籃。

3應力監測

作為施工過程中的安全預警系統之一，結構截面的應力監測是懸臂施工橋梁施工監測的主要內容，它也是對橋梁的實際受力狀態進行評判和確保施工安全順利的主要依據。

M大橋全橋總共多個控制斷面，這里重點分析梁體墩頂部截面。每個截面上的應變計按預定的測試方向固定在主筋上，測試導線引至混凝土表面。側板2個測點與水平成45o方向角布置外(測主應力)，其余6個測點方向均為順橋向布置；1/4跨斷面布置8個測點，其測點方向均為順橋向布置；1/2跨斷面和合龍截面均布置8個測點，其測點方向為順橋向布置。底層鋼筋上，為了防止傳感器及其導線在澆筑混凝土時碰壞，但又不影響傳感器的受力，在布置傳感器的地方要注意混凝土的振搗方式，導線用注漿塑料管進行保護。

4 應力監測結果分析

通過在M的控制截面上布置應力測點，觀測在橋梁施工過程中這些截面的應力變化和應力分布情況，這里主要對M大橋上部梁體在施工澆筑前，澆筑后，張拉后的三個工況分別進行測量，并在少數數據出現偏差或異常時及時的增加了測量密度。

經過工程實地的應力監控可以看出，現場實測值與理論計算的應力值基本上是一致的，但也存在某些梁段的某些部位產生與理論值偏差較大的情況，不過這些偏差都在允許的范圍內。出現個別數值偏差的主要原因有以下幾個方面：

(1)在對實際結構通過一定的簡化建立計算模型時，為分析方便而簡化的一些因素可能對模型作用較小，但對結構的實際受力卻有很大的影響。

(2)由于結構體系十分復雜，因此在某些特殊的點上將可能出現局部應力的影響。

(3)在對結構進行現場監控時，測量數據過程中一般梁段混凝土加載齡期均偏小，同時受到混凝土收縮、徐變和溫度效應的影響，這些因素都會對監控的結果產生作用。

參考文獻

[1]馬保林.高墩大跨連續剛構橋[M].北京:人民交通出版社，2001

[2]徐君蘭.大跨徑橋梁施工控制[M].北京:人民交通出版社，2002

[3]顧安邦.橋梁施工監測與控制[M].北京:機械工業出版社，2005