預應力混凝土斜拉橋合攏段施工過程分析

崔行航

（聊城市公路管理局，山東聊城 252000）

1 工程概況

大橋主橋長度為205 m+460 m+205 m雙塔雙索面矮塔斜拉橋，全長870 m。主梁為單箱四室截面，索塔塔柱整體為H形鋼筋混凝土空心結構。全橋設3個合攏段，中跨合攏段1個，邊跨合攏段2個（見圖1）；邊跨合攏段長2.0 m，混凝土840.5 m3，中跨合攏段長2 m，混凝土470.7 m3。承臺下設置19根直徑3 m的鉆孔樁，樁間距6 m，其中，10#墩樁長34.5 m，11#墩樁長44.5 m。

圖1 主橋孔跨布置圖

2 施工方案總述

本項目中箱梁合攏段施工是整個箱梁施工重點部位，箱梁合攏即體系轉換是控制全橋受力狀況和線型的關鍵工序，因此箱梁的合攏順序、合攏溫度都必須嚴格控制，合攏段混凝土應在一日溫度最低時段（宜為溫差變化較小的時間段）在盡可能短的時間內澆注完成，設計合攏溫度應控制在18℃～20℃之間，并要求及時進行覆蓋養生，在混凝土達到設計要求強度后及時張拉預應力，減少或避免合攏段混凝土產生溫度、收縮等破壞性裂縫。

斜拉橋全橋箱梁合攏順序為：全橋箱梁的合攏由邊至中進行，即先施工兩邊跨合攏段，再施工中跨合攏段。合攏段采用吊架施工，利用掛籃底平臺布置吊架。掛籃施工，有利于保證施工的連續性，通過合理的施工控制使得懸臂澆筑預應力混凝士梁橋的各階段的內力與變形能達到預計值，并且最終能符合相關的設計要求，施工精度要求高，且經濟節約。邊跨直線段的支架地基要處理得當、嚴格夯實，不能將支架支在新堆的土層上，以防在合攏施工過程中邊跨直線段沉降過大，導致線形出現大的偏差，建議地基夯實后再在其上面澆筑一層厚度10 cm以上的混凝土。每個邊跨直線段的支架均應預壓，預壓時間要到位，以盡可能減小直線段澆筑后會發生的地基土層塑性變形。邊跨直線段的支架與模板剛度均應足夠大，以保證直線段表面平整，不出現凹凸不平的情況。

2.1 鋼筋的綁扎、預埋件的安裝和混凝土施工

（1）鋼筋分兩次綁扎，第一次安放底板、腹板、豎向及縱向預應力管道定位筋，第二次搭設腳手架、工作平臺和頂腹板內模板，安裝腹板、頂板及翼板鋼筋，同時安放縱、橫向及水平預應力鋼筋和管道。

（2）預埋件分結構預埋件、應力應變監控預埋件和施工用預埋件。其中結構預埋件和應力應變監控預埋件根據設計圖紙和監控單位提供的位置進行安設，包括預應力張拉的墊板、錨具、通氣孔、應力、應變預埋件等。

（3）合攏段混凝土施工同掛籃懸臂施工一樣，采用輸送泵輸送，配比及原材料同懸臂澆注。

2.2 中跨吊架

中跨合攏段與邊跨合攏段同樣的采用相同形式的吊架施工。中跨合攏段兩端平衡配重的設置施工以彎矩平衡為原則，配重重量以中跨合攏段混凝土重量/2=40.05 t,見圖2。

圖2 掛籃澆筑邊跨合龍段布置圖

為避開中跨主梁31號塊件施工時兩中跨掛籃前端相抵觸的情況及按目前施工進度考慮，建議在西岸中跨31號塊件施工完成后先合攏西岸邊跨合攏段，后移西岸中跨掛籃。這樣可避開掛籃前端抵觸的情況，同時保證主梁在懸臂工況下的安全。為滿足掛籃前端吊桿布置的合理性，拆除前吊桿鉸盒，在前吊點兩側分別設置一組精軋螺紋鋼，貫穿前下橫梁，錨固于前下橫梁底端，在合攏段埋預埋孔，待掛籃底平臺拆除后用同標號混凝土澆筑預留孔洞。

2.3 合龍段混凝土澆注

根據相關資料與同類施工經驗，本項目重點考慮季節性溫差和橋體內溫度殘余影響。結構內的溫度變形，由于混泥土剛施工時強度不夠，變形應力主要會作用在鋼鉸線上。根據橋梁施工規范中相關經驗公式可以得出鋼筋的應變為：εg=4ρL2f 2/εg，而溫度引起的實際應變為，根據施工經驗分析，則可把公式化為此時就能計算出，溫度變化對混凝土橋梁產生的實際變形為，這樣就跟科學的對施工控制進行指導。

在箱梁體內加剛性支撐(即勁性骨架)的方法以及降溫、早強的施工措施是非常必要的。全橋預應力束安裝。鋼支撐安裝前，懸拼段前端受溫度影響，將在各個方向反復發生位移，特別是在豎平面的上、下方向。此時合攏部分不能穿體外預應力筋，但可以穿好所有體內預應力束。先穿合攏施工需要初張拉的T1、B1、B9預應力束（共10束）。預應力束穿好后張拉端將千斤頂安裝好。預應力束下料長度應考慮懸拼段前端大位移的影響。預應力束（筋）初張拉。焊連鋼支撐時，穿好體外預應力筋 T5、T6、B12、B13。鋼支撐焊連結束后，立即按上下游對稱原則張拉預應力束（筋）。所有需張拉預應力束（筋）必須在氣溫有較大變化前張拉完畢。預應力筋（束）張拉完成后，再焊接豎直方向斜向鋼支撐，使合攏兩端完全鎖定。合攏段混凝土澆注選擇在夜間溫度變化值較小 (溫度控制在18℃～20℃左右)時進行，并保證混凝土在溫差變化較小的時間段內完成凝固，混凝土的初凝時間根據拌合站的拌合能力來確定，須控制在合攏段澆注完成后混凝土才初凝，以確保混凝土凝結過程中處于升溫受壓狀態不出現不利的壓應力。混凝土的施工順序按先底板，后腹板，再頂板的順序進行，混凝土入模坍落度控制在16～18 cm。為防止溫度變化影響產生裂紋，在頂板覆蓋麻袋養護，其余部位用淋水或噴水方法養護。混凝土強度和齡期均達到設計和規范的要求后，進行張拉、灌漿、錨固中跨合攏束。按照設計要求的編號順序張拉預應力束，并灌漿。

2.4 結果分析

加壓20 t對索塔偏位及應力的影響見表1。加壓對主梁線形影響見圖3。

表1 加壓20 t對索塔偏位及應力的影響（單位：MPa,cm)

圖3 加壓對主梁線形影響圖

通過計算可知，加20 t壓重調整1.8 cm的合攏高差對索塔應力的影響也只有0.06 MPa左右,并且將使得27#索塔向河中多偏0.48 cm,使得28#索塔向河側少偏移0.37 cm。經分析可知，由于27#墩跨中梁端施加臨時荷載，這將導致27#索塔向河側偏移，合攏后卸載將導致28#索塔向岸側偏移，根據圖3分析結果可知，該項目取得合攏效果較好。

4 結語

本文通過施工實際案例，分析了大跨度預應力混凝土橋梁施工中的影響因素，并從該角度出發，對橋梁結構進行理論計算。同時在施工過程中切不可掉以輕心，應切實加強施工單位的現場管理，嚴格按設計圖紙和技術規范施工，不斷總結施工經驗，合理的進行施工控制，取得了良好的施工效果。

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