探討預應力混凝土預制梁桁架預制施工及安裝技術的應用

邸璐

摘要：在道路橋梁施工中，使用最廣泛的就是預應力混凝土預制梁結構。根據不同的地質形態和工況，預制梁的施工方法也是可以進行選擇的。其中最為常見的就是集中預制，然后用架橋機進行統一安裝。這種方法通常是在場地比較大，并且交通條件允許的情況下使用，但如果沒有這樣的條件則需要采用空中預制桁架的方法進行預制。文章通過工程案例，探討了桁架預制技術的施工特點和應用。

關鍵詞：預應力混凝土 桁架預制 預制梁 施工 水平移動

桁架空中預制彌補了預制場幾種預制的缺陷，在現代橋梁施工中有著十分重要的作用，加之市政道路擁堵情況嚴重，空地缺乏，這種預制梁預制技術的應用也越來越廣泛，下面重點探討其技術的特點和安裝應用。

1 桁架預制技術的特點

桁架空中預制后需要使用平移就位技術對預制梁進行安裝，這個技術的原理就是在兩個橋墩的中間沿著橋梁走向搭設鋼制桁架，并將其作為預制梁基礎。接著使用平移就位的安裝技術進行安裝。這種施工技術的優點就是不需要使用專門的預制場地以及預制梁的堆放場地，另外也節省了中間運輸環節以及大型起吊機械的安裝，這節省了很大一筆工程開支，有效控制了工程造價。其工藝技術簡單易學，并且具有可靠性，鋼制桁架也能夠循環使用，大大降低了工程成本，加快工程進度。

桁架預制技術的適用范圍非常廣泛，基本上對所有的預應力混凝土預制梁施工都能使用，尤其在沒有多余場地進行集中預制和堆放的情況下，或者在橋頭的引路部分。

2 施工和安裝工藝的具體應用

在A市某橋梁結構施工過程中，橋梁上部結構采用的是預應力混凝土預制梁。預制梁單幅5片梁每孔，共30米梁125片，40米；梁30片。該市交通擁堵，場地有限，使用傳統的預制梁施工技術非常困難，采用桁架空中預制以及水平移動就位的技術進行預制以及預制梁的安裝。

在此施工過程中，設計如下施工流程：承臺施工-鋼制桁架搭設-布置預制平臺-預制梁施工-預制梁平移就位-循環。

2.1 承臺、蓋梁以及墩柱的施工 要想使用桁架預制技術進行施工，需要先進行兩個橋墩的墩柱、承臺以及蓋梁的施工。該施工過程中，施工人員首先進行承臺的施工，在桁架搭建處澆筑一個混凝土平臺，這是便于桁架的鋼制立柱的建設使用。下圖是承臺以及墩柱等的施工平面示意圖：

2.2 桁架搭設 桁架立柱底部建立在找平之后的承臺上，通過墩柱，上部的荷載就能夠轉移到承臺之上，承臺可以將載荷傳給鉆孔樁，這樣就避免進行地基處理了。下圖為鋼制桁架的搭設示意圖：

鋼桁架通常是由幾段桁架連接構成的，每段之間都使用螺栓進行連接，這樣施工完畢之后也便于拆卸。在進行桁架拼裝時，為了安裝安全通常需要使用臨時支撐以及安裝平臺。計算鋼立柱以及鋼桁架的參數時也是非常方便的，通常只需要對施工荷載以及預制梁自重進行計算。由于鋼絞線出現張拉情況時預制梁就會中間起拱，因此相當一部分的荷載都會被分散到蓋梁的兩端，所以在進行桁架設計時一般不用考慮張拉力的影響。

2.3 預制梁的施工 雖然桁架空中預制不是在地面上，但是其施工的工藝和地面施工是相同的。首先都是先進行底模的鋪裝，接著進行鋼筋綁扎和波紋管安裝，然后再對端頭和側模進行安裝，穿插鋼絞線束，完成之后就可以向模中澆筑混凝土，和地面澆筑不同的是，空中預制最好使用天泵進行澆筑。等混凝土養護結束以后進行拆模處理，當其達到設計強度后準備對鋼絞線進行張拉，然后灌漿。等待灌漿的強度達到標準值的百分之七十時開始進行移動和安裝。為了便于拆裝模板，施工人員將局部底部預制梁模板安裝成活動模板，并在模板上加入兩個木楔，當進行平移就位時，將木楔敲掉，并對端頭模板進行拆除，并空余一定的位置方便頂升梁。

2.4 預制梁的安裝 在移動預制梁時，需要在蓋梁的頂部鋪設上枕木，并使枕木的上部在同一個高度，接著鋪設鋼軌，這樣就可以開始預制梁的平移就位和安裝了。為了加強平移的穩定性和安全性，鋪設的鋼軌通常使用兩根或三根。在開始移動前，首先要把端頭模板上的幾個木楔敲掉，然后把局部活動底模拆除并空出一些空間頂升梁。如下圖所示，在梁端的底端套上U形的鋼托，每個端頭使用一個50t的千斤頂緩慢進行頂升：

頂升后再梁底部裝上鋼軌，并安裝倒扣鋼槽當做滑板，落梁到槽鋼上。通過預制梁兩端的倒鏈葫蘆將預制梁水平橫向移動，牽引至預定位置。槽鋼的長度應比梁的寬度略大，并在槽鋼的左端安裝耳板，將倒鏈葫蘆的掛鉤和耳板進行連接，要注意移動的過程中，兩邊的倒鏈葫蘆一定要保持統一步調，用力均衡，這樣才能保證平移的正常進行。

在施工時，最先對靠邊的預制梁進行施工，然后再使用同樣的施工方法對其他的預制梁進行施工，對一跨的預制梁全部施工完畢之后再對下一跨進行施工，如此循環。下圖是預制梁平移就位示意圖：

3 施工工藝要求

在桁架空中預制以及平移就位安裝過程中，雖然工藝簡單方便，但是也要注意一些事項才能夠保證工藝的正常進行。

首先，要保證空中作業安全。預制平臺的兩邊要設置通長的施工操作臺，這樣方便施工人員進行鋼筋綁扎以及混凝土澆筑等施工活動，在平臺兩邊必須設置護欄，保護施工人員的人身安全。其次，進行預制梁施工和平移時，預制梁的兩端必須要設置三角支撐架，這樣可以控制外界不良環境以及移動過程中出現搖動而發生傾倒現象，預制梁安裝就位之后也要進行固定。再者，在頂升預制梁的過程中，最好不要兩端一起頂升。通常要在一短頂升、落梁之后再對另外一端進行頂升、落梁。最后，預制梁平移過程中倒鏈葫蘆的力度一定要均衡，保證兩端能夠步調一致。為此可以在鋼軌上預先劃定刻度，然后進行統一指揮，這樣就能夠最大可能保證預制梁的兩端有相同的位移。在移動過程中，由于預制梁本身比較長也比較重，因此需要緩慢前進，保證顛動在允許范圍內，確保移動的安全和順利進行。

4 桁架預制梁施工和安裝優點匯總

本技術和傳統的技術相比有以下幾點技術優勢：一，無須大型的安裝設備。利用桁架預制避免了大型起吊設備的安裝，只需要在安裝桁架和轉移的過程中使用小型吊車。平移就位安裝預制梁時，使用鋼軌和倒鏈葫蘆就能夠完成，所用工人極少。二，工期短。平均每個工作面七天就能夠將一片梁完工，其中包括鋼筋、模板的安裝以及澆筑混凝土、平移就位等這些主要的工序。三，工藝簡單、技術明了。鋼立柱和桁架的計算非常方便，并且受力明顯。和傳統預制梁不同，進行桁架空中預制時，不需要考慮張拉鋼絞線的張力產生的影響，不用做任何的地基處理。四，不需要進行地基處理。由于預制梁的施工平臺是空中桁架，因此不必進行專用場地的布置。由于在梁的兩端都有一根鋼立柱，而鋼立柱的支撐點在橋墩的承臺之上，通過鋼立柱可以將預制梁的荷載傳遞到承臺上，進而通過承臺將荷載傳遞到地下樁孔。這樣就不必再進行堆放地和預制的地基處理，便于工程管理。五，工程造價低。桁架空中預制基本上都是采用焊接處理，鋼材可以循環利用，在類似的工程中可以再次使用。在進行預制梁安裝時，投入費用非常小，只需要四個工人和兩個倒鏈葫蘆以及鋼軌就能夠完成。由于不需要安裝大型的起吊機械以及運輸和場地布置，省去了大筆工程費用，因此大大降低了工程造價。

5 結語

使用該技術進行使用，經過工程驗收完全符合設計要求，達到了預計效果。在該工程的施工過程中不必考慮預制梁的安放場地以及運輸條件的要求，不僅降低了施工人員的勞動強度，也節省了大量的支出。在今后預應力混凝土預制梁施工和安裝中，該技術值得推廣使用。

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