大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工控制技術(shù)

職文濤

【摘要】鐵路公路的建設(shè)與發(fā)展，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的騰飛。橋梁是鐵公路的主要組成部分。以往的橋梁，是幫助鐵公路線路突破山川、湖泊等障礙物的阻礙，保證鐵公路路線不受地勢與周邊環(huán)境的影響。而如今，橋梁建設(shè)越來越發(fā)達(dá)，混凝土連續(xù)梁作為新型橋梁在橋梁建設(shè)中越來越普及。連續(xù)梁是用多段主梁拼接，以增大橋梁下部空間，增加其利用率。減少橋墩的數(shù)量，橋墩跨度變大，不僅使橋梁造型美觀，其造橋成本也相應(yīng)降低。

【關(guān)鍵詞】大跨徑預(yù)應(yīng)力；混凝土連續(xù)梁；控制因素

引言

大跨徑橋梁，是橋梁的主梁采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，增大橋梁下部結(jié)構(gòu)橋墩之間的距離，也稱之為大跨度橋梁。大跨徑橋梁因其橋墩距離大，橋墩數(shù)量有所減少，造橋成本比小跨徑橋梁低。而因其橋梁主梁的長度是有嚴(yán)格技術(shù)以及施工規(guī)定的，在大跨徑橋梁的設(shè)計(jì)上，一般采用混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。混凝土連續(xù)梁各節(jié)段主梁之間的拼接，需要更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)念A(yù)應(yīng)力技術(shù)，方能保證主梁的高抗壓、高抗裂等，以達(dá)到安全通行的目的。

一、大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的施工方式

大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁是依據(jù)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土橋梁中的應(yīng)用原則而延展出來的新型橋梁建造方式。由于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁主梁的長度尺寸有科學(xué)規(guī)定，一段主梁所能承載的負(fù)荷也是有極限的。大跨度混凝土橋梁，考慮到橋墩之間的距離比較大，對橋梁進(jìn)行分段建造。混凝土連續(xù)梁一般采用分段懸臂澆筑法施工，后期將各節(jié)段混凝土主梁合攏拼接。

當(dāng)橋梁下部結(jié)構(gòu)（包括橋墩、橋臺、基礎(chǔ)）建造完成之后，將各主梁節(jié)段從橋頭至橋尾進(jìn)行合攏拼接，完成全橋形態(tài)。為確保整個(gè)橋梁的抗壓抗裂性能，在澆筑各節(jié)段主梁時(shí)，對每個(gè)節(jié)段施加預(yù)應(yīng)力。橋梁合攏后，將各節(jié)段主梁預(yù)應(yīng)力融合。由于主梁節(jié)段混凝土澆筑時(shí)間不同，每次混凝土澆筑的質(zhì)量不一樣，澆筑時(shí)自然氣候、溫度濕度不一樣，會(huì)造成主梁節(jié)段的抗性不同。

二、大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的施工控制

2.1施工前的控制

大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁澆筑前的施工控制[1]主要包括：實(shí)時(shí)測量、現(xiàn)場描述及數(shù)據(jù)計(jì)算三個(gè)方面。

橋梁建設(shè)之前，橋梁工程師需要到項(xiàng)目地點(diǎn)對橋梁規(guī)劃路段進(jìn)行實(shí)時(shí)測量。對橋梁的長度、高度，橋梁路線，以及橋墩的設(shè)立點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。另外，由項(xiàng)目地點(diǎn)自然氣候因素而影響其后期混凝土澆筑溫度、濕度，混凝土強(qiáng)度徐變范圍，也是監(jiān)測的工作范疇。現(xiàn)場描述，是將實(shí)地測量的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，帶回實(shí)驗(yàn)室，將目標(biāo)橋梁的建設(shè)架構(gòu)、自然環(huán)境編輯入檔，利用模擬仿真技術(shù)將項(xiàng)目現(xiàn)場進(jìn)行重塑，并設(shè)計(jì)科學(xué)的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)方案。結(jié)合項(xiàng)目地點(diǎn)測量的精確數(shù)值，設(shè)計(jì)連續(xù)梁的分段形式。在經(jīng)過現(xiàn)場數(shù)據(jù)、混凝土連續(xù)梁各節(jié)段混凝土工藝數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與比較，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，以獲得最高性能的混凝土連續(xù)梁施工方案。數(shù)據(jù)計(jì)算不是簡單的將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而是將數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，進(jìn)行混凝土連續(xù)梁初方案定制、實(shí)驗(yàn)施工、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢測、實(shí)驗(yàn)修改到最終施工方案的確定。這是一個(gè)多次試驗(yàn)反復(fù)循環(huán)的過程。

施工前的控制是依據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場的詳細(xì)狀況，結(jié)合大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的施工控制理論知識，經(jīng)過數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)檢測與數(shù)據(jù)比較，制定混凝土連續(xù)梁的施工方案。此方案具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)性，確保建造的混凝土連續(xù)梁具備高度抗性。

如下列舉南京長江第二大橋北汊橋施工前的控制系統(tǒng)：

由上表可看出，南京長江第二大橋北汊橋在施工前，將混凝土連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力控制作為系統(tǒng)圖繪制出來。在做混凝土連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力控制檢測時(shí)，按照計(jì)劃進(jìn)行。

2.2施工中的控制

大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工過程中的控制系統(tǒng)分為混凝土預(yù)應(yīng)力檢測，混凝土連續(xù)梁澆筑環(huán)境的自然因素的檢測。

現(xiàn)澆橋梁節(jié)段主梁工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高。混凝土預(yù)應(yīng)力的檢測，包括混凝土施工原材料的檢測以及混凝土施工質(zhì)量的檢測。混凝土施工原材料[2]有水泥、細(xì)砂、碎石等集料，添加劑（可不添加）以及水。混凝土原材料可謂種類繁多，混凝土原材料的質(zhì)量也能影響混凝土連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力。選擇混凝土原材料時(shí)，要選擇信譽(yù)高的建材商合作，其質(zhì)量與售后均有保證。混凝土制作過程中，混凝土各材料所占比例是需要考量的重點(diǎn)因素。不同比例的材料混合制作出的混凝土抗性不同。材料比例的確定要根據(jù)混凝土連續(xù)梁施工相關(guān)規(guī)定，結(jié)合目標(biāo)橋梁的特性進(jìn)行調(diào)整。確定混凝土材料種類以及比例后，混凝土攪拌方式、攪拌速度和攪拌時(shí)間均能影響混凝土的預(yù)應(yīng)力。作為大跨度橋梁，混凝土的攪拌方式一般選擇機(jī)械攪拌。而其攪拌時(shí)間與攪拌速度，則需要高技能攪拌員在不斷實(shí)驗(yàn)中確定。

混凝土攪拌完成后，其養(yǎng)護(hù)的自然環(huán)境也對混凝土預(yù)應(yīng)力有影響。作為大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，其橋梁本就是分段的。同一主梁的各節(jié)段梁，由于混凝土制作具有時(shí)間差，后期澆筑、定型、養(yǎng)護(hù)都有差異。特別是每個(gè)時(shí)間段的環(huán)境氣候不一樣，著重影響了混凝土性能。施工現(xiàn)場影響混凝土預(yù)應(yīng)力的自然環(huán)境包括：溫度、濕度、溫差、日照強(qiáng)度以及大風(fēng)雨、大風(fēng)雪、冰雹等罕見不確定氣候[3]。

2.3施工后的控制

混凝土連續(xù)梁各節(jié)段澆筑完成之后，要對混凝土預(yù)應(yīng)力進(jìn)行測試。由于是大跨度混凝土連續(xù)梁，因此，對于每節(jié)段混凝土橋梁的預(yù)應(yīng)力測試之后，要對節(jié)段合攏后的整體預(yù)應(yīng)力進(jìn)行測試。

混凝土節(jié)段梁預(yù)應(yīng)力的檢測，是在混凝土節(jié)段梁中，采用低松弛鋼絞線、鋼筋和冷拉鋼絲等材質(zhì)，給混凝土節(jié)段梁施與壓應(yīng)力或者壓應(yīng)力。混凝土各節(jié)段梁需根據(jù)制作的時(shí)間性、氣候性施與恰當(dāng)力度的應(yīng)力。根據(jù)混凝土節(jié)段梁的所處位置，以及橋梁的規(guī)劃方向，預(yù)告混凝土節(jié)段梁的負(fù)荷力度與負(fù)荷方向，施與混凝土節(jié)段梁的恰當(dāng)方向的應(yīng)力。混凝土連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力施加最困難的部位，是混凝土各節(jié)段梁的拼接處。拼接處兩節(jié)混凝土節(jié)段梁，一般選擇想通施工環(huán)境的混凝土，最好是同一批次的混凝土，保證兩節(jié)主梁性能接近。而在對兩節(jié)主梁施與預(yù)應(yīng)力時(shí)，拼接處的相互摩擦，拼接點(diǎn)的弱抗性要進(jìn)行加強(qiáng)。拼接處預(yù)應(yīng)力施加不當(dāng)，兩節(jié)主梁容易分離，情節(jié)嚴(yán)重時(shí)兩節(jié)主梁斷開。

三、結(jié)語

預(yù)應(yīng)力技術(shù)保證混凝土橋梁的抗壓性、抗裂性等性能，增強(qiáng)了混凝土橋梁的使用壽命。而作為大跨度混凝土橋梁，其混凝土連續(xù)梁不僅需要對每節(jié)段主梁施加預(yù)應(yīng)力并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力質(zhì)量檢測，其重點(diǎn)工程是節(jié)段梁拼接部位的預(yù)應(yīng)力質(zhì)量控制。我國橋梁建設(shè)由以往簡單滿足功能需求，到如今追求美觀、追求空間利用率，大跨度混凝土橋梁在生活中越來越普遍。并且，大跨度混凝土橋梁將作為新型橋梁、引領(lǐng)新型施工工藝的橋梁，將在日后的橋梁建設(shè)中占據(jù)更重要的地位。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒海云.大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制技術(shù)研究[D].西安：長安大學(xué)，2013-01-12.

[2]劉來君.大跨徑橋梁施工控制不確定因素分析[D].西安：長安大學(xué)，2012-12-04.