預應力混凝土施工技術在連續剛構橋中的應用

汪益林

摘要：與跨徑相同的簡支梁橋相比，連續剛構橋截面控制彎矩相對減小，選取平衡懸臂施工方式，將增大橋梁單跨跨徑。因傳統鋼筋混凝土連續體系具有相對有效的跨越能力，預應力混凝土技術能夠為連續體系提供新的發展空間，是提升跨越能力的重要途徑。文章通過工程案例，主要對連續剛構橋基本構造特點、施工工藝進行了分析。

關鍵詞：公路工程；連續剛構橋；預應力混凝土施工技術；平衡懸臂；橋梁跨徑 文獻標識碼：A

中圖分類號：U448 文章編號：1009-2374（2016）03-0095-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.048

作為預應力混凝土大跨梁式橋的主要形式，連續剛構橋對連續梁、T型剛構橋的受力特點進行了綜合，將主料做成連續體和薄壁橋墩固結形成。其與連續梁具有一致性，可形成一聯多孔，在長橋內，可以選取剪力鉸進行多個中間孔連接或簡支掛。因體系溫度改變及混凝土收縮等情況，如連續剛構橋跨徑大、墩高度小，在墩頂位置將出現極大的水平位移，為降低墩內水平位移出現的彎矩，可選取水平抗推剛度小的雙薄壁墩進行連續剛構橋施工。

1 連續剛構橋基本構造的特點

1.1 橋梁跨徑

等跨度連續剛構橋與不等跨連續剛構橋為連續剛構橋的主要形式。為避免中跨跨中出現異號彎矩，三跨連續剛構橋邊跨長度應為中跨跨長的50%～80%。當邊跨長度減少時，可降低邊跨與中跨的跨中彎矩，同時邊跨跨長、中跨跨長比值也和施工選取的方式具有緊密的聯系。

1.2 箱梁根部底板厚度

伴隨梁高改變，變截面箱梁底板厚度也會發生改變，一般需將墩頂底板厚度控制在梁高的10%～12%之間，200～250mm為跨中位置底板厚度，120mm為底板最小厚度。

1.3 箱梁頂板厚度

箱梁頂板厚度必須與橋面板橫向彎矩需求與布置縱向預應力筋需求進行最大限度的滿足，其跨中截面分析，腹板間距3.5m，頂板厚度180mm；腹板間距5.0m，頂板厚度200mm；腹板間距7.0m，頂板厚度280mm。

2 工程案例

某工程總長度為410.65m，預應力混凝土簡支梁橋（1cm×32cm）+預應力混凝土連續剛構橋（96m+168m+96m）為橋跨布置情況，56m為最高墩，單箱單室變高度變截面箱梁為梁體結構，11m為0號段梁高，5.5m為跨中、邊跨梁端位置梁高。等高直線段主要包含梁體下緣（中跨中部、邊跨端部除外），其他為二次拋物線。361.6m為梁體總長度，11m為箱梁頂板寬度，7.8m為箱寬度，619.6m3為0號段混凝土。HVM15-19型為錨具類型，選取HVBM15-4扁形錨具作為張拉段，選取HVM15-4P型錨具進行錨固端錨固。選取精軋螺紋鋼筋（Ⅳ級32mm）作為豎向預應力筋，錨固為YGM-32螺母。

3 公路連續剛構橋施工中預應力混凝土技術的施工工藝

3.1 掛籃

按照該工程連續剛構橋結構特性與相關規定，可進行掛籃設計參數的確定。2707kN為掛籃混凝土懸臂澆筑最大階段重量，100kN為施工機械與施工人員荷載重量。3m、3.5m、4m為澆筑箱梁分段長度，要求掛籃需滿足其規定。

完成設計加工掛籃施工后，在橋梁掛籃懸臂施工中必須先張拉預壓梁內的鋼再拆除模板。拆除底模后，外滑梁用錨桿在主構架側面進行錨固，吊架時后托梁用倒鏈在側面進行懸掛。將與最長混凝土塊相同長度的軌道鋪設在混凝土澆筑好的位置，并和原有軌道進行焊接，確保其軌道的整體性。在移動掛藍的過程中，將滑梁需要的吊點扣架及時在頂板預留孔位置進行安裝，進而增加橋梁結構的穩定性及提高其強度。

3.2 0號段施工技術

3.2.1 模板安裝。0號段模板為2套，內模、外模、底模、端模為各套模板的構成部分，懸灌段施工中部分外模可用于掛籃模板。選取常規現澆法進行空心墩頂底模、懸臂端底模進行施工，采用分體框架式鋼模板作為外模，框架連接可選取M16螺栓，以此對其整體剛度進行有效提升。利用拉桿在外模對腹板內模進行固定，選取拉桿固定橫隔板內模。全部內模由鋼管（45mm直徑）支撐作為立模平臺，120cm為支撐間距，并在底板上下主筋固定。

3.2.2 鋼筋施工。相比普通現澆梁施工工藝，該工程鋼筋綁扎、焊接方式相同，為確保澆筑混凝土過程中不出現預應力孔道偏移情況，可選取Φ10鋼筋將定位網焊接為剛性骨架，并在豎向主筋上焊接定位網骨架。

為確保波紋管剛度符合施工要求，應遵循50cm以上間距進行定位網密度布置。

3.2.3 混凝土施工。根據本工程需求，可選取高性能混凝土進行施工。一般選取級配好的中砂作為細骨料，2.6～2.9之間為細度模數，并通過洗砂機清洗進場中砂，要求1%以下為其砂子清洗后的含泥量。碎石為粗骨砂的主要類型，應確保其具有良好的級配。拌和混凝土時，其順序如下：粗骨料、細骨料投入→70%水加入（時間為30s）→水泥投入攪拌→粉煤灰、減水劑添加→30%水加入。

在梁高5.4m位置確定分層澆筑分界線，304m3為第一層澆筑量，315.6m3為第二層澆筑量，10天為澆筑最長間隔時間。選取泵送混凝土方式供應混凝土材料。布料施工中應將2個固定輻射漏斗搭設到作業平臺上，泵送混凝土需先向輻射漏斗流入，并按照輻射漏斗出口插板對泵送混凝土流向加以控制，達到均勻布料的目的。

3.3 合龍段施工

按照設計規定，18℃為合龍最佳溫度。相比梁體混凝土標號，合龍段混凝土標號應高出一些，遵循合龍邊跨→卸落邊跨現澆段支架→合龍中跨為合龍的施工順序。邊跨合龍段和中跨合龍段具有相似的施工流程，其不同工序為梁端面頂推力的施加。為避免澆筑混凝土施工中邊跨合龍段由于懸臂段擾度改變產生剪力，需將雙道剪刀撐設置于箱梁內部（圖1）。剪力撐可進行250T豎向剪力的有效抵抗，完成邊跨合龍段混凝土澆筑作業后，其強度達到80%時，應拆除臨時鎖定，并把全部預應力束向設計張拉力補張。

完成邊跨合龍段張拉作業，應及時拆除邊跨現澆段底部支架，前進中跨一個掛籃，以此達到中跨合龍段模板體系形成的目的，并清理干凈相近2個T構梁面雜物。同時需將臨時支撐（6個）設置于合龍段，每個焊接材料為140b工字鋼，數量為2根。完成安裝鋼筋、預埋件工作后，應焊接支撐和楔子、楔子和預埋鋼板間。在合龍段臨時鎖定施工中要求在800KnT范圍控制每束臨時張拉力，完成混凝土灌注施工，并利用雙層草袋對其頂面進行覆蓋，灑水養護需在箱體內外、合龍段前后1m內進行。當混凝土強度與設計強度一半相符時，可將合龍段模板拆除，再將臨時鎖定解除。相比設計強度，混凝土強度在80%左右，需按照一定順序進行永久束張拉。完成全橋合龍作業后，應進行后期鋼束張拉，必須一次完成張拉后期束，最后進行壓漿施工。

3.4 三向預應力施工技術

體內后張預應力混凝土結構，應將預應力孔道預留到混凝土體內。在波紋管接長過程中，可選取外接頭，并將接口進行修正，確保其平整性，同時定位、加固波紋管。完成混凝土澆筑及取出襯管后需及時進行穿束作業。穿束前，預應力束頭可利用銅焊進行錐型焊接。一般引線如人工穿鋼絞線（單根）完成，隨后由卷揚機拉動引線穿束。作為預應力施工的重要環節，張拉施工要求在箱梁橫截面縱向預應力鋼束必須保持對稱張拉，并對整個張拉過程進行全面監控，如出現意外情況，必須馬上停止施工，避免斷絲等情況發生。構件完成張拉施工后應及時進行壓漿，壓漿前錨環、夾片縫隙需由水泥砂漿封堵。單孔壓漿不能中斷，根據壓漿方向由專人對排氣孔依次封堵，直到濃漿由另一端流出并封堵，隨后將通氣孔打開，對空氣、清水流出情況進行詳細檢查。該過程需持續加壓到0.8MPa，時間為5min，確保油壓表穩定后，即可將截止閥關閉，將壓漿管拆除。完成壓漿后，應將多出部分的鋼絞線切除。

4 結語

綜上所述，作為公路工程橋梁的主要類型，連續剛構橋施工工藝是否合理、科學、有效直接關系著公路工程建設的整體質量。因連續剛構橋具有較大的跨越能力、合理的受力情況、良好的結構整體性能，橋面連續能夠確保行車的舒適度、安全性，為此在工程施工中得到了廣泛的應用。預應力混凝土技術在連續剛構橋施工中的大量使用，為提升施工技術水平提供了可靠的保障，是推動公路橋梁事業快速發展的重要途徑。

參考文獻

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（責任編輯：秦遜玉）