預應力混凝土連續剛構懸臂施工技術及應力控制分析

喬守朝

（中鐵十六局集團第三工程有限公司， 浙江 湖州 313000）

1 工程概況

住龍鎮3#橋位于麗水市龍泉市住龍鎮，該橋坡陡崖峭，地處75～85°的V 型河谷中，高度百余米，橋下谷底凈寬不足20m，有效場地不足600m2，且受山谷洪水威脅大，施工道路相當不便。

橋梁總長度為213.9m，梁跨采用（54+100+54m）懸臂澆筑預應力混凝土連續剛構梁布置，箱梁斷面為單箱單室形式，箱體底面寬度600cm，全橋現澆箱梁懸臂長度為200cm。翼緣板端部20cm 厚，根部厚度為75cm。墩頂處箱梁梁高600cm，各跨跨中以及現澆梁段梁高均為260cm，箱梁高度按1.8 次拋物線變化。

2 掛籃施工

具體施工方法為采用千斤頂頂推方式行走，已施工前梁段上采用后錨式固懸掛施工，在已澆筑的梁段上進行下一節段的模板、鋼筋、預應力管道安裝、混凝土澆筑等工作，待完成一節段混凝土澆筑后，掛籃前移就位，之后再進行下一節段的混凝土澆筑，如此反復，直至混凝土澆筑完成。

2.1 掛籃結構形式、主要性能及特點

（1）適用施工節段長：3.0～4.0m；

（2）適用梁高：6～2.6m；

（3）掛籃設計重量：580kN；

（4）超載系數?。?.05；

（5）掛籃行走時的沖擊系數?。?.2；

（6）抗傾覆穩定系數：2.0；

（7）行走方式：采用千斤頂頂推方式；

（8）掛籃主要由七個部分組成：主桁系統、底籃系統、行走及錨固系統、調整系統、模板及操作平臺。

掛籃桁架斷面見圖1。

圖1 菱形掛籃桁架斷面圖

2.2 掛籃荷載試驗

為了保證掛籃在懸臂澆筑及行走過程中的安全性，在0#塊上首次拼裝完成后，有必要對其進行加載試驗，以檢驗掛籃的計算撓度值和實際撓度值是否存在偏差，應當注意的是，加載時要按施工中掛籃受力最不利的梁段荷載進行1.2倍超載預壓。具體試驗過程中加載分0、80%、100%、120%三個等級完成，待每級荷載加載完成且穩定后隨即觀測，觀測各級加載作用下產生的撓度以及最大荷載作用下的控制應力。

2.3 鋼筋及預應力筋管道制作

按設計要求下料加工制作，按照結構尺寸和部位進行分類堆放，按照底板、腹板、頂板依次進行，綁扎過程中采用梅花形布置，且每平方不少于4 個墊塊。預應力管道位置必須按照圖紙設計要求進行定位，預應力管道在平彎或者豎彎段適當加密定位網片，確保預應力管道平順。

2.4 混凝土澆筑

在鋼筋綁扎完畢、預應力孔道安放及預應力筋施工結束后，并按要求預埋掛籃行走及錨固所需各類預埋件及預留孔道，確認以上工序符合施工要求后進行混凝土澆筑，澆筑順序依次為底板、腹板、頂板，對稱澆筑[1]。澆筑完成后，應及時覆蓋土工布并進行灑水養護，確保梁體濕潤。

2.5 預應力張拉和壓漿

預應力連續懸臂箱梁，縱向預應力鋼束主要由兩部分組成：（1）懸灌施工施加的預應力束，其作用為承受懸灌梁段自重和施工荷載，保證懸灌梁不斷向前延伸，大多分布在腹板內向下彎曲或是頂板內，在下一梁段施工前施加完畢；（2）承受連續梁恒載和列車活載施加的預應力束，多分布在腹板底部和底板內，在施工過程中逐段完成。

2.6 合攏段施工

（1）合攏段。箱梁為3 段合攏段，合攏順序遵循“先邊跨，后中跨”的施工原則，邊、中跨合攏段混凝土采用掛籃施工。在合攏段施工過程中，應保持T 構兩端懸臂端受力盡量接近以及保持懸臂端的平衡穩定，防止合攏過程中出現懸臂箱梁變位。

（2）合攏段施工要點。①在確定合攏前期隨時掌握天氣預報情況，分析天氣溫度與混凝土溫度的關系，以便確定具體合攏時間，選擇一天氣溫最低時間段灌注段混凝土。②在中跨合攏前，按要求用千斤頂在合攏口兩端同步對稱施加2000kN的水平推力，使梁體產生前后各3cm 的強迫位移，用以抵消梁體的收縮變形。

3 應力檢測

應力檢測是保證該大橋在施工過程中和運營時安全的主要依據，也是大跨徑連續梁橋施工的主要內容之一[2]。

全橋設置7 個斷面作為應力觀測斷面，分別是一號墩懸臂根部B1、B2 斷面，二號墩懸臂根部B3、B4 斷面，距一號墩中心線0.4L 處A1 斷面，距一號墩中心線L/4 處A2 斷面，中跨跨中A3 斷面。表1 為A1 斷面應力觀測數據，其余觀測斷面應力值滿足規范要求。

表1 A1 斷面應力觀測數據

在施工過程中，混凝土應力值會隨著塊段的澆筑與預應力的張拉不斷增大。每澆完一個塊段，待混凝土達到強度后，進行預應力束的張拉，在12 號塊段完成預應力束張拉后各斷面應力值達到最大，合攏完成后兩個T 構形成整體，橋梁中進行應力重分布，此后應力狀態趨于穩定。通過對所觀測的數據進行研究計算，其具體值皆小于規范允許應力值，滿足安全要求。

從成橋的線形來看，說明采用程序計算的理論結果是可靠的，能夠保證連續梁在整個施工過程中，其實際應力狀態一直處于安全有效的控制之中。

4 結束語

本文通過對懸臂澆筑法的施工工藝及應力控制進行了論述，在施工單位和檢測單位的共同努力下，預應力連續剛構橋梁順利完工，可為今后的類似施工提供借鑒。