城市軌道交通連續U梁邊跨預應力優化分析

呂明亮

（中交一航局路橋分公司，天津 300456）

在連續梁施工過程中，做好連續梁邊跨預應力施工屬于非常重要的工作內容。尤其是對于城市軌道交通連續U梁設計為薄壁結構，邊跨厚度僅40cm。在開展預應力連續橋梁施工的過程中，必須制定完善的監管機制，通過多個方面進行管理和監管，保證施工方案的合理性以及所有施工材料的質量，具體的施工也應嚴格按照施工流程開展。只有這樣，才能切實保證橋梁結構的穩定性，避免其在應用過程中發生變形，推動整個橋梁工程可持續發展。

1 影響連續U梁邊跨預應力效果的因素

1.1 施工流程不規范

總結以往的施工經驗，在連續梁邊跨施工過程中，流程不規范是影響預應力效果的重要因素之一。其具體體現在以下幾方面：①在鋼筋安裝時，沒有對橋梁結構的結構和架體進行綜合性評估及驗算，從而造成安裝時所使用的鋼筋結構自重超出支撐體系承載能力，引起結構形變、裂縫等問題，降低了結構的穩固性；②在施工過程中對于一些常見病害，如結構裂縫、積水等，如果沒有及時對其進行處理，會逐步擴大病害帶來的負面影響，使預應力影響逐漸過大，最終導致結構使用年限縮減。

1.2 材料質量不合格

在工程施工期間，材料質量不合格也是影響預應力效果的重要因素，其具體體現在以下幾點：①在設計階段所參考的數據總量較少，這也降低了采購方案中相關內容的合理性，使初始狀態下采購的材料合規性較差，從而影響連跨結構的施工質量；②材料出入庫管理合理性較差，在連續梁邊跨施工過程中，需要應用到不同強度、不同級配的施工材料，而材料在進入現場后也需要按要求進行分類堆放，由于缺乏可靠的管理計劃，導致材料管理過程中出現混用的情況，使結構初始強度不滿足既定要求，從而影響整個結構的應用質量；③水泥、外加劑等材料長時間未使用容易出現變質的情況，若沒有及時篩選出來，也會降低結構原有預應力參數，影響材料本身的應用質量。

1.3 澆筑方法不規范

連續梁施工時，需要注重澆筑過程的控制，確保連續梁最終的成型效果。而部分施工單位所使用澆筑方法的合規性較低，直接降低了澆筑后連續梁的成型質量。其具體體現在以下幾個方面：①混凝土振搗工藝不合理。由于連續U梁邊跨鋼筋分布較密，尤其是拉鉤筋梅花分布，且縱向落差較大，采用常規插入式振搗棒很難形成有效振搗通道；同時，邊跨與底板交接倒角位置無法插入振搗，導致振搗效果較差；②澆筑間隔時間過長，連續U梁施工期間主要采用分層澆筑的方法進行施工，相互層間的間隔時間不能超過60min，若間隔時間過長導致下表面出現初凝的情況，這樣也會導致連續梁出現分層問題，影響到預應力分布效果；③沒有按照既定要求對振搗時機和振搗時間進行控制，使混凝土凝結后出現麻面、蜂窩、裂縫等病害，此問題也會影響結構內部的應力分布，影響結構穩定性。

1.4 懸臂施工不合理

進行區間連續梁邊跨預應力作業時，懸臂施工屬于非常重要的工作內容，該環節控制質量較差時也將直接影響結構的成型質量。總結以往施工經驗，相關問題具體體現在以下幾方面：①懸臂長度不滿足要求，無法和預應力鋼筋所在位置達到平衡態，這也使得橋梁中心位置出現較為嚴重的偏移，增加橋梁結構倒塌的風險；②在懸臂工作期間沒有做好監管工作，使其沒有按照既定工序完成施工，這也在很大程度上埋下了安全隱患，如果在驗收階段才發現該問題，也會增加返工的時間成本和經濟成本，降低了企業的經濟效益。

1.5 結構設計不合規

除了上述提到的應用問題外，在城市軌道交通連續U梁邊跨預應力施工過程中，還存在結構設計不合規的問題，具體體現在以下幾方面：①各項參數計算結果合規性較低，在有限元模型中所依托的數據基數較少，在很大程度上提高了計算結果的偏差性，從而影響后續施工活動的順利進行；②結構設計內容牽涉到許多學科內容，并且存在設計沖突的問題，因為前期溝通頻率相對較低，沒有及時處理沖突問題，這也導致后續施工時施工變更頻率的增加，降低了結構設計方案本身的指導價值。

2 連續U梁邊跨預應力優化措施

2.1 規范預應力施工流程

通過規范預應力施工流程，有利于各環節施工活動的順利進行，確保結構預應力分布的合規性。在實際應用中：①在鋼筋安裝過程中，需要根據橋梁結構對架體進行嚴格驗算，可以依托于有限元模型完成鋼筋結構參數的確定，確保結構自重處于安全范圍內，如果出現結構自重超出支撐體系承載能力的情況，也需要及時做好加固處理工作，以提高結構的穩定性；②在施工過程中對于一些常見病害，需要及時對其進行處理，同時也需要做好病害處理過程的記錄工作，降低病害帶來的負面影響，使連續梁結構維持在相對穩定的狀態。

2.2 加強材料質量管理

通過加強材料質量管理，可以為結構預應力均勻分布創造良好條件，提升結構施工后的穩固性。在具體應用中：①在設計階段利用大數據技術增加參考數據總量，根據分析結果來擬定采購方案，提升所采購材料合規性，為連跨結構施工質量的提升奠定基礎；②加強材料出入庫管理，在區間連續梁邊跨施工過程中，會使用到許多類型的施工材料，在材料入庫時需要按照要求對其進行合理堆放，做好防潮、防曬等措施，同時做好出庫抽檢核對工作，避免材料混用的情況，使結構初始強度滿足既定要求，提高結構的應用質量；③對于長時間未使用的材料，再次使用前需要重新進行質量校驗，及時篩選出變質材料，確保施工過程中，所使用材料的統一性[1]。

2.3 監管懸臂施工流程

通過嚴格監管懸臂施工流程，能減少不合規操作的發生，確保連續梁預應力施工的順利進行。在具體實施過程中：①在前期做好懸臂長度的計算工作，借助模擬實驗確定懸臂的具體長度，使其可以和預應力鋼筋所在位置達到平衡狀態，避免橋梁在應用中出現中心位置偏移的問題，提升橋梁結構的穩定性；②在懸臂施工期間，也需要做好監管工作，使其能夠按照既定工序完成施工，并且做好節點質量的驗收工作，待驗收通過之后，再開展下道工序，確保成品結構的施工質量[2]。

2.4 細化預應力澆筑方法

通過細化預應力澆筑方法，有利于提高連續梁成型質量，確保預應力分布過程的合理性。在具體實踐中：①優化鋼筋分布及振搗工藝。采用附著式振搗器+插入式振搗棒相結合的振搗工藝。對于邊跨與底板連接倒角以上30cm范圍內采用附著式振搗器進行振搗；對于上部邊跨分層振搗采用插入式振搗棒進行振搗。另外，在確保鋼筋整體結構滿足受力要求前提下，對邊跨鋼筋進行調整分布，確保能夠形成有效插入振搗通道；②如上文所述，連續U梁在施工期間采用分層澆筑的方法進行施工，相互層間的間隔時間不能超過60min（或根據混凝土配比及現場工況確定）。如在夏季高溫施工還需要根據外界氣溫進一步調整間隔時間，現場應重視該環節施工內容，做好監督管理工作，確保分層澆筑過程的順利進行；③在混凝土完成澆筑后，按要求開始振搗工作，單次振搗時間控制在30s以內，待表面出現浮漿之后，移動振搗棒到下一區域繼續展開工作。完成所有振搗工作后，初凝前還需對混凝土表面進行收面抹灰，確保連續U梁成型后的外觀質量[3]。

2.5 完善結構設計內容

通過完善結構設計內容，可降低施工期間的變更頻率，提高連續梁預應力結構施工質量。在具體實踐過程中：①增加有限元模型中的數據總量，借助大數據技術補充數據，這樣可以提升計算結果的一般性，有利于結構設計方案的順利制定；②結構設計內容牽涉到許多學科內容，在設計期間需要做好信息溝通工作，減少設計沖突的情況。同時在設計中還可以利用BIM技術進行沖突實驗，及時修正設計方案中的相關內容，提高結構設計方案的指導價值[4]。

2.6 完善全面監測技術

通過完善全面監測技術，能夠及時發現潛在安全隱患，提升施工過程的有序性。在開展連續梁邊跨預應力施工的過程中，還要注意積極引入先進的監測技術和施工技術，保證快速得到橋梁項目的相關參數，精準確定橋梁內部構件的數量，為后續的施工打好基礎。按照具體的測量結果，制定符合項目實際的施工方案，然后嚴格按施工方案內容開展安裝工作，只有這樣橋面結構的穩固性才能得到保證，整體結構的預應力和收縮力才能得到提高，大大降低質量不過關的現象產生。通過引入先進的監測技術可以在短時間內獲得精準的測量結果，大大降低測量的誤差，因為應用了先進的監測設備，所測得的數據和參數具有更高的可靠性，根據這些施工數據設計出來的施工方案也會更加合理。

3 結束語

綜上所述，規范預應力施工流程，有利于各環節施工活動的順利進行，加強材料質量管理，可以為結構預應力均勻分布創造良好條件，監管懸臂施工流程，能夠減少不合規操作的發生，細化預應力澆筑方法，有利于提高連續梁成型質量，完善結構設計內容，可以降低施工期間的變更頻率，完善全面監測技術，能夠及時發現潛在安全隱患。基于城市軌道交通連續U梁邊跨預應力施工期間的常見問題，采取恰當的優化策略，對于提高連續梁邊跨結構穩固性有著積極的意義。