高墩大跨度連續剛構墩梁固結豎向預應力施工技術

田邦均，趙科鋒，趙重陽

（中交路橋華東工程有限公司，上海市 201203）

0 引言

連續剛構T構錨固結構通常采取豎向預應力鋼絞線來實現，由于鋼絞線屬于柔性材料，自身剛度小，無法自立，安裝定位難度大，尤其對于在墩身內預埋較長的鋼絞線，鋼絞線為一次性安裝，成孔管道分段安裝，在施工過程中存在干擾大、作業難度大的問題[1-2]。本文通過連續剛構施工案例，介紹墩梁固結豎向預應力鋼絞線的施工技術。

1 工程概況

石阡河特大橋主橋（85+160+85）m采用連續剛構箱梁，橋墩采用雙肢等截面空心薄壁墩，單肢截面尺寸為9.0m×3.5m，墩高分別為112m和109m，箱梁0號節段高10m，如圖1所示。

圖1 墩梁固結豎向預應力布置橫斷面圖（單位：cm）

墩梁固結采用豎向預應力鋼絞線，長度分別為27.35m、23.35m、12.35m，單肢墩身包括N0'鋼束32束，N0"鋼束24束，N0鋼束16束，單束預應力設Φ15.2鋼絞線3根。如圖2所示，預應力束錨固端設置H型錨具，錨固長度95cm，位于底端墩身內，張拉端設在梁頂。預應力束采用d內40mm鋼波紋管。

圖2 墩梁固結豎向預應力布置縱斷面圖（單位：cm）

豎向預應力施工存在以下難點[3-4]：

（1）豎向預應力鋼絞線長、數量多、重量大，在墩身施工時一次性預埋，埋設的鋼絞線對墩身和0號塊的鋼筋安裝、模板及混凝土澆筑施工形成較大干擾。

（2）預應力鋼波紋管柔性差，無法一次性安裝到位，逐節施工接長波紋管難度大。

2 施工方案選定

主墩墩身采用液壓爬模施工，單次澆筑最大高度4.5m，采用塔吊作為起重設備。為確保墩身和0號塊分節施工作業空間，在勁性骨架頂安裝承重支架懸掛預埋鋼絞線，后續逐次“提升”直至完成所有節段混凝土施工。墩身段17m長的鋼束分四節（即4m、4.5m、4.5m、4m），0號塊段利用箱梁側模板作為支撐，搭設水平承重架懸掛豎向預應力束。

鋼波紋管安裝采取“雙管”法，即將小直徑的波紋管放入大直徑的波紋管內，待墩身一節段施工完成進行第二節施工時，將小管抽出，達到接長波紋管的目的。

3 施工工藝及方法

3.1 施工步驟

按照預埋最長的豎向預應力N0'束確定施工順序，根據爬模分節施工最大高度4.5m，在高度上作出調整，保證N0'束首次安裝時，埋置于墩身內盡量長，該工程考慮鋼絞線錨固端預埋時埋置在墩身段第一節墩身50cm處，滿足一次澆筑于墩身內4m長。

如圖3所示，豎向預應力鋼絞線施工步驟如下：

圖3 豎向預應力鋼束分節施工示意圖

步驟一：墩身段第一節N0'鋼束（27.35m）安裝，預埋墩身內4m，安裝時在墩身段第二節勁性骨架頂安裝承重支架，鋼絞線一次性穿束入波紋管長度7.5m。

步驟二：墩身段第一節混凝土澆筑后，在第三節勁性骨架頂安裝承重支架，然后提升N0'鋼束并拔出內套波紋管，安裝N0"鋼束（23.35m），N0"一次性穿入波紋管8.5m。

步驟三：墩身段第二、三節混凝土澆筑完成后，在第四節勁性骨架頂安裝承重支架，提升N0'、N0"束，接長或拔出波紋管，安裝N0鋼束（12.35m），澆筑完成第四節混凝土。

步驟四：0號塊段首先安裝箱梁外側、翼緣模板，在翼緣模板頂安裝承重架，提升N0'、N0"、N0鋼束，懸掛固定，然后分兩次進行0號塊施工。

3.2 墩身段豎向預應力施工

（1）承重架設計

墩身段鋼絞線承重架焊接在9m側勁性骨架上，承重架高度1.6m，如圖4所示，包括立柱、承重梁和橫桿，單個承重架設5～7根立柱，交替焊接在勁性骨架橫梁上，承重梁焊接于立柱頂，立柱、承重梁均采用75mm等邊角鋼，橫桿采用Φ25mm鋼筋，長度60cm，焊接在承重梁上，掛設鋼絞線。

圖4 墩身段鋼絞線承重架布置圖（單位：cm）

（2）豎向預應力束加工

豎向預應力鋼絞線在地面加工，鋼絞線穿入Φ60mm和Φ50mm雙層波紋管，N0'鋼束波紋管長度分別為7.5m、5m，N0"鋼束波紋管長度為8m、4.5m。

為便于鋼絞線掛設，利用鐵絲對位于波紋管上端的鋼絞線每隔50cm進行捆綁，然后人工將其盤成直徑約1m的環形，再利用鐵絲將環形鋼束捆綁[3]，豎向預應力鋼束經加工后形成“P”字型。

（3）豎向預應力掛設、定位

如圖5所示，豎向預應力安裝采用塔吊吊裝，懸掛在承重架[4]上。吊點設置在“P”字型鋼束“O”形部位，吊裝到位后，人工將豎向鋼束調整到指定的標高位置，采用“井”鋼筋對其固定，保證其豎直狀態。

圖5 豎向預應力鋼束安裝現場照片

（4）豎向預應力束提升及波紋管接長

N0'束鋼絞線在施工至墩身第三、四節，N0"鋼絞線在施工至墩身段第四節需將鋼絞線從上一節承重架上提升至下一節承重架。提升前，將需提升的“P”字型鋼絞線環形部分固定鐵絲解除，解除長度同提升高度，人工利用繩索將鋼絞線拉到下一節承重架上掛設，依次逐束完成所有的鋼絞線提升作業。

波紋管接長采取“雙波紋管法”，拔出大直徑內的小直徑波紋管。N0'鋼束雙管長度分別為7.5m和5m，在施工至墩身段第三節時需要拔出，接長至鋼絞線13m處，墩身段第四節4m波紋管采取將波紋管剖開從側面卷入鋼絞線，利用膠帶將剖開后的鋼束包裹密實，包裹不少于三層，防止漏漿。N0"鋼束雙管長度分別為8m和4.5m，在施工至墩身段第四節時需要拔出，接長至鋼絞線12m處，波紋管長度滿足施工至墩頂處，無需再穿波紋管。

3.3 0號節段豎向預應力施工

（1）承重架設計

0號塊豎向預應力承重架安裝在0號塊兩側外模翼緣板上。承重架采用兩根L110mm×110mm等邊角鋼作為承重梁，角鋼間50cm間距焊接Φ16的鋼筋，鋪設木板作為操作平臺。承重架長9.5m，寬0.7m，單個0號塊設置4套，如圖6所示。

圖6 0號塊段豎向預應力承重架設計圖（單位：cm）

（2）穿管、提升

豎向預應力提升前，先解除環形的鋼絞線固定鐵絲，在0號塊底模上展開，安裝10m長的波紋管，然后利用繩索栓牢鋼絞線端頭，人工在0號塊承重架平臺上將其拉到承重架上，與承重架縱向鋼筋綁扎固定。

（3）張拉壓漿

豎向預應力張拉在0號塊混凝土強度達到設計強度90%后進行，張拉前清除張拉端錨盒及雜物，并清理錨墊板處波紋管，確保壓漿孔與波紋管通暢。張拉利用千斤頂智能控制系統進行，48h內完成管道壓漿[2]。

4 結 論

該工程墩身段豎向預應力（N0'束32束）首次安裝時間2d，后續鋼絞線提升作業施工時間2d。0號塊段豎向預應力束（共112束）提升作業4d。經對工效分析，施工時間相對較合理，未出現較大偏差。

豎向預應力在安裝過程中，采取分段[1]設置承重架掛設，確保鋼筋、模板施工不受豎向鋼絞線的影響，鋼絞線掛設、提升均在模板爬升一節后進行，降低了承重架的相對高度，工人作業相對安全；針對波紋管安裝采取“雙管”法，解決了波紋管豎向接長穿管的難題，保證了施工作業效率及波紋管連接質量。