大跨度預應力混凝土剛構連續梁橋施工技術

張忠良

摘 要：為解決連續梁橋大面積開裂現象，研究利用預應力張拉工藝對連續梁橋進行改進，最大限度地降低連續梁橋的施工損失率;為保證橋梁結構的穩定性，在橋梁施工期間對結構變形進行實時觀測。采用相應的線形控制措施，有效地避免橋梁因線形結構的偏差而出現外觀及穩定性的變化。確定連續梁橋的合龍順序為：次跨→主跨→邊跨;合龍方案具有結構計算簡單、穩定性強、受力對稱等優勢，滿足設計預期要求。

關鍵詞：大跨度;預應力張拉工藝;混凝土剛構;連續梁橋

中圖分類號：U445.4

文獻標識碼：A文章編號：1001-5922（2022）03-0092-04

Construction technology of long span prestressed

concrete continuous girder bridge

ZHANG Zhongliang

（1.Yibin University， Yibin 644000， Sichuan China; 2.Sichuan Hengbo

Construction Project Management Co.， Ltd.， Chengdu 611745， China）

Abstract：In order to solve the large area cracking phenomenon of continuous girder bridge， this study uses prestressed tension technology to improve the continuous girder bridge， and minimize the construction loss rate of continuous girder bridge. To ensure the stability of the bridge structure， the deformation of the structure was observed in real time during the bridge construction. The corresponding linear control measures are adopted to effectively avoid the appearance and stability changes of the bridge due to the deviation of the linear structure. Finally， the sequence of continuous beam bridge closure is as follows： secondary span → main span → side span. The closure scheme has the advantages of simple structure calculation， strong stability， symmetrical force and so on， and meets the design expectation.

Key words： long span; pressed tension process; concrete rigid frame; continuous girder bridge

隨著我國科技的不斷進步以及研究的持續深入，使預應力混凝土連續剛構梁橋的施工技術得到快速發展，在工程的實際應用中取得了較突出的效果。但是大跨度預應力混凝土剛構連續梁橋的裂縫以及下撓問題較為嚴重，可直接影響連續梁橋的外觀及穩定性。為此本研究利用預應力張拉工藝對連續梁橋進行改進，使連續梁橋的施工損失率可降至最低。為保證連續梁橋可達到設計預期，采取相應的控制措施，對連續梁橋進行實時監測，有利于最大限度地保證連續梁橋的穩定性及安全性。

1 大跨度預應力混凝土剛構

連續梁橋施工控制措施

1.1 加強橋梁線形控制

橋梁在施工過程中，應重點對線形進行控制，若橋梁施工過程中出現結構變形等情況的發生，可直接影響橋梁結構的布設位置。當橋梁結構的偏差過大時，可使橋梁的合龍難度不斷增大，對于橋梁的外觀及穩定性存在一定威脅。因此，橋梁施工過程中，應采取有效的線形控制措施，最大限度地降低橋梁因線形結構的偏差而出現外觀及穩定性的變化。

1.2 加強橋梁應力控制

為保證橋梁的整體安全，將應力作為橋梁控制的關鍵指標，使應力在合理范圍內，通過該方法有利于最大限度地提升橋梁的穩定性及安全性。對橋梁應力的狀態進行精準判斷時，應將橋梁觀測點布設在危險截面處，經過觀測后即可得到應力值。若應力值與實際應力值之間存在較大偏差，應及時查明原因，并采取相應的控制措施[1]。

1.3 加強橋梁結構穩定性控制

橋梁的安全與結構的穩定性息息相關。為保證橋梁結構的穩定性，應在橋梁施工期間對結構變形進行實時觀測，結合實際觀測結果對橋梁結構的穩定狀態進行判斷。若觀測結果存在異常現象，應立即采取相應的控制措施，最大限度地消除影響橋梁結構穩定性的不良因素，全面保證橋梁的穩定性。對橋梁進行實時觀測是保證橋梁穩定性的前提，為此對橋梁進行觀測時，應重點考慮結構內力、變形等因素，實現對橋梁穩定性的綜合評價[2]。

2 大跨度預應力混凝

土剛構連續梁橋施工技術

橋梁易受外界因素的干擾，使自身結構的穩定性無法得到保證，最終造成橋梁在施工中、施工后期等階段投入使用后出現變形現象。若變形情況處理不當，可使連續梁因無法得到修補，而永久存在缺陷。連續梁結構變形的影響因素包括：梁體自重、混凝土收縮徐變、施工荷載等。

連續梁橋的核心施工技術為連續梁撓度和變形控制技術，該技術的操作過程如下。

2.1 增強橋梁支架剛度

為保證橋梁不出現沉降現象，應最大限度地減少支架的基礎沉降。支架的基礎沉降控制方法：首先應對支架表層的浮土進行清理，清理完畢后，向支架中填入碎石，夯填碎石的厚度為15 cm，并向其中澆筑C13混凝土，將該混凝土作為滿堂的基礎，其澆筑厚度為30 cm。對連續梁的支架進行選擇時，應盡可能地選取碗扣式腳手架，該支架具有整體剛度大、受力性能好等優勢，有利于提升連續梁的穩定性。為強化連續梁的強度，應將該支架放置于節點及跨中位置，采取加密的方式提高連續梁剛度，從而實現基礎沉降的減少[3]。

2.2 預留支座的偏移量

支座偏移量的計算公式：

Δl=xlΔt

式中：Δl為連續梁支座的偏移量;x為混凝土線性膨脹系數;Δt為混凝土收縮計算時的溫度差值及施工溫度差值的代數和;l為連續梁支座處梁的溫度跨度。

2.3 分級預壓

完成連續梁模板及支架的安裝后，應采取荷載預壓的方式對模板進行操作。模板荷載預壓應在鋼筋綁扎之前完成兩次操作，兩次模板預壓的荷載量應控制在50%。該方式有利于最大限度地消除連續梁的非彈性變形，對于連續梁的穩定性具有重要保障作用[4]。

3 大跨度預應力混凝

土剛構連續梁橋施工合龍順序

本研究對連續梁橋進行合龍和體系轉換設計時，以第二松花江主河道——連續梁為例。該河道的連續梁剛構為（48+4×80+48） m。通常情況下可將一般梁段劃分為3、3.5、4 m，合龍段的長度為2 m，邊跨直線段的長度為7.65 m。第二松花江主河道全橋布置如圖1所示[5]。

3.1 連續梁合龍順序

本研究結合合龍的實際順序對預拋高進行合理選擇。連續梁梁體合龍操作開始時，由于不同的施工程序存在恒載內力的差異性，可使大跨度橋梁進行體系轉換時，內部預應力荷載以及內力分布的數值各不相同。其中，內力主要由荷載徐變而引起。因此，合龍順序的合理性對于連續梁的穩定性至關重要，合龍順序確定后，應在合龍順序的基礎上完成各合龍段施工程序的深化操作[6]。

最終確定連續梁橋的合龍順序為：次跨→主跨→邊跨。該合龍方案具有結構計算簡單、穩定性強、受力對稱等優勢，可在連續梁橋進行體系轉換時，最大限度地實現內力調整。連續梁橋進行合龍的過程中，應充分結合各合龍口的高度差異，對其配重進行調整。為保證連續梁的穩定性，在合龍施工開始時，利用線形監控小組對全橋線形結構及受力情況進行實時監測。

3.2 連續梁合龍臨時設施

由于連續梁的懸臂較長，易受外界因素的干擾，若外界環境溫度變化較大，可直接造成混凝土因應力過大、收縮徐變等因素，而產生合龍段裂縫等現象。本研究為抵抗混凝土的破壞，采用臨時支承與鎖定措施，有利于提高連續梁的穩定性，有效防止合龍段裂縫范圍的擴大[7]。

本研究主要采用兩種方式對連續梁的合龍進行支承與鎖定：首先在連續梁受溫度影響較小的時間段，將4個型鋼勁性骨架焊接合龍口處，最后為完成合龍口的整體支承與鎖定，采用縱向鎖定的方式張拉4索臨時鋼絞線。

為強化連續梁的剛性，采用20 mm的鋼板焊接至勁性骨架上，并將該鋼板預埋至梁體內。為最大限度地減少外界溫度對合龍骨架的影響程度，應嚴格控制鋼板焊接的速度及對稱性。合龍骨架成功安裝至連續梁上時，應完成臨時索L3、L4的張拉，實現合龍口的全部鎖定。其中鋼絞線共有4索，在張拉過程中，向每索鋼絞線施加500 kN張拉力。

3.3 連續梁施工配重布置

連續梁合龍段澆筑之前，應在大跨度預應力混凝土剛構——連續梁的懸臂端施加與混凝土和吊模等重的壓力，并保證加載過程中梁軸線的對稱性。對荷載進行卸載時，充分結合混凝土的實際澆筑速度，采取逐漸放水的方式完成荷載卸載，該方式有利于最大限度地保證合龍施工的平衡性。

3.3.1 次跨合龍配重

該配重方案為：首先同時對57#墩、60#墩兩側懸臂端的掛籃進行拆除，拆除過程中應保證懸臂端的對稱性，并且兩端質量的不平衡度應控制在設計允許的范圍內，若一端懸臂的質量過大，可采用砼預制塊對兩側壓重進行平衡。對懸臂掛籃進行拆除時，懸臂兩側配重過程中的不平衡性不可超過20 t。實現兩側懸臂端的配重時，為保證懸臂端與合龍口側之間的平衡性，分別采用履帶及砼預制塊對懸臂端進行配重[8]。

3.3.2 中跨合龍配重

該配重方案為：首先同時對57#墩、61#墩兩側懸臂端的掛籃進行拆除，拆除過程中應保證懸臂端的對稱性。對懸臂掛籃進行配重時，其配重質量為24.4 t。為保證懸臂端與合龍口側之間的平衡性，分別采用履帶及砼預制塊對懸臂端進行配重。

3.4 連續梁合龍整體過程

連續梁合龍的整體過程包括3個步驟，首先應完成合龍的準備工作，其次對合龍的溫度、時間進行確定，最后開始合龍施工。

（1）在合龍施工開始之前，應結合合龍段的施工順序，當懸臂距離合龍口2～3個梁段施工時，對相鄰T構梁體懸臂與合龍口之間的距離進行測量，以此保證懸臂的偏差在可控范圍內;

（2）由于連續梁易受溫度以及天氣等因素的影響，使梁體撓度隨著溫度應力的變化而變化。為有效避免溫度及日照對撓度產生的不良影響，應結合現場實際情況合理選擇合龍溫度，并完成合龍的溫度及時間的測量，部分測量數據如表1所示。

從表1可知，連續梁受溫度的影響較大。在合龍過程中，應嚴格遵循兩項原則：合龍口處于穩定狀態時方可鎖定;溫度開始回升時方可實現混凝土澆筑。結合表1中數據，選擇在凌晨2：00對標高進行調整與鎖定。通過對合龍口的高度差值進行測量，若該值在設計標準范圍內，應快速完成剛性骨架與合龍口的連接，并對臨時預應力束進行張拉;張拉完畢后，測量混凝土的溫度。若混凝土的溫度小于5 ℃，采用電暖風對混凝土進行預熱處理。準備工作順利完成后，在當日凌晨5：00完成混凝土澆筑。合龍段共需混凝土18.8 m3，在7：00之前完成混凝土澆筑。全部施工操作均結束后，在混凝土頂面作覆蓋遮光處理。

4 結語

本研究主要對大跨度預應力混凝土連續梁的合龍施工進行研究。由于大跨度連續梁結構的分階段施工操作需要經歷復雜的施工過程，方可完成連續梁的合龍。為此本研究以第二松花江特大橋為例，采用合理的施工方式提高了梁體安全性和質量。由于連續梁的懸臂較長，易受外界因素的干擾，若外界環境溫度變化較大，可直接造成混凝土因應力過大、收縮徐變等因素，而產生合龍段裂縫等現象。本研究為抵抗混凝土的破壞，采用臨時支承與鎖定措施，有利于提高連續梁的穩定性，有效防止合龍段裂縫范圍的擴大。在施工過程中應高度重視連續梁的施工及監測，有利于保證合龍施工的精確性以及連續梁梁體的外觀和穩定性，全面提升連續梁的質量。

【參考文獻】

[1] 陳虎.大跨度預應力連續剛構橋梁零號塊的開裂劣化分析[J].武漢船舶職業技術學院學報，2021（2）：98-101.

[2] 江根明.大跨度預應力混凝土連續剛構橋的施工監控與分析[J].浙江交通職業技術學院學報，2020（1）：16-19，57.

[3] 朱俊宇，古 松，鄢愛新.高墩大跨PC連續剛構橋施工監控參數敏感性分析[J].西南科技大學學報，2018（4）：37-40.

[4] 王疆.大跨度連續梁橋施工監控技術及參數敏感性分析[J].湖南城市學院學報（自然科學版），2017（4）：17-21.

[5] 李勇.大跨長聯連續梁橋施工控制參數敏感性分析[J].中國水運，2017（7）：47-49.

[6] 陳峻.大跨度連續剛構橋0號塊開裂計算分析及預防措施[J].福建交通科技，2017（2）：65-70.

[7] 任更鋒，常仕東，張錦凱.連續剛構橋零號塊高強混凝土水化熱效應分析[J].廣西大學學報（自然科學版），2017（1）：309-319.

[8] 王志軍，傅偉佳.連續剛構橋高強混凝土施工質量控制要點及應用[J].北方交通，2016（7）：56-59.

[9] 韓智強，劉世忠，周勇軍，等.大跨彎連續剛構橋自振頻率計算公式[J].太原科技大學學報，2021（4）：288-291.