大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術

吳雨前

（中交路橋華南工程有限公司，廣東 中山 528403）

0 引言

大跨度預應力混凝土橋梁施工設計方案是根據施工條件及區域經濟等多方面因素研究的結果，選取可行性較強的橋梁工程施工方案，力求在兼顧工程質量的同時達到既能節省工程造價成本又能保護施工場地周邊環境的目的，最大限度地保證大跨度預應力混凝土橋梁施工質量可靠，且竣工后工程項目的后期養護達標，使周邊環境能與橋梁構架融為一體。本文重點分析了大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術的具體應用，可供參考。

1 影響大跨度預應力混凝土橋梁施工的關鍵因素

1.1 裂縫

在橋梁工程施工過程中橋梁裂縫屢見不鮮，因為鋼筋混凝土是橋梁施工的主要建材，一旦鋼筋混凝土抗拉能力不強就會在相關應力作用下出現裂縫。若不能及時修補橋梁裂縫，則會導致橋梁裂縫在外界因素的干擾下持續擴大，致使鋼筋混凝土被腐蝕，鋼筋混凝土的相關性能被破壞，橋梁結構的耐久性被弱化，以至于橋梁無法充分發揮其應有的作用。

1.2 鋼筋混凝土銹蝕

通常情況下，橋梁施工建材直接影響橋梁使用壽命，尤其是鋼筋混凝土的質量直接決定著橋梁施工的整體效果，而橋梁鋼筋混凝土的因素多種多樣，既包含鋼筋混凝土的自身質量問題也包含施工過程管理不善等方面問題。一旦鋼筋存在自身質量問題，就會導致其在施工過程中發生銹蝕，弱化橋梁整體性能。在橋梁工程施工環節無論是環境方面因素，還是現場管理不善等情況，都會引起鋼筋銹蝕，導致施工質量欠佳。

1.3 鋼筋混凝土連續箱方面的因素

在灌注橋梁工程混凝土時，若周邊環境溫度過高或存在風干等，則會嚴重影響到鋼筋混凝土連續箱梁底板的密度，一旦連續箱梁底板密度不足，就會使得腹板混凝土存在冷縫、分層等情況。尤其是高溫環境下，橋梁鋼筋混凝土的溫差較大，極易導致新攪拌的混凝土嚴重坍落，而且混凝土表面收縮及凝結速度較快，極易發生裂縫等狀況。

2 大跨度預應力混凝土橋梁施工過程中存在的相關問題

2.1 安裝方面的問題

由于混凝土在罐裝過程中，其凝固過程是復雜而又多變的，而且混凝土的水溫與混凝土自身在收縮過程中發生的體積變化，需要經過測量之后對比前后發生的相關變化，取中間值作為中間測量的初始值。混凝土橋梁施工控制技術中存在一定問題，是很正常的，而且該類問題不僅影響施工材料自身質量，也會影響整體施工質量，甚至導致橋梁荷載發生變化。因此，在施工過程中應做好橋梁施工試驗工作，了解相關變化產生的原因、狀態等并做好詳實記錄。施工人員通過總結相關記錄并有效檢查其中經常出現的變化，分析出各種變化的不同點，若試驗點附近有停車場或大型施工設備等，則相關檢測結果會受到一定影響。

2.2 誤差

根據橋梁結構的受力特點進行集中試驗，并確保其試驗場地設計合理，避免檢測時，一些外在因素破壞檢測出來的相關數據。根據混凝土特性，在施工過程中可針對現場實際情況對鋼筋混凝土進行應力檢測，在保證混凝土性能不變的基礎上進行相關試驗，確保所得出的關鍵數據真實可靠，為混凝土施工過程中的誤差提供相應的參考依據。

2.3 應力監測問題

在施工檢測過程中，存在的問題關鍵在于施工技術、設計方案中的應力數據、施工模板、機械設備以及人員安排等，該類導致應力變化的原因應仔細檢查。在進行大跨度預應力混凝土橋梁施工應力監測時，有些問題是無法通過常規方案進行解決的，因此必須高度重視并嚴格落實橋梁應力檢測工作。大力發展大跨度預應力混凝土工程的應力監測技術，且在職人員應在實際工作中持續探索工程施工涉及的各類問題，在探究中持續改善自身工作模式，力求取得更大的進步，確保每個工作流程都能精準無誤。

3 大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術的具體應用

3.1 施工控制前期準備

一般來說，增強大跨度預應力混凝土橋梁橫截面的荷載能力，可采用T型橋梁而且該設計方式能使橋身重量較輕。在控制橋梁施工過程中，應注重關鍵參數的控制（如橋梁預拱度及橋梁主跨、邊跨度等），合理選擇橋梁形狀。由于橋梁斷面形狀的選取受橋跨彎矩以及不均勻分布等方面因素的影響，所以箱形截面是當下橋梁截面形狀的絕佳選擇。

該工程是省道S232項目（起訖樁號為K0+000～K5+212，全長5.212km），采用集散功能為一級公路及城市主干路的修建標準，其設計時速為65km/h。其中，雙向六車道的外環大橋設計，其路基標準斷面的設計寬度高達36.0m，其他路段均以雙向八車道的規格進行設計，路基標準斷面的設計寬度為50.0m，且韓江東岸填方段的路基標準橫斷面的寬度為54.0m（外環大橋的橋梁全長1017m，寬2×16.75m）。采用預應力混凝土組合箱梁+預應力混凝土連續箱梁+預應力混凝土組合箱梁+預應力混凝土連續鋼構+預應力混凝土組合箱梁為橋梁的上部結構，采用柱式墩、薄壁墩以及花瓶墩等結構模式設計肋式橋臺，以鉆孔灌注樁的工藝模式進行基礎施工。

3.2 施工環節質量控制

由于橋梁工程在建設過程中，難免會發生各類安全事故，究其原因主要是橋梁施工期間使用了質量不合格的混凝土材料。因此，施工過程中首先應按照工藝流程嚴格篩選施工材料，然后嚴格按設計方案和規范化的施工工序執行，避免施工環節出現任何疏漏。相關管理人員應杜絕一切不合理的施工操作，為了工程施工質量不受影響，督促工作人員不得將橋梁工程的標準拉力隨意更改，致使鋼結構預應力因此受到不利影響，破壞橋梁的安全性能。通過完善的人事管理制度明確規定施工環節各項指標的執行標準，優化施工人員的獎懲機制，確保橋梁施工人員能夠認真對待本職工作，合理進行相關人員的崗位分配，使其明確自身職責權限，以便出現施工質量問題能夠問責明確。此外，還應對在職人員進行定期培訓，保證其施工技術合格且能遵守職業道德、進行文明施工。

比如，該工程的外環大橋主橋采用85m+150m+85m三跨預應力混凝土連續梁橋的分幅設計，所設計的單幅橋寬16.75m。主橋平面保持在直線上，其箱梁頂面橫坡控制在-2%而且整個橋箱梁的底板都處于水平狀態（見圖1）。單箱單室截面的主梁高（通過2次拋物線進行確定）為9.0m，相關跨度為3.5m；箱梁頂板設計寬度為16.75m，厚度為30cm，底板寬8.75m厚度為32～200cm，從1梁段到合龍段箱梁的腹板厚度分別控制在90cm、70cm、50cm。主橋的最大懸臂長為74m，其中1～19的工程施工節段均采用掛籃對稱懸臂澆筑。在實際施工過程中，相關施工人員必須充分了解該方面的施工工藝，并在實操過程中嚴格做好相應的準備工作。

圖1 連續梁掛籃施工

為了確保橋梁工程質量過硬，應在施工過程中強化橋梁鋼筋的防銹工作，全程使用高性能的鋼筋，并在其表層添加防腐、防銹類的相關涂層，使其達到隔離腐蝕或污染等目的。若發現橋梁鋼筋生銹、腐蝕，施工人員應及時采取相應的修補措施，確保鋼筋生銹部位橋梁鋼筋混凝土的整體質量不受影響。此外，大跨度預應力混凝土橋梁工程在施工期間應系統地將橋梁鋼筋分成若干等級，并根據工程需要選用防腐性能較強的建筑材料。

在橋梁工程的施工現場，應高度重視鋼筋混凝土的灌注工作，合理分配鋼筋混凝土灌注的執行人員。使工程施工符合相關的設計要求，建立工程施工的管理小組，以“一人一崗”的制度模式實行現場管理，小組成員至少應包括試驗人員、項目部經理、質檢技術人員等，使其各司其職且權責明確，確保出現問題時，不會發生推卸責任等不良現象，導致相關問題未經妥善處理就不了了之。橋梁鋼筋混凝土灌注應在橋梁工程施工之前，實施相應的檢查工作。比如檢查工程施工所需的所有支架，避免任何一個細節出現紕漏；檢查支架上的連接點，避免工程支架的所有連接點出現松動、不牢靠等情況。檢查模板尺寸及接縫處的密實性是否符合該橋梁工程施工的相關要求，并確保底板的清潔程度及模板的穩定性，使橋梁鋼筋混凝土的整體質量得到有效保證。此外，還應做好橋梁施工中的鋼筋及波紋管位等的檢查工作。

步入橋梁鋪裝層的施工環節，首先應使橋梁鋪裝層的厚度符合設計要求，然后選擇彎曲性能較好的建筑材料完成鋪設任務，避免施工過程中出現裂縫等質量缺陷。同時，還應積極關注橋梁鋪裝層的防水能力，最大限度地避免滲漏水帶來的各項損失，延長橋梁使用壽命的同時節約資源。此外，還應根據施工場地的自然環境等，對橋梁鋪裝層進行必要的維護，選擇可行性較強的施工方式提升橋梁鋪裝層使用年限，全面提升橋梁鋪裝層的使用性能及工程質量，力求橋梁在使用過程中有效避免車輛行駛困難（見圖2）。

圖2 大跨度預應力混凝土橋梁鋪裝層施工效果圖

3.3 大跨度預應力混凝土橋梁的相關參數控制

橋梁施工控制技術以結構參數為模擬分析的核心內容，因為這直接決定了分析結構的準確度。由于橋梁截面尺寸常會影響截面特性的相關計算以及相關結構的內力變化等方面內容。所以橋梁施工控制應在實測數據的基礎上，修正結構尺寸的取值動態并做好相應的誤差分析。使結構材料的彈性模量、材料容重及其熱膨脹系數等指標數據得到嚴格控制，最重要的是對混凝土材料的控制。在實際施工中應做好橋梁實際結構的相關調研工作，并根據同類橋梁經驗進行施工應力監測或變形監測等方面誤差的類比分析，最大限度地提高測量精準度。全方位管控大跨度預應力混凝土橋梁施工的每個關鍵節點，根據實際情況合理建立相關的計算結構模型，并選擇可行度高的分析方法，結合該模型的研究實驗，不使誤差為橋梁施工帶來各種不良影響。

與此同時，還應在施工過程中有效避免溫度變化引起橋梁結構的變形等情況。畢竟不同時間的測量橋梁結構狀態，得到的測量結果存在一定的偏差，尤其是溫度變化較大的施工區域（當地的季節性溫差、日照以及驟變溫差等都會影響橋梁結構的實際測量結果），雖然，控制溫度變化的難度極大，但在實操過程中可將施工控制狀態設置為某一理想狀態的特定溫度，力求排除溫變帶來的各種不利影響。此外，橋梁建筑材料根據自身性能，在一定條件下也會存在收縮與徐變等情況，這對混凝土橋梁結構也頗有影響，尤其是大跨度預應力混凝土橋梁施工的不同階段混凝土加載齡期差異較大，以至于橋梁徐變參數發生改變。因此，在施工技術控制中必須細致分析該類影響因素，合理選用實用性較強的計算模型及相應的徐變參數，精準橋梁施工各環節的管理工作。

4 結語

總之，大跨度預應力混凝土橋梁工程在施工過程中，難免會受到各種因素的困擾，橋梁工程的施工工藝流程與相關技術指標會隨著施工現場的各種因素變化做出合理性的調整。而且大跨度預應力混凝土橋梁在落成之際，其工程施工技術指標與橋梁使用性能也存在一定的差異。因此，對于工程施工人員來說，應根據橋梁施工設計方案持續引進高端施工技術，確保橋梁工程施工有序進行。高度重視一切影響工程質量的影響因素，高效選擇可行性較強的解決方案，避免一切漏洞，規避因為橋梁質量帶來各種安全隱患，力求促進橋梁事業的永續發展。