大跨度巨型鋼筋混凝土梁施工技術

周松

合肥市重點工程建設管理局 安徽 合肥 230001

引言

大跨度建筑巨型鋼筋砼結構施工工藝要求相對較高，優勢是砼澆筑施工難度系數較大。基于此，本文結合實例，對大跨度巨型鋼筋砼梁施工技術進行了詳細研究，希望能為未來相似的施工組織提供有效的參考依據。

1 大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術

1.1 橋梁結構應力的控制

為了控制橋梁結構產生的多余應力，需要讓工作人員使用千斤頂，張力測試儀器，壓力表等儀表完成橋梁結構應力的輔助工作。當壓力表的測試結果顯示出高于1.5級時，可以使用預應力鋼材完成應力控制方法測試內容，并根據其伸長的數值完成比對，以便于橋梁結構應力保持在合理范圍之內為接下來的工作做準備[1]。

1.2 橋梁結構穩定的控制

為了保證橋梁的整體結構穩定，除了保證各個環節合乎標準之外，需要判斷整體的效果。利用軸心壓的計算方式測算預應力混凝土橋梁結構，根據得出的結果判斷其是否同行業的標準保持一致，能保持穩定性安全性。

1.3 橋梁工程模型搭建

橋梁設計的基本原理是需要掌握橋體結構的尺寸規劃，荷載大小，結構內力分布，鋼筋水泥分配等模型設計的搭建。計算機根據設計師提供的虛擬數值進行分析，完成建模，演示橋梁施工原理。利用計算機軟件完成施工過程的虛擬演練，分析支座沉降，混凝土收縮徐變，預計加應力，移動荷載等橋梁結構會接收的外力影響。根據相應的結構力學原理，分析施工地點的地層結構，在進行施工挖掘作業期間，要根據相應的支護襯砌的設計和數字計算的方法，在進行適當的調節。利用現代的非線性分析專業手法，根據當地的地質環境評估開挖之后的地形力學環境，優化橋梁的支護體系設計，選擇合適的原理和方法。在進行橋梁施工期間，盡可能選擇最新的施工技術，在主要結構的設計方法上，要根據橋梁整體的受力特征選擇盾形結構的橋梁，順應橋梁設計技術的最新發展趨勢和潮流走向。要詳細勘察施工地點的自然環境氣溫變化，地質環境等因素對于技術施工是否存在影響。

2 實際案例分析

2.1 工程項目

某商場項目在當地一、二層設置架空商業展廳。為滿足大跨度、大空間商業環境的要求，設計圖紙要求使用巨型預應力大跨度砼混合結構體系開展施工，其中梁構件截面尺寸為1200mm×2870mm，凈跨度35.2m，線荷載89.78l（N/m）。巨型預應力大跨鋼筋砼梁的配筋情況。

2.2 大跨度預應力梁（板）應用BIM

2.2.1 預應力梁應用BIM技術主要環節。

2.2.1.1 利用BIM信息化三維模型軟件對預應力梁及梁柱節點鋼筋、波紋管與鋼柱、牛腿的位置實施高精度定位，導出鋼柱及鋼筋定位施工圖以確保鋼柱上預留孔定位精準，避免在密集的鋼筋中出現梁柱復雜節點部位、波紋管與型鋼的碰撞。

2.2.1.2 BIM三維軟件建立預應力梁模型后，利用其可視化的特性，梁截面尺寸600mm×2000mm，大跨度梁內部復雜節點的鋼筋、波紋管與型鋼的穿插先后順序進行合理排布，并實施高仿真度大跨度梁的高支模體系搭建模擬和計算受力點，提出搭建高支模系統的需要注意的重點、難點，并實施現場有針對性的安全技術交底，提早把現場高支模作業可能發生的易發質量安全事故點解決，以降低高支模復雜結構搭建施工技術難度和后續加固措施發生的人工、材料費用，一步到位安裝成功減少工期的拖延。

2.2.1.3 預應力梁的主要受力節點通過BIM軟件可視化動態模擬功能，逼真地呈現在技術人員面前，鋼筋工人、澆筑混凝土工人也能很容易地掌握施工順序，綁扎難點、波紋管定位、預留孔洞位置，直接實現設計者意圖，施工方案實施效果好，較好保證施工質量[2]。

2.2.1.4 BIM應用技術能精確計算所需要的鋼筋和預應力筋數量，極大地減少材料切割造成的浪費。

2.2.2 預應力梁應用BIM技術施工主要流程。

2.2.2.1 建立預應力梁BIM數據模型，進行施工技術交底。

2.2.2.2 與普通預應力梁環節相同，梁底進行高支模施工，綁扎鋼筋，波紋管支撐系統安裝以及預應力筋穿入后準備張拉前，增加BIM建立的模型與現場實際安裝部位進行對照檢查步驟。

2.2.2.3 封好大跨度預應力梁側方模板，綁扎樓板鋼筋，組織建設、監理進行隱蔽驗收，檢查合格后現場澆灌混凝土，達到設計強度后進行預應力筋張拉，灌漿、切余筋最后封錨。

2.2.3 預應力梁施工操作要點。

2.2.3.1 非預應力筋綁扎（主要為節點）。首先要保證普通鋼筋的定位準確，應用BIM技術建模能確保普通鋼筋、預應力筋、波紋管位置滿足設計要求。鋼筋綁扎順序可采用BIM進行仿真模擬。

2.2.3.2 有黏結預應力筋布筋。有黏結預應力筋布筋在安裝波紋管前，要把支承波紋管的鋼筋支架綁扎并固定好位置，綁扎支架的間距不超過1.5m。波紋管穿入前的位置是有黏結預應力筋自梁、底板端頭進入，一邊進入一邊使用連接套管，連接套管兩個端頭部位要專用黏膠帶仔細纏繞，注意在穿入過程中觀察波紋管是否有損傷或破壞，一旦發現有破損，立即使用專門黏膠帶反復纏繞。對于波紋管到達指定位置后，依照預應力筋布筋要求把相應數量的鋼絞線依順序打開，而且要把鋼絞線制作成束后，從波紋管的兩端按順序穿越，在穿越波紋管時，一定要小心進行不能將波紋管戳穿，而且兩個端頭露出的鋼絞線的長度要一致。

2.2.3.3 預應力布筋操作工藝。波紋管接頭處選用直徑大于3～5mm連接件進行對接，對接接頭應大于200mm，連接完成后使用專用粘膠帶進行密封，注漿前檢查接縫處是否嚴密以防灌漿時會漏出。波紋管在孔道的一頭和預埋墊板喇叭管連接，并設有泌水排氣孔和灌漿孔在預應力梁布筋中的指定位置，派專人認真檢查安裝的波紋管是否有破損。每一個波峰部位的設置一個專門排氣孔。預應力布筋過程中注意對波紋管安裝操作的規范性，盡可能控制不能多次重復彎曲波紋管，避免管壁發生破裂，使用電焊時還要注意電焊火花不能燒傷管壁。

2.2.3.4 澆筑砼。鋼筋布置綁扎完成后，施工、建設、監理、設計相關人員聯合隱蔽驗收，合格后再澆筑混凝土，澆灌混凝土時注意對承壓板、錨板周邊振搗密實，振動棒控制力度注意不能碰到預應力筋波紋管、支撐架以及端部預埋部件。

2.2.3.5 預應力張拉錨固。預應力張拉錨固時間要等到混凝土滿足設計強度80%后實施，大跨度梁預應力筋張拉灌漿完畢后梁下方的支撐才能拆除，張拉人員佩戴安全帽、安全帶進場作業。張拉前選擇有黏結鋼絞線Φs15.24，強度級別1860MPa，錨具均采用多孔夾片Ⅰ類錨具，250噸千斤頂和油表用前六個月校驗。張拉中通過應力控制為主，實行油表讀數、伸長值測量進行雙控管理，張拉記錄要精確到毫米，實際伸長值控制在理論伸長值6%以內。張拉時無法一步到位時，伸長值讀數150～200mm時應立即回油再實施第二次張拉，張拉過程中一旦發現砼破裂、鋼絞線斷絲斷束時立即停止張拉，等待研究清楚原因再進行，必須控制在200mm范圍以防張拉超出正常值出現安全事故[3]。

2.2.3.6 孔道灌漿封錨。有黏結鋼絞線張拉后停止留置12小時，專業技術人員查看鋼絞線錨固情況，如無特殊情形則用水灰比0.4-0.45、標號為42.5普通硅酸鹽水泥進行灌漿，灌漿前用清水試轉正常后再進行灌漿，檢查孔道兩端錨具是否正常，發現異常立即處理，灌漿泵派專人負責看管，灌漿要一次性完成，待最后一個排氣孔冒出連續的濃漿，直至另一端冒出濃漿為止。灌漿完成24h后使用角磨機進行逐條切除多余預應力筋，再進行封錨工作。

2.3 施工過程的質量控制

2.3.1 技術準備階段。在進行大跨度預應力施工之前要確定橋梁工程的結構設計方式，實地考察橋梁施工的真實地理情況，根據橋梁的受力等級劃分，工程結構的施工順序確定施工日程安排。相應的需要按需準備材料，安排施工設備和施工方式。判斷橋梁預拱度的真實需要，為了使其保持在規定數值之內，要使用應用線性控制技術控制橋梁預拱度。為了使橋梁的形狀同設計要求和現實需要保持一致，要慎重選擇橋梁截面的形狀。我國當下常使用的槽型和T型橋梁截面在大跨度預應力混凝土橋梁中的使用頻次較少，為了提升大跨度預應力混凝土橋梁結構的承載作用效果，可以使用變截面型的橋梁截面。

2.3.2 加強專業人才的培養。橋梁施工工程對于專業知識的要求尤為嚴格，設計多方面的知識技能，比如工程機械、土力學等等，這就要求施工技術員和設計員應該具有扎實的知識功底。因此在施工之前不僅要做好充分的考量，不僅要求設計有過關，還應該根據國家出臺的相關規范，制定可行的施工方案。橋梁大跨度預應力混凝土工程隨著社會的不斷進步趨于復雜化發展，因此應該高度重視相關專業人才的培養、引進先進的橋梁大跨度預應力混凝土工程設備，創造專業的團隊，使得構建過程規范化，培養能夠應對各種突發狀況的隊伍，對于施工現場的危險以及不合理狀況具有一定的預測性及解決能力。將橋梁大跨度預應力混凝土工作掌控好，以確保橋梁工程的順利開展。

2.3.3 施工工藝的把控。施工工藝有效的運用對于施工質量具有關鍵作用，再加大跨度預應力混凝土施工方面，工藝的需求是比較高的，假如不強化對于施工藝把控的力度，極易導致大跨度預應力混凝土的施工質量發生問題，進而對構造穩固性造成影響。對于大跨度預應力混凝土的施工方案實施嚴格審查，強化相應工作人員間的交流以及溝通，進而確保施工方案合理性以及精準性，使施工效率得到提升，保證安全施工。而且，強化對于施工方案審核，對于施工方案內容的完善具有關鍵的影響，能夠及時發現到方案當中所存有情況，而且制定出解決手段，避免延時以及返工等問題發生。對于大跨度預應力混凝土所需要施工材料實施嚴格檢測，保證材料的質量與現實施工需要是相符合的。檢測進程當中只要發現存在質量狀況，需要及時對材料實施更換工作，從而確保大跨度預應力混凝土施工的安全以及質量。

2.3.4 安全施工。橋梁施工的順利進行，離不開施工技術人員的共同努力，這就要求各個施工技術人員遵守相關規定合理操作儀器，將完全問題放在首位。施工現場有許多危險源需要施工前做好安全措施以及安全培訓工作。機器的運作離不開電器設備，在安裝電路時應該聘請專業人員進行安裝，確保電路安全，并在培訓將安全注意事項列清楚。施工現場應該嚴格看管，對于非工作人員禁止入內，并且將容易出現安全問題的地方做好護欄，以免因為疏忽造成人員傷害。對于現場施工技術人員進行嚴格檢查，對于不遵守相關規定的給予一定處分，例如不戴安全帽以及不穿工裝等現象。做好全方位的安全教育工作，確保橋梁大跨度預應力混凝土施工的順利開展是至關重要的[4]。

3 結束語

因為梁截面大，鋼筋直徑大，數量多，應采用明式綁扎、分段綁扎等方法。澆筑砼時，必須注意砼模具溫度和分層澆筑高度，加強砼測溫管理，當砼內外溫差過大時，應使用適當措施將砼內外溫差減少。