预应力混凝土斜拉桥合拢段施工过程分析

崔行航

（聊城市公路管理局，山东聊城 252000）

1 工程概况

大桥主桥长度为205 m+460 m+205 m双塔双索面矮塔斜拉桥，全长870 m。主梁为单箱四室截面，索塔塔柱整体为H形钢筋混凝土空心结构。全桥设3个合拢段，中跨合拢段1个，边跨合拢段2个（见图1）；边跨合拢段长2.0 m，混凝土840.5 m3，中跨合拢段长2 m，混凝土470.7 m3。承台下设置19根直径3 m的钻孔桩，桩间距6 m，其中，10#墩桩长34.5 m，11#墩桩长44.5 m。

图1 主桥孔跨布置图

2 施工方案总述

本项目中箱梁合拢段施工是整个箱梁施工重点部位，箱梁合拢即体系转换是控制全桥受力状况和线型的关键工序，因此箱梁的合拢顺序、合拢温度都必须严格控制，合拢段混凝土应在一日温度最低时段（宜为温差变化较小的时间段）在尽可能短的时间内浇注完成，设计合拢温度应控制在18℃～20℃之间，并要求及时进行覆盖养生，在混凝土达到设计要求强度后及时张拉预应力，减少或避免合拢段混凝土产生温度、收缩等破坏性裂缝。

斜拉桥全桥箱梁合拢顺序为：全桥箱梁的合拢由边至中进行，即先施工两边跨合拢段，再施工中跨合拢段。合拢段采用吊架施工，利用挂篮底平台布置吊架。挂篮施工，有利于保证施工的连续性，通过合理的施工控制使得悬臂浇筑预应力混凝士梁桥的各阶段的内力与变形能达到预计值，并且最终能符合相关的设计要求，施工精度要求高，且经济节约。边跨直线段的支架地基要处理得当、严格夯实，不能将支架支在新堆的土层上，以防在合拢施工过程中边跨直线段沉降过大，导致线形出现大的偏差，建议地基夯实后再在其上面浇筑一层厚度10 cm以上的混凝土。每个边跨直线段的支架均应预压，预压时间要到位，以尽可能减小直线段浇筑后会发生的地基土层塑性变形。边跨直线段的支架与模板刚度均应足够大，以保证直线段表面平整，不出现凹凸不平的情况。

2.1 钢筋的绑扎、预埋件的安装和混凝土施工

（1）钢筋分两次绑扎，第一次安放底板、腹板、竖向及纵向预应力管道定位筋，第二次搭设脚手架、工作平台和顶腹板内模板，安装腹板、顶板及翼板钢筋，同时安放纵、横向及水平预应力钢筋和管道。

（2）预埋件分结构预埋件、应力应变监控预埋件和施工用预埋件。其中结构预埋件和应力应变监控预埋件根据设计图纸和监控单位提供的位置进行安设，包括预应力张拉的垫板、锚具、通气孔、应力、应变预埋件等。

（3）合拢段混凝土施工同挂篮悬臂施工一样，采用输送泵输送，配比及原材料同悬臂浇注。

2.2 中跨吊架

中跨合拢段与边跨合拢段同样的采用相同形式的吊架施工。中跨合拢段两端平衡配重的设置施工以弯矩平衡为原则，配重重量以中跨合拢段混凝土重量/2=40.05 t,见图2。

图2 挂篮浇筑边跨合龙段布置图

为避开中跨主梁31号块件施工时两中跨挂篮前端相抵触的情况及按目前施工进度考虑，建议在西岸中跨31号块件施工完成后先合拢西岸边跨合拢段，后移西岸中跨挂篮。这样可避开挂篮前端抵触的情况，同时保证主梁在悬臂工况下的安全。为满足挂篮前端吊杆布置的合理性，拆除前吊杆铰盒，在前吊点两侧分别设置一组精轧螺纹钢，贯穿前下横梁，锚固于前下横梁底端，在合拢段埋预埋孔，待挂篮底平台拆除后用同标号混凝土浇筑预留孔洞。

2.3 合龙段混凝土浇注

根据相关资料与同类施工经验，本项目重点考虑季节性温差和桥体内温度残余影响。结构内的温度变形，由于混泥土刚施工时强度不够，变形应力主要会作用在钢铰线上。根据桥梁施工规范中相关经验公式可以得出钢筋的应变为：εg=4ρL2f 2/εg，而温度引起的实际应变为，根据施工经验分析，则可把公式化为此时就能计算出，温度变化对混凝土桥梁产生的实际变形为，这样就跟科学的对施工控制进行指导。

在箱梁体内加刚性支撑(即劲性骨架)的方法以及降温、早强的施工措施是非常必要的。全桥预应力束安装。钢支撑安装前，悬拼段前端受温度影响，将在各个方向反复发生位移，特别是在竖平面的上、下方向。此时合拢部分不能穿体外预应力筋，但可以穿好所有体内预应力束。先穿合拢施工需要初张拉的T1、B1、B9预应力束（共10束）。预应力束穿好后张拉端将千斤顶安装好。预应力束下料长度应考虑悬拼段前端大位移的影响。预应力束（筋）初张拉。焊连钢支撑时，穿好体外预应力筋 T5、T6、B12、B13。钢支撑焊连结束后，立即按上下游对称原则张拉预应力束（筋）。所有需张拉预应力束（筋）必须在气温有较大变化前张拉完毕。预应力筋（束）张拉完成后，再焊接竖直方向斜向钢支撑，使合拢两端完全锁定。合拢段混凝土浇注选择在夜间温度变化值较小 (温度控制在18℃～20℃左右)时进行，并保证混凝土在温差变化较小的时间段内完成凝固，混凝土的初凝时间根据拌合站的拌合能力来确定，须控制在合拢段浇注完成后混凝土才初凝，以确保混凝土凝结过程中处于升温受压状态不出现不利的压应力。混凝土的施工顺序按先底板，后腹板，再顶板的顺序进行，混凝土入模坍落度控制在16～18 cm。为防止温度变化影响产生裂纹，在顶板覆盖麻袋养护，其余部位用淋水或喷水方法养护。混凝土强度和龄期均达到设计和规范的要求后，进行张拉、灌浆、锚固中跨合拢束。按照设计要求的编号顺序张拉预应力束，并灌浆。

2.4 结果分析

加压20 t对索塔偏位及应力的影响见表1。加压对主梁线形影响见图3。

表1 加压20 t对索塔偏位及应力的影响（单位：MPa,cm)

图3 加压对主梁线形影响图

通过计算可知，加20 t压重调整1.8 cm的合拢高差对索塔应力的影响也只有0.06 MPa左右,并且将使得27#索塔向河中多偏0.48 cm,使得28#索塔向河侧少偏移0.37 cm。经分析可知，由于27#墩跨中梁端施加临时荷载，这将导致27#索塔向河侧偏移，合拢后卸载将导致28#索塔向岸侧偏移，根据图3分析结果可知，该项目取得合拢效果较好。

4 结语

本文通过施工实际案例，分析了大跨度预应力混凝土桥梁施工中的影响因素，并从该角度出发，对桥梁结构进行理论计算。同时在施工过程中切不可掉以轻心，应切实加强施工单位的现场管理，严格按设计图纸和技术规范施工，不断总结施工经验，合理的进行施工控制，取得了良好的施工效果。

[1]刘德坤.先简支后连续桥梁施工中的力学问题研究[D].湖南长沙:湖南大学工程力学,2011.

[2]朱立锋.简支T梁桥梁体多种受弯加固技术对比试验研究[D].江苏南京:东南大学硕士学位论文,2010.

[3]范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2000.

[4]周浪峰.超多跨大跨径连续梁桥施工控制研究[D].陕西西安:长安大学硕士学位论文,2010.

[5]Hyo-Gyoung Kwak,Young-Jae Seo.Shrinkage cracking at interiorsupport of continuous pre-cast pre-stressed concrete girder bridge[J].construction and building materials,2002.