大型预应力连续刚构箱梁桥施工实例探究

王名扬，黄 盛

(贵州省公路工程集团有限公司)

1 工程概况

贵州仁赤高速公路为贵州省赤水至望谟高速公路仁怀至赤水段。马岩沟特大桥为左右幅分离式路基桥梁，左右幅中心里程桩号分部为ZK81+446.328和YK81+449.863，左幅桥起讫桩号为 ZK81+112.92～ZK81+779.696，全长664.12 m，设计为(96+180+96)+3×40+4×40预应力混凝土连续钢构、预应力混凝土T梁;右幅桥起讫桩号YK81+138.92～YK81+760.766，全长 624.12 m，设计为(96+180+96)+3×40+3×40预应力混凝土连续钢构、预应力混凝土箱梁。

2 挂篮的变形(挠度)及其处理方法

箱梁各节段立模标高=设计标高+预拱度+挂篮满载后自身变形，其中挠度的控制与预拱度设置是悬臂施工中最关键的技术，悬臂施工过程中挂篮的自身变形以及处理方法如式(1)、(2)。

根据经验可知在浇筑i段的梁使挂篮前端的点i下挠

式中:Vi1为点i随已成(1～i-1)段梁产生的挠度;Vi2为挂篮本身的变形;V(e)i2，V(n)i2为挂篮的弹性和非弹性变形。

根据公式(1)、(2)分析可知，对施工段总挠度影响最大的是Vi1对i点的计算，由于i点的位置在悬臂端处的Vi1必定大于Vj1，而且Vi1不会出现使刚浇筑的i段与已完成的i-1段在结合面处有裂缝产生的现象。为了预防新老混凝土在连接处有裂缝产生，可以选择的方法是采用顶起前吊杆，亦或预压和换重法。分析表明实际过程中V(e)i2和V(n)是相互混合发生的，因此V(n)i2在理论上也必须同上的方法处理，但是实际施工过程中实践表明上述的方法不太合理，实行起来困难重重。

(1)换重

虽然换重对新老浇筑的混凝土在接合处的施工质量，但是换重要求总重量(压重+卸重)P1=2×(悬灌混凝土总重量P2)，根据公式可知如果用水进行压重工序，抽水放水的耗费相对之大，不利于节约成本，同时其他材料代替水压重无法达到水压重的实际效果。其次根据公式(3)、(4)

可知裂缝产生真正原因是Vi2，与Vi1没有任何关系，在使用换重法为了防止Vi2产生裂缝的不得不采用(Vi1+Vi2)的压重，不合理，因此在近几年的预应力刚构桥施工中很少使用换重法。

(2)顶升前吊杆

研究表明在浇灌混凝土时使其呈现前高后低的斜面，有利于降低先浇筑完成的底板位置与新浇筑的出现裂缝的概率，有效的方法是在浇灌混凝土时可以采用先灌注前端的混凝土再浇灌后端的。然而由于现在浇筑均采用泵送混凝土，振动棒影响造成混凝土流动性较大，使效果不明显。因此，可以安排专人进行测量监控，监控过程中一旦挠度接近5 mm时暂停灌注，顶升前吊杆。但是顶升前吊杆也有自身的缺点，暂停时间过长会导致泵管堵塞，疏通不易，同时多次上调模板对底部的混凝土造成拉动，影响新老部位混凝土的结合，因此这些不利因素都限制了这个方法的实用性。

(3)复振

在新老部位混凝土终凝前可以进行二次振捣，这样有利于控制裂缝的产生，这种方法相应的快捷简便，同时目前没有不利因素的产生。

(4)增强挂篮的刚度

根据公式分析可知，减小Vi2，增强挂篮刚度的是控制裂缝的产生以及变形的有效途径。马岩沟特大桥所用挂篮满足式中的要求，增强挂篮的刚度，间接地增加挂篮自重，从而使箱梁的挠度增大。

3 预应力连续刚构箱梁桥测量控制

3.1 箱梁悬浇线形控制

设置在0#中心线处的临时水准点以及梁的前端顶板和底板左、中、右三处的控制点均属于箱梁悬浇线形控制的观测点。在进行挂篮移动过程、混凝土浇筑过程、预应力张拉过程中对观测点进行跟踪观测，整理观测的数据，同时仔细分析观测数据，为之后的施工提供相应的预拱度。在进行跟踪观测的过程中，必须选择温差变化较小的时候目的是为了减小日照温差对观测数据的影响。箱梁悬浇线形控制还包括对承台设置沉降观测点，即使了解基础沉降的状况;分析观测温度对结构挠度的影响以免提供的数据造成预拱度的误差。

3.2 施工挠度观测

挠度观测点的埋设为监测悬臂中各块箱梁在施工过程中的挠度变形并指导施工，在每一梁段箱梁腹板顶面上下游方向埋置φ8 mm钢筋，顶部磨圆，在浇筑混凝土时预埋，端头露出混凝土面约5 mm，作为挠度的观测点。观测点的埋置本着能保证观测点本身的稳定性和最大限度反映挠度变形，又不妨碍挂篮前移的原则。挠度观测:用精密水准仪和因瓦水准尺，采用水准测量的方法，周期性的对每一段箱梁观测点进行监测，对挂篮前移、浇筑混凝土、张拉预应力前后的各观测点挠度变形进行监测。

4 刚构桥预应力施工要点

4.1 波纹管施工工艺

根据规定的要求纵向预应力的管道使用塑料波纹管，竖向预应力的管道采用镀锌铁皮波纹管，顶板横向预应力管道采用镀锌铁皮扁型波纹管。并要求有现场压载、轴拉、弯曲、抗渗试验。在进行波纹管安装的过程中，为了防止浇筑混凝土的时候波纹管上浮而引起严重的质量事故，必须使用铁丝将波纹管和钢筋托架固定在一起，连接必须牢固，接着处光滑严密，不得有折角卷边。同时为了防止管道内壁开裂，安装波纹管时尽量避免着反复弯曲，并且注意电焊时火花的溅射造成波纹管的损伤。波纹管安装结束之后，要对波纹管的位置进行检验，波纹管控制点的安装偏差，垂直方向±10 mm，水平方向±20 mm。

4.2 孔道压浆

为了确保压浆的密实程度，纵向束、横向束以及整个桥梁的纵向预应力全都采用真空孔道压浆的工艺。进行孔道压浆钱，首先必须压缩空气目的是清除孔道内的一些杂质，之后才能进行压浆的工序。再压浆过程中必须注意密实性，严格控制浆的配合比，同时严禁掺入各类氯盐，28 d强度要求达到55 MPa以上。为减少收缩可掺入0.000 1水泥用量的铝粉作为膨胀剂。

预应力管道真空压浆注意事项，对压浆机具及仪表的完好性进行检查，消除机具设备障碍。对需要压浆的预应力管道使用压力水清洗，并在压浆前使用空压机吹出管内积水，保持管内洁净;拌制水泥浆的各种材料均要符合质量要求。严格按照设计配合比报告中的各种材料比例进行拌制，严格计量和控制水泥浆稠度;在压浆之前将真空泵与密封良好的预应力孔道的一端连接后再启动，抽吸预应力孔道中的空气，使孔道内部-0.05～-0.1 MPa的负压并保持住，同时从孔道的另一端再用压浆机将水泥浆压入管道内，直至整个管道充满水泥浆，压浆机用0.5～0.7 MPa的压力稳定不小于2 min。

［1］ 贺竞.浅谈预应力连续刚构桥施工技术［J］.经营管理者，2012，(6):20-21.

［2］ 陈克坚.南昆铁路清水河大桥预应力连续刚构主桥施工设计［J］.预应力技术，2004，(5):10-11.

［3］ 李风兵.预应力混凝土连续刚构桥裂缝和下挠问题探讨［J］.四川建筑，2008，(10):30-31.

［4］ 林胜.预应力混凝土连续刚构宽箱梁桥施工监控技术研究［J］.山西建筑，2013，(10):30-31.