关于体外预应力钢混凝土组合桥梁施工技术探究

籍少甫

(中铁三局集团建筑安装工程有限公司，山西太原 030006)

新建宝鸡至兰州铁路客运专线，三阳川渭河2号特大桥。本桥孔跨形式:

31-32 m+1-24 m+13-32 m+20-48 m+21-32 m+3-24 m+16-32 m+2-24 m+1-32 m+1-24 m+49-32 m+2-24 m+26-32 m+1-24 m+16-32 m+3-24 m+12-32 m+3-24 m+17-32 m简支箱梁+(40+56+40)m连续梁+16-32 m简支箱梁。中心里程:DK790+604，全桥长:8 672.23 m。其中20-48 m简支箱梁采用分段预制、移动造桥机现浇湿接缝施工。

对于三阳川渭河2号特大桥施工来说，由于桥梁整体结构庞大、力学特点多样，在实际施工过程中主要是采取预制节段梁，再进行组合拼装的方式来进行桥梁整体建设。体外预应力钢混凝土组合桥梁施工是一种较为新颖的施工方式，能够有效处理钢混凝土桥梁力学性能，对桥体结构稳定安全具有显著的作用。

1 体外预应力钢混凝土组合桥梁

钢混凝土组合桥梁是指钢筋混凝土组合桥梁，钢混凝土是对钢筋混凝土的简称。由于梁段内部存在一定的应力，在吊装或运行过程中可能导致梁段在内部应力作用下出现性能不稳定乃至发生破坏，因此通过在梁段体外施加预应力，以消除或平衡梁段内部存在的应力，确保梁段吊装和运行过程稳定安全。一般来说，体外预应力钢混凝土组合桥梁具有如下工艺特点或施工难点。第一，体外预应力钢混凝土组合桥梁能够在很大程度上减轻桥体自重，提升施工的方便度，缩减所需的施工耗时，对于社会经济以及环境均有积极的作用。第二，体外预应力钢混凝土组合桥梁一般跨度较大，底面空间和箱梁顶面形成空间曲面，梁段线型复杂，对温度较为敏感，在施工过程中需要特别注意梁段的线型控制。第三，梁段的各截面高不相同，呈抛物线形态，单元结构以及梁段的种类繁多，前期准备工作量巨大，在实际生产中难以进行标准化的流水作业。梁段线型要求高，对精度控制、切割、焊接以及吊装等环节的加工工艺以及施工技术要求很高。第四，桥梁整体跨度很大，在进行梁段吊装的过程中，需要对周边交通制定合理的引流措施，完善相关安全硬件设施的配置，保证相关施工环节安全顺畅。

2 钢混凝土组合桥梁梁段的制作及吊装

2.1 钢混凝土组合桥梁梁段的制作简述

通常来讲，采用钢混凝土组合桥梁施工技术的桥梁跨度都较大，其主梁的平面、纵面以及梁底均为曲线。钢混凝土组合桥梁梁段制作一般可以分为两种模式，其一是进行分段预制，再进行组装。还有就是进行整体预制，切割分段，再运输到现场进行吊装。对于跨度较大的桥梁来说，其对精度控制要求很高，若是进行分段预制，则会难以满足精度要求。所以一般采用整体预制的的方式，保证桥梁的线型，再对其进行分段切割，运输到现场之后进行吊装。钢混凝土组合桥梁预制的流程主要可以分为制作整体台模、设计顶、腹、底排版图、制样、切割、加工、拼装、焊接、制孔以及运输出厂。通过这些步骤，就可以实现钢混凝土组合桥梁的制作，用于实际施工。图1为某钢混凝土梁横断面示意图。

图1 某钢混凝土梁横断面示意图

2.2 钢混凝土组合桥梁的吊装拼接

钢混凝土组合桥梁在预制完成后，通过切割分段，就可以用载重车运输到施工现场。在进行吊装之前，需要根据具体的吊装设计方案，对梁段的分段处设置支墩。该临时支墩的位置、大小需要通过力学计算，使其能够满足稳定性以及承载力需求。由于每一个梁段均放在四个螺旋支撑上，并且每个支承点都有三个自由度，这三个自由度相互制约，调整其中一个必将影响其余两个，所以梁段调位是一个反复调整、逐渐趋近的过程，故在施工中按纵向调整→横向调整→竖向调整→纵向调整→横向调整→竖向调整的次序反复循环调整，直至达到设计要求。

3 体外预应力钢混凝土组合桥梁施工技术

三阳川渭河2号特大桥具体施工流程可以分为:梁体预制留孔、转向器外套钢管安装、转向器安装、固定转向器、灌浆、钢索下料及穿索、转向器与索体填充橡胶、浇筑混凝土、检测混凝土强度、张拉体外索、安装定位装置、灌浇砂浆、安装放松装置、安装防腐装置以及安装减震器。体外预应力钢混凝土组合桥梁施工流程基本如此，其施工技术需要从以下几个方面进行详细分析:

1)转向器外套钢管安装施工技术。转向器的外套钢管并非长度一致，其有长有短。较长的外套钢管在场内制作时就已经基本安装完毕，只有很小的一部分需要在现场进行外套钢管安装。进行外套钢管安装的时候，需对预应力钢索的角度以及位置进行精确测定，以保证转向器安装不会受到外套钢管的影响。

2)转向器安装施工技术。根据体外预应力的技术原理，转向器安装是施工过程中的一个重要环节。转向器能够对预应力钢索的角度及位置形成直接的控制，需要严格控制转向器以及其他相关部件的安装精度。具体来说，转向器在安装之前，应该彻底清理外套钢管和转向器之间存在的杂物，并采用橡胶条对外套钢管和转向器之间的空隙进行填充，对转向器起到一定的固定作用，也可以对之后的灌浆环节起到封堵作用。在进行转向器安装时，需要保证转向器角度与设计相符。

3)外套钢管与转向器灌浆施工技术。在外套钢管与转向器的缝隙间灌浆，是为了保证预应力钢索的各部分分力能够有效地传递到钢混凝土组合桥梁主体结构之上。通常情况下，外套钢管和转向器之间的灌浆材料为补偿收缩混凝土。在螺旋筋以及锚垫板施工完成之后，对转向器进行角度调整，满足设计曲线之后就应该进行灌浆。灌浆应该从最低的压浆孔开始，直到最高孔位冒出方可停止。需要注意的是，灌浆过程应该缓慢而连续地进行，不可操之过急，也不可中途停顿。

4)体外预应力钢索下料和穿索施工技术。预应力钢索的长度应该根据相关数据进行计算确定，确保钢索长度符合设计要求。对钢索的切割工作应该在平整的场地进行，避免钢索产生形变。钢索下料在造桥机前导梁上进行，切割使用砂轮切割机切割。张拉采用两端对称同步张拉(有四台张拉千斤顶同时工作)，以控制张拉力为主、伸长量为辅的双控法进行。张拉顺序为初始应力→张拉应力→测量伸长量→持荷5 min→锚固。在进行穿索施工时，卷扬机要根据钢索实际情况选择，在用卷扬机牵引钢索时，应该对钢索采取一定的保护措施，避免钢索发生刮擦损伤表面。比如可以在切割场地铺设保护板，在牵引端安装保护套等。

5)体外预应力钢索张拉施工技术。对体外预应力钢索进行张拉，需要在施工前进行锚垫板检查、预埋管道检查、密封筒检查等基本工作，确保张拉施工顺利展开。钢索长度一般和钢混凝土组合桥梁的跨度呈线性关系。对于长度较长的钢索，普通的张拉法需要对千斤顶进行多次倒顶，可能引起锚具夹片在反复过程中失效。因此可以采取悬浮张拉法进行钢索张拉，对钢索两端进行同步均匀的张拉加工，确保张拉质量。

6)防松减震装置安装施工技术。桥梁在运行过程中由于车辆因素会产生震动，桥梁震动会导致转向器受损或是角度发生变化，因此需要安装一定的防损装置，避免转向器在桥梁震动中发生损坏。体外预应力钢混凝土组合桥梁的部分梁体不会使用混凝土封锚，在桥梁震动作用下，可能发生松脱，因此需要安装放松装置，避免其出现脱落。桥梁震动还会带动钢索一起震动，造成钢索基本性能扰乱，功能结构遭到破坏。因此需要安装减震装置，使钢索和梁体在震动上保持一致。

4 结语

体外预应力钢混凝土组合桥梁在实际施工的应用较为广泛，也是一种较为高效的施工技术。其在各个环节需要注意的施工事项以及施工技术标准都较多，在实际施工过程中，应该严格按照相关标准进行施工操作。

［1］方凯斌.体外预应力钢混凝土组合梁桥施工技术概述［J］.经营管理者，2014(5):90-91.

［2］李鹏飞.浅析公路桥梁体外预应力加固的施工技术［J］.黑龙江科技信息，2013(10):26-27.

［3］曲久斌.京山铁路立交桥钢—混凝土组合梁体外预应力设计与施工技术研究［D］.上海:上海交通大学，2010.