预应力混凝土施工技术在连续刚构桥中的应用

汪益林

摘要：与跨径相同的简支梁桥相比，连续刚构桥截面控制弯矩相对减小，选取平衡悬臂施工方式，将增大桥梁单跨跨径。因传统钢筋混凝土连续体系具有相对有效的跨越能力，预应力混凝土技术能够为连续体系提供新的发展空间，是提升跨越能力的重要途径。文章通过工程案例，主要对连续刚构桥基本构造特点、施工工艺进行了分析。

关键词：公路工程；连续刚构桥；预应力混凝土施工技术；平衡悬臂；桥梁跨径 文献标识码：A

中图分类号：U448 文章编号：1009-2374（2016）03-0095-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.048

作为预应力混凝土大跨梁式桥的主要形式，连续刚构桥对连续梁、T型刚构桥的受力特点进行了综合，将主料做成连续体和薄壁桥墩固结形成。其与连续梁具有一致性，可形成一联多孔，在长桥内，可以选取剪力铰进行多个中间孔连接或简支挂。因体系温度改变及混凝土收缩等情况，如连续刚构桥跨径大、墩高度小，在墩顶位置将出现极大的水平位移，为降低墩内水平位移出现的弯矩，可选取水平抗推刚度小的双薄壁墩进行连续刚构桥施工。

1 连续刚构桥基本构造的特点

1.1 桥梁跨径

等跨度连续刚构桥与不等跨连续刚构桥为连续刚构桥的主要形式。为避免中跨跨中出现异号弯矩，三跨连续刚构桥边跨长度应为中跨跨长的50%～80%。当边跨长度减少时，可降低边跨与中跨的跨中弯矩，同时边跨跨长、中跨跨长比值也和施工选取的方式具有紧密的联系。

1.2 箱梁根部底板厚度

伴随梁高改变，变截面箱梁底板厚度也会发生改变，一般需将墩顶底板厚度控制在梁高的10%～12%之间，200～250mm为跨中位置底板厚度，120mm为底板最小厚度。

1.3 箱梁顶板厚度

箱梁顶板厚度必须与桥面板横向弯矩需求与布置纵向预应力筋需求进行最大限度的满足，其跨中截面分析，腹板间距3.5m，顶板厚度180mm；腹板间距5.0m，顶板厚度200mm；腹板间距7.0m，顶板厚度280mm。

2 工程案例

某工程总长度为410.65m，预应力混凝土简支梁桥（1cm×32cm）+预应力混凝土连续刚构桥（96m+168m+96m）为桥跨布置情况，56m为最高墩，单箱单室变高度变截面箱梁为梁体结构，11m为0号段梁高，5.5m为跨中、边跨梁端位置梁高。等高直线段主要包含梁体下缘（中跨中部、边跨端部除外），其他为二次抛物线。361.6m为梁体总长度，11m为箱梁顶板宽度，7.8m为箱宽度，619.6m3为0号段混凝土。HVM15-19型为锚具类型，选取HVBM15-4扁形锚具作为张拉段，选取HVM15-4P型锚具进行锚固端锚固。选取精轧螺纹钢筋（Ⅳ级32mm）作为竖向预应力筋，锚固为YGM-32螺母。

3 公路连续刚构桥施工中预应力混凝土技术的施工工艺

3.1 挂篮

按照该工程连续刚构桥结构特性与相关规定，可进行挂篮设计参数的确定。2707kN为挂篮混凝土悬臂浇筑最大阶段重量，100kN为施工机械与施工人员荷载重量。3m、3.5m、4m为浇筑箱梁分段长度，要求挂篮需满足其规定。

完成设计加工挂篮施工后，在桥梁挂篮悬臂施工中必须先张拉预压梁内的钢再拆除模板。拆除底模后，外滑梁用锚杆在主构架侧面进行锚固，吊架时后托梁用倒链在侧面进行悬挂。将与最长混凝土块相同长度的轨道铺设在混凝土浇筑好的位置，并和原有轨道进行焊接，确保其轨道的整体性。在移动挂蓝的过程中，将滑梁需要的吊点扣架及时在顶板预留孔位置进行安装，进而增加桥梁结构的稳定性及提高其强度。

3.2 0号段施工技术

3.2.1 模板安装。0号段模板为2套，内模、外模、底模、端模为各套模板的构成部分，悬灌段施工中部分外模可用于挂篮模板。选取常規现浇法进行空心墩顶底模、悬臂端底模进行施工，采用分体框架式钢模板作为外模，框架连接可选取M16螺栓，以此对其整体刚度进行有效提升。利用拉杆在外模对腹板内模进行固定，选取拉杆固定横隔板内模。全部内模由钢管（45mm直径）支撑作为立模平台，120cm为支撑间距，并在底板上下主筋固定。

3.2.2 钢筋施工。相比普通现浇梁施工工艺，该工程钢筋绑扎、焊接方式相同，为确保浇筑混凝土过程中不出现预应力孔道偏移情况，可选取Φ10钢筋将定位网焊接为刚性骨架，并在竖向主筋上焊接定位网骨架。

为确保波纹管刚度符合施工要求，应遵循50cm以上间距进行定位网密度布置。

3.2.3 混凝土施工。根据本工程需求，可选取高性能混凝土进行施工。一般选取级配好的中砂作为细骨料，2.6～2.9之间为细度模数，并通过洗砂机清洗进场中砂，要求1%以下为其砂子清洗后的含泥量。碎石为粗骨砂的主要类型，应确保其具有良好的级配。拌和混凝土时，其顺序如下：粗骨料、细骨料投入→70%水加入（时间为30s）→水泥投入搅拌→粉煤灰、减水剂添加→30%水加入。

在梁高5.4m位置确定分层浇筑分界线，304m3为第一层浇筑量，315.6m3为第二层浇筑量，10天为浇筑最长间隔时间。选取泵送混凝土方式供应混凝土材料。布料施工中应将2个固定辐射漏斗搭设到作业平台上，泵送混凝土需先向辐射漏斗流入，并按照辐射漏斗出口插板对泵送混凝土流向加以控制，达到均匀布料的目的。

3.3 合龙段施工

按照设计规定，18℃为合龙最佳温度。相比梁体混凝土标号，合龙段混凝土标号应高出一些，遵循合龙边跨→卸落边跨现浇段支架→合龙中跨为合龙的施工顺序。边跨合龙段和中跨合龙段具有相似的施工流程，其不同工序为梁端面顶推力的施加。为避免浇筑混凝土施工中边跨合龙段由于悬臂段扰度改变产生剪力，需将双道剪刀撑设置于箱梁内部（图1）。剪力撑可进行250T竖向剪力的有效抵抗，完成边跨合龙段混凝土浇筑作业后，其强度达到80%时，应拆除临时锁定，并把全部预应力束向设计张拉力补张。

完成边跨合龙段张拉作业，应及时拆除边跨现浇段底部支架，前进中跨一个挂篮，以此达到中跨合龙段模板体系形成的目的，并清理干净相近2个T构梁面杂物。同时需将临时支撑（6个）设置于合龙段，每个焊接材料为140b工字钢，数量为2根。完成安装钢筋、预埋件工作后，应焊接支撑和楔子、楔子和预埋钢板间。在合龙段临时锁定施工中要求在800KnT范围控制每束临时张拉力，完成混凝土灌注施工，并利用双层草袋对其顶面进行覆盖，洒水养护需在箱体内外、合龙段前后1m内进行。当混凝土强度与设计强度一半相符时，可将合龙段模板拆除，再将临时锁定解除。相比设计强度，混凝土强度在80%左右，需按照一定顺序进行永久束张拉。完成全桥合龙作业后，应进行后期钢束张拉，必须一次完成张拉后期束，最后进行压浆施工。

3.4 三向预应力施工技术

体内后张预应力混凝土结构，应将预应力孔道预留到混凝土体内。在波纹管接长过程中，可选取外接头，并将接口进行修正，确保其平整性，同时定位、加固波纹管。完成混凝土浇筑及取出衬管后需及时进行穿束作业。穿束前，预应力束头可利用铜焊进行锥型焊接。一般引线如人工穿钢绞线（单根）完成，随后由卷扬机拉动引线穿束。作为预应力施工的重要环节，张拉施工要求在箱梁横截面纵向预应力钢束必须保持对称张拉，并对整个张拉过程进行全面监控，如出现意外情况，必须马上停止施工，避免断丝等情况发生。构件完成张拉施工后应及时进行压浆，压浆前锚环、夹片缝隙需由水泥砂浆封堵。单孔压浆不能中断，根据压浆方向由专人对排气孔依次封堵，直到浓浆由另一端流出并封堵，随后将通气孔打开，对空气、清水流出情况进行详细检查。该过程需持续加压到0.8MPa，时间为5min，确保油压表稳定后，即可将截止阀关闭，将压浆管拆除。完成压浆后，应将多出部分的钢绞线切除。

4 结语

综上所述，作为公路工程桥梁的主要类型，连续刚构桥施工工艺是否合理、科学、有效直接关系着公路工程建设的整体质量。因连续刚构桥具有较大的跨越能力、合理的受力情况、良好的结构整体性能，桥面连续能够确保行车的舒适度、安全性，为此在工程施工中得到了广泛的应用。预应力混凝土技术在连续刚构桥施工中的大量使用，为提升施工技术水平提供了可靠的保障，是推动公路桥梁事业快速发展的重要途径。

参考文献

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（责任编辑：秦逊玉）