城市轨道交通连续U梁边跨预应力优化分析

吕明亮

（中交一航局路桥分公司，天津 300456）

在连续梁施工过程中，做好连续梁边跨预应力施工属于非常重要的工作内容。尤其是对于城市轨道交通连续U梁设计为薄壁结构，边跨厚度仅40cm。在开展预应力连续桥梁施工的过程中，必须制定完善的监管机制，通过多个方面进行管理和监管，保证施工方案的合理性以及所有施工材料的质量，具体的施工也应严格按照施工流程开展。只有这样，才能切实保证桥梁结构的稳定性，避免其在应用过程中发生变形，推动整个桥梁工程可持续发展。

1 影响连续U梁边跨预应力效果的因素

1.1 施工流程不规范

总结以往的施工经验，在连续梁边跨施工过程中，流程不规范是影响预应力效果的重要因素之一。其具体体现在以下几方面：①在钢筋安装时，没有对桥梁结构的结构和架体进行综合性评估及验算，从而造成安装时所使用的钢筋结构自重超出支撑体系承载能力，引起结构形变、裂缝等问题，降低了结构的稳固性；②在施工过程中对于一些常见病害，如结构裂缝、积水等，如果没有及时对其进行处理，会逐步扩大病害带来的负面影响，使预应力影响逐渐过大，最终导致结构使用年限缩减。

1.2 材料质量不合格

在工程施工期间，材料质量不合格也是影响预应力效果的重要因素，其具体体现在以下几点：①在设计阶段所参考的数据总量较少，这也降低了采购方案中相关内容的合理性，使初始状态下采购的材料合规性较差，从而影响连跨结构的施工质量；②材料出入库管理合理性较差，在连续梁边跨施工过程中，需要应用到不同强度、不同级配的施工材料，而材料在进入现场后也需要按要求进行分类堆放，由于缺乏可靠的管理计划，导致材料管理过程中出现混用的情况，使结构初始强度不满足既定要求，从而影响整个结构的应用质量；③水泥、外加剂等材料长时间未使用容易出现变质的情况，若没有及时筛选出来，也会降低结构原有预应力参数，影响材料本身的应用质量。

1.3 浇筑方法不规范

连续梁施工时，需要注重浇筑过程的控制，确保连续梁最终的成型效果。而部分施工单位所使用浇筑方法的合规性较低，直接降低了浇筑后连续梁的成型质量。其具体体现在以下几个方面：①混凝土振捣工艺不合理。由于连续U梁边跨钢筋分布较密，尤其是拉钩筋梅花分布，且纵向落差较大，采用常规插入式振捣棒很难形成有效振捣通道；同时，边跨与底板交接倒角位置无法插入振捣，导致振捣效果较差；②浇筑间隔时间过长，连续U梁施工期间主要采用分层浇筑的方法进行施工，相互层间的间隔时间不能超过60min，若间隔时间过长导致下表面出现初凝的情况，这样也会导致连续梁出现分层问题，影响到预应力分布效果；③没有按照既定要求对振捣时机和振捣时间进行控制，使混凝土凝结后出现麻面、蜂窝、裂缝等病害，此问题也会影响结构内部的应力分布，影响结构稳定性。

1.4 悬臂施工不合理

进行区间连续梁边跨预应力作业时，悬臂施工属于非常重要的工作内容，该环节控制质量较差时也将直接影响结构的成型质量。总结以往施工经验，相关问题具体体现在以下几方面：①悬臂长度不满足要求，无法和预应力钢筋所在位置达到平衡态，这也使得桥梁中心位置出现较为严重的偏移，增加桥梁结构倒塌的风险；②在悬臂工作期间没有做好监管工作，使其没有按照既定工序完成施工，这也在很大程度上埋下了安全隐患，如果在验收阶段才发现该问题，也会增加返工的时间成本和经济成本，降低了企业的经济效益。

1.5 结构设计不合规

除了上述提到的应用问题外，在城市轨道交通连续U梁边跨预应力施工过程中，还存在结构设计不合规的问题，具体体现在以下几方面：①各项参数计算结果合规性较低，在有限元模型中所依托的数据基数较少，在很大程度上提高了计算结果的偏差性，从而影响后续施工活动的顺利进行；②结构设计内容牵涉到许多学科内容，并且存在设计冲突的问题，因为前期沟通频率相对较低，没有及时处理冲突问题，这也导致后续施工时施工变更频率的增加，降低了结构设计方案本身的指导价值。

2 连续U梁边跨预应力优化措施

2.1 规范预应力施工流程

通过规范预应力施工流程，有利于各环节施工活动的顺利进行，确保结构预应力分布的合规性。在实际应用中：①在钢筋安装过程中，需要根据桥梁结构对架体进行严格验算，可以依托于有限元模型完成钢筋结构参数的确定，确保结构自重处于安全范围内，如果出现结构自重超出支撑体系承载能力的情况，也需要及时做好加固处理工作，以提高结构的稳定性；②在施工过程中对于一些常见病害，需要及时对其进行处理，同时也需要做好病害处理过程的记录工作，降低病害带来的负面影响，使连续梁结构维持在相对稳定的状态。

2.2 加强材料质量管理

通过加强材料质量管理，可以为结构预应力均匀分布创造良好条件，提升结构施工后的稳固性。在具体应用中：①在设计阶段利用大数据技术增加参考数据总量，根据分析结果来拟定采购方案，提升所采购材料合规性，为连跨结构施工质量的提升奠定基础；②加强材料出入库管理，在区间连续梁边跨施工过程中，会使用到许多类型的施工材料，在材料入库时需要按照要求对其进行合理堆放，做好防潮、防晒等措施，同时做好出库抽检核对工作，避免材料混用的情况，使结构初始强度满足既定要求，提高结构的应用质量；③对于长时间未使用的材料，再次使用前需要重新进行质量校验，及时筛选出变质材料，确保施工过程中，所使用材料的统一性[1]。

2.3 监管悬臂施工流程

通过严格监管悬臂施工流程，能减少不合规操作的发生，确保连续梁预应力施工的顺利进行。在具体实施过程中：①在前期做好悬臂长度的计算工作，借助模拟实验确定悬臂的具体长度，使其可以和预应力钢筋所在位置达到平衡状态，避免桥梁在应用中出现中心位置偏移的问题，提升桥梁结构的稳定性；②在悬臂施工期间，也需要做好监管工作，使其能够按照既定工序完成施工，并且做好节点质量的验收工作，待验收通过之后，再开展下道工序，确保成品结构的施工质量[2]。

2.4 细化预应力浇筑方法

通过细化预应力浇筑方法，有利于提高连续梁成型质量，确保预应力分布过程的合理性。在具体实践中：①优化钢筋分布及振捣工艺。采用附着式振捣器+插入式振捣棒相结合的振捣工艺。对于边跨与底板连接倒角以上30cm范围内采用附着式振捣器进行振捣；对于上部边跨分层振捣采用插入式振捣棒进行振捣。另外，在确保钢筋整体结构满足受力要求前提下，对边跨钢筋进行调整分布，确保能够形成有效插入振捣通道；②如上文所述，连续U梁在施工期间采用分层浇筑的方法进行施工，相互层间的间隔时间不能超过60min（或根据混凝土配比及现场工况确定）。如在夏季高温施工还需要根据外界气温进一步调整间隔时间，现场应重视该环节施工内容，做好监督管理工作，确保分层浇筑过程的顺利进行；③在混凝土完成浇筑后，按要求开始振捣工作，单次振捣时间控制在30s以内，待表面出现浮浆之后，移动振捣棒到下一区域继续展开工作。完成所有振捣工作后，初凝前还需对混凝土表面进行收面抹灰，确保连续U梁成型后的外观质量[3]。

2.5 完善结构设计内容

通过完善结构设计内容，可降低施工期间的变更频率，提高连续梁预应力结构施工质量。在具体实践过程中：①增加有限元模型中的数据总量，借助大数据技术补充数据，这样可以提升计算结果的一般性，有利于结构设计方案的顺利制定；②结构设计内容牵涉到许多学科内容，在设计期间需要做好信息沟通工作，减少设计冲突的情况。同时在设计中还可以利用BIM技术进行冲突实验，及时修正设计方案中的相关内容，提高结构设计方案的指导价值[4]。

2.6 完善全面监测技术

通过完善全面监测技术，能够及时发现潜在安全隐患，提升施工过程的有序性。在开展连续梁边跨预应力施工的过程中，还要注意积极引入先进的监测技术和施工技术，保证快速得到桥梁项目的相关参数，精准确定桥梁内部构件的数量，为后续的施工打好基础。按照具体的测量结果，制定符合项目实际的施工方案，然后严格按施工方案内容开展安装工作，只有这样桥面结构的稳固性才能得到保证，整体结构的预应力和收缩力才能得到提高，大大降低质量不过关的现象产生。通过引入先进的监测技术可以在短时间内获得精准的测量结果，大大降低测量的误差，因为应用了先进的监测设备，所测得的数据和参数具有更高的可靠性，根据这些施工数据设计出来的施工方案也会更加合理。

3 结束语

综上所述，规范预应力施工流程，有利于各环节施工活动的顺利进行，加强材料质量管理，可以为结构预应力均匀分布创造良好条件，监管悬臂施工流程，能够减少不合规操作的发生，细化预应力浇筑方法，有利于提高连续梁成型质量，完善结构设计内容，可以降低施工期间的变更频率，完善全面监测技术，能够及时发现潜在安全隐患。基于城市轨道交通连续U梁边跨预应力施工期间的常见问题，采取恰当的优化策略，对于提高连续梁边跨结构稳固性有着积极的意义。