连续梁桥逐跨施工技术研究

仇利剑，饶世洪

（江西省现代路桥工程集团有限公司，江西 上饶 334000）

0 引言

连续梁桥因结构简单、施工便捷而在桥梁工程中广泛应用，连续梁桥与其他形式的桥型相比，接缝少、结构刚度大、桥型平顺、抗震性能优良。梁桥主要承受弯矩作用，故其成桥内力和线型设计对于桥梁结构耐久性和功能性较为关键。连续梁桥通常采用逐跨施工的方法进行施工，施工方法主要有预制节段主跨拼装、逐孔现浇、悬臂、整垮吊装逐孔架设等，必须结合工程实际情况选择合理的施工方法。

当前对于连续梁桥逐跨施工问题的研究多集中于施工模板的使用、工期安排、预应力筋张拉等方面，而对于施工期间主梁内力及变形等的分析较少。连续梁桥逐跨施工方法较为特殊，施工过程也面临从施工初期静定体系向施工中后期超静定体系转换、从悬臂体系向连续梁体系转换等问题[1]，为此，必须在梁桥设计时分析逐跨施工不同节段梁体内力及变形变化，甚至要围绕施工阶段某一过程进行承载力和挠度控制设计。通过施工实践中的分析，以掌握不同施工阶段梁体内力及挠度变化，以便为设计人员更加准确地掌握连续梁桥设计重点，并为同类工程的顺利施工提供参考。

1 工程概况

某立交主线桥上跨S115省道一既有改扩建路段，该立交桥为等截面预应力混凝土连续箱形梁桥，按照单箱双室等高斜腹板箱梁设计，一联预应力混凝土连续箱梁结构为25m+16×30m+25m。通过箱梁腹板高度调整桥面横坡，箱梁中腹板、两边腹板高度分别为1.275m和1.2m、1.35m；左右两幅独立箱梁两侧悬臂长度分别为2.22m和2.17m。考虑到既有改扩建路段交通量大，桥梁施工工期紧，为减少上跨桥梁施工对交通运行的不利影响，故采用逐跨混凝土现浇、逐跨预应力张拉的施工方式。

2 施工难点及方案

结合工程实践，预应力连续箱梁逐跨张拉施工束型单一，线形流畅，省去了常规连续梁使用长束张拉，交叉锚固的复杂过程，预应力摩阻损失大幅降低，钢束性能显著提升。此外，连续束通过连接器接长，不用增设锚固齿板，箱梁结构自重减轻，工程质量有保障，造价也更低。虽然预应力连续箱梁逐跨张拉施工技术对于直线桥具有理论上的可行性，但是从一端逐跨浇筑至另一端，工期较长、支点多，产生温度裂缝和收缩裂缝的可能性更大[2]，两端伸缩缝维护工作量也较大。考虑到以上难点，进行本次立交主线桥逐跨施工方案设计。

从0#桥台开始，在搭设好支架并预压后将第1跨梁模板和钢筋安装至第2跨6.0m位置，立模后按照次序进行底板、横梁、腹板、顶板的混凝土现浇，并等混凝土达到设计强度后进行预应力钢束张拉；同时将腹板钢束接长至第3跨6.0m位置，按照顺序逐跨浇筑至18#台。

3 施工要点

3.1 满堂支架施工

考虑到该桥梁工程施工主要在既有公路上进行，以原行车道为支架地基，地基承载力和平整度均符合要求，故无需进行地基处理。支架采用结构轻巧灵活、使用简便、安装快捷的门式脚手架，为便于展开流水作业，各作业面均配备4个节段支架。将底托放置在原路面，根据脚手架横杆设计间距布设可调垫座，其上插设立杆，放置横杆，拧紧后上碗扣，保证支架结构的整体稳定性。通过碗扣接头连接立杆和横杆时，必须将上碗扣滑动至限位销以上后旋转，待横杆接头全部插入下碗扣安装好后，落下上碗扣并锁紧处理。待满堂钢管支架搭设完成后按照箱梁单位面积最大重量1.5倍的荷载对支架实施预压后安装模板。预压节段长度应控制在10m左右，每跨现浇长度总共为30m，故每跨应分成三次预压。此外，还应在加水预压前进行各控制点标高测量，根据测量结果，通过可调顶托在结束预压后调整支架标高。

满堂支架底层组架的组装质量直接关系到整架施工质量，待两层横杆组装完成后必须检查水平框架直角度、纵向直线度、横杆水平度，通过调整立杆可调座将横杆间水平偏差控制在1/400L以内（L为横杆设计长度）。

3.2 钢筋制安

按照箱梁横隔梁钢筋→底板、腹板钢筋→预应力钢束的次序进行钢筋安装，并待检验合格后进行混凝土灌注，顶模及顶板钢筋、预应力钢束安装。安装期间，要适当调整钢筋位置，避免纵向钢筋和锚具发生冲突。

在钢筋制安过程中，施工场地钢筋必须按照钢种、等级、规格及生产厂家分开堆放，并在钢筋料堆下方垫衬、上方覆盖，以避免生锈腐蚀。提前预制与主梁标号相同且厚度符合设计要求的混凝土垫块作为钢筋保护层，各种规格的钢筋均在加工场内预制并运输至现场安装。安装钢筋时，应提前设置预留孔道和预埋件，并保证位置准确、固定牢固。从骨架中心开始依次向两端错开、对称焊接，即通过分层调焊法焊接钢筋骨架，为避免因电流过大或焊接不当而引发咬筋，必须在焊接前调整好电流，并采用双面焊操作。焊接结束后，敲除多余的焊渣，并进行钢筋安装及焊接质量自检，合格后再报请监理工程师检验。

如果钢筋安装位置与锚件或预应力管道位置存在冲突，必须调整钢筋安装位置，保证预应力构件位置完全满足设计要求。钢筋焊接过程中还应防止电焊烧伤金属波纹管道和钢绞线，避免因混凝土堵塞管道或张拉断裂而影响压浆。

3.3 模板施工

该桥梁模板全部为剖面厚度18mm的胶合板，模板的制作安装过程基本与普通现浇箱梁一致。当前，现浇箱梁多以整体钢模为外模，钢模投入量大，但外观质量良好，模板移动较为方便，可多次倒用，施工工期短，对于多跨数连续箱梁更为适用。而该梁桥施工过程主要在既有公路上进行，为不影响正常交通，必须控制吊装，故放弃整体钢模，而采用胶合板。为便于流水作业，在各作业面同时配备内模2套，侧模和底模各4套。

3.4 混凝土浇筑

先浇筑横隔梁，再依次浇筑腹板和底板混凝土。腹板混凝土灌注的过程中必须沿整个横断面以20～25°倾角的斜坡层逐渐向两侧推进，混凝土灌注层厚度控制在30cm左右，并在底板处通过ϕ10mmPVC管预留通气孔。底板、顶板以及腹板混凝土灌注分别采用平板振动器和插入式振动器，振捣期间应避免振动器接触、碰撞波纹管。

在混凝土浇筑前，应通过人工方式彻底清除模板内杂物，全面检查材料、机具等是否符合施工要求。混凝土浇筑施工必须沿纵向中心线对称进行，并实时检查混凝土坍落度。振动棒移动间距应控制在其作用半径的1.5倍以内，其作用半径约为振动棒半径的9～10倍。振动棒振捣期间必须和侧模相距5～10cm，防止其触碰模板及预应力孔道，在上层混凝土振捣时，保证振动棒插入下层混凝土深度在10cm左右。各部位混凝土均应振捣至混凝土停止下沉、无气泡且表面平坦无泛浆时结束，并将振动棒缓慢提出。

混凝土浇筑前应分别在L/2和L/4截面处底模下方挂设垂线，L为每跨长度，并在垂线下方绑系钢筋棍，在地面相应位置同时埋设钢筋棍，根据上下钢筋棍偏移情况判断混凝土浇筑过程中底板沉降程度，如果沉降量超出设计值，必须暂停混凝土浇筑，及时查明原因并解决后再恢复浇筑。混凝土浇筑过程中必须安排技术人员进行模板和支架情况的跟踪检查，如出现漏浆，应利用海绵条填塞漏浆孔。采用覆盖土工布并洒水的方式养生7d以上，并确保养生期间混凝土外表面始终处于湿润状态；进行张拉控制的混凝土试块应置于箱梁室内，并采用同样方式养生。

3.5 预应力钢束张拉

3.5.1 施工材料及机具

包括纵向腹板束、顶板束和底板束在内的预应力钢束张拉施工划分成18个节段，其中第1节段两端张拉，其余节段一端张拉，腹板束由16根ϕj15.24高强低松弛钢绞线编成一束，而顶底板束均由5根ϕj15.24高强低松弛钢绞线编成一束。张拉端、固定端锚具型号分别为OVM15-16、BM15-5及BM15-5P，连接器型号为OVM15-16L和BM15-5L。

腹板以及底板、顶板钢束张拉分别采用公称拉力3 420kN的YCW-400型穿心式液压千斤顶以及公称拉力240kN的YDC-240Q型液压千斤顶，还应配备ZB4-500型高压电动油泵。

3.5.2 预应力张拉

通过张拉应力进行预应力施加控制和伸长值校核，根据试验，混凝土7d强度可达到设计强度的100%，故应在混凝土浇筑结束7d后实施预应力张拉。考虑到连续梁桥逐跨施工对混凝土有强度和龄期两个方面的要求，龄期主要与弹性模量有关，弹性模量增长通常比强度增长滞后，当弹性模量未达到设计要求时便实施张拉，会加大预应力损失。

该连续梁桥逐跨施工预应力张拉次序为：0→σcon的10%（初应力）→σcon（持荷2min锚固），完成张拉后必须将钢束应力调整至初始张拉力，同时测量实际伸长值，实际伸长值与按照《公路桥涵施工技术规范》（JTGT 3650—2020）所得到的理论伸长值的误差不得超出6%[3]。

3.5.3 钢束接长

采用OVM15L-16型周边悬挂挤压式连接器，完成钢束张拉后先锚固连接体并压浆，再将接长钢束的钢绞线全部卡入连接体四周凹槽中，借助挤压头将钢绞线卡死，将PVC压浆排气管安装在外罩上，通过胶布缠紧各接合处，避免浆液渗入。

3.5.4 滑丝处理

对于滑丝等情况，必须更换夹片并通过小型千斤顶重新张拉。但在箱梁逐跨施工的情况下，连接器预埋于混凝土结构中，连接器挤压套滑丝后更换具有一定难度，为此，必须确保连接器挤压套安装施工质量。根据《公路桥涵施工技术规范》（JTGT 3650—2020），若挤压套滑丝数超过规范所列控制数时，必须及时更换挤压套，如果更换难度较大，则应在许可范围内通过提高其他钢束预应力值等措施予以补救。该桥梁钢绞线标准强度为1 860MPa，锚下控制应力为钢绞线标准强度的0.75倍，即1 395MPa，通过规范所规定的措施将余下钢绞线锚下控制应力提升至钢绞线标准强度的0.8倍，即1 488MPa，处理效果良好。

3.6 封锚混凝土

通过以上步骤逐孔施工至18跨末端后，冲洗封锚处梁体混凝土并凿毛处理，焊接封锚钢筋后安装模板，浇筑混凝土。待混凝土实际强度达到设计强度100%后将支架全部拆除，结束预应力连续箱梁施工。

4 加快工期的措施

节段越多，该连续梁桥逐跨分节段施工工期则越长，为此，必须采取工期控制措施。首先是常规的加快工期措施，即在施工过程中应保证前后节段紧跟作业，前一节段张拉压浆前，除后一节段张拉工作缝钢筋绑扎和内模安装以外的部位应正常施工，并争取提前完工；待完成前一节段张拉和压浆后立即进行预留段钢束接长、钢筋绑扎、内模安装，以上施工环节全部完成后随即浇筑节段混凝土，并循环往复完成其余节段施工。其次，考虑到该桥梁为上跨既有公路施工，前期因协调各方关系而施工缓慢，后期为赶进度，经业主方、设计方、监理及施工方等专题研讨，决定在采用常规措施无法满足工期控制要求的情况下，应通过预留工作槽以实现多跨混凝土同时连续浇筑。

在前一节段混凝土浇筑过程中或是在前一节段混凝土浇筑后，且达到设计强度前，进行后一节段底板、腹板混凝土浇筑，同时应在两跨之间预留3.0m宽的工作槽暂不浇筑，充当前一节段张拉施工空间。待前一节段张拉施工完毕，后一节段顶板和工作槽混凝土浇筑后再一次性浇筑工作槽顶板、底板和腹板；浇筑后工作槽实际强度达到设计值后进行一跨钢束张拉，并按照次序依次施工。以上处理并未改变施工方案中所确定的逐跨张拉施工原则，故施工受力体系保持不变，但工期可节约4d/节段，并能展开多跨同时施工，提升劳动力调配率及材料和机械利用率。

5 结语

本上跨既有改扩建公路的立交桥工程采用逐跨连续施工，成桥内力虽然与采用一次落架法施工的多跨连续梁桥成桥内力存在差异，但因为荷载采用分步加载的方式，施工期间结构体系处于不断转换中；多跨连续梁逐跨施工过程中，其预拱度设置必须根据成桥恒载挠度进行反推，以确保成桥桥面平顺。与整体施工相比，逐跨分节段施工程序更加复杂和严格，对施工设备、劳动力要求更高，结构受力分析及状态控制也更为复杂，该连续梁桥逐跨施工采用满堂支架逐跨现浇、逐跨张拉的施工工艺以及预留工作槽的施工方式来加快施工进度，即未违背逐跨浇筑、逐跨张拉的施工原则，又有助于节省工期，可在同类工程中推广应用。