悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工技术分析及注意事项

文／刘涛 山东高速济南发展有限公司 山东济南 250001

引言：

随着国家发展和城市化进程的不断推进，交通建设也在迅速发展，桥梁作为公路交通的重要组成部分，受到了极大的重视。悬臂浇筑预应力连续梁桥作为一种能够满足大跨径要求的重要桥梁形式，广泛应用于高速公路、铁路等交通领域。然而，悬臂浇筑预应力连续梁桥在合拢段施工中，由于其结构的特殊性，存在着一系列技术难题，如合拢段接缝的设置、预应力张拉与调整等。解决这些问题对于确保悬臂浇筑预应力连续梁桥的施工质量和安全性至关重要。

1.悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工技术分析

合拢段施工是悬臂浇筑预应力连续梁桥施工的关键阶段，也是技术难点之一。合拢段的接缝设置直接影响着桥梁的整体受力性能。在分析已有悬臂浇筑预应力连续梁桥实例的基础上，可以总结出以下合拢段施工技术要点：

1.1 接缝设计

接缝设计是悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工中至关重要的技术环节，直接影响着桥梁的整体性能和稳定性。接缝的合理设计能够有效地分担荷载、控制变形，确保桥梁在使用中具有优良的承载能力和耐久性。下面将详细讨论接缝设计的要点。

第一，接缝的位置和形式应根据悬臂浇筑预应力连续梁桥的实际情况来确定。通常情况下，接缝应设置在跨中，以避免在跨度两侧产生过大的变形和应力集中。接缝的形式可以分为刚性接缝和伸缩缝两种，刚性接缝适用于跨度较小、支座约束较强的情况，而伸缩缝适用于跨度较大、变形较大的情况。第二，接缝的尺寸和细节设计也是关键。接缝的尺寸应根据桥梁的设计荷载和变形情况进行合理确定，以确保桥梁在受力时能够有足够的可调度变形空间。在接缝的细节设计中，需要注意避免应力集中，采用适当的缝宽和倒角，以减轻应力集中对结构的不利影响[1]。第三，接缝的材料选择和施工工艺也需要仔细考虑。接缝的材料应具有良好的耐久性和抗裂性能，以应对长期荷载和变形引起的应力。在施工过程中，接缝的施工应严格按照设计要求进行，确保接缝的质量和密实度，避免施工缺陷对接缝的性能造成不良影响。

1.2 预应力张拉与调整

预应力张拉与调整是悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工中的关键步骤，其目的是通过施加预应力，使桥梁的各个构件产生足够的压应力，以达到预定的变形和荷载效应。预应力张拉与调整的过程需要精确的计划和操作，以确保桥梁在投入使用后具有稳定的性能和承载能力。

在预应力张拉阶段，首先需要准确计算预应力力值和施加位置。预应力力值的计算应考虑桥梁的设计荷载、变形要求以及预应力钢束的性能参数等因素。在施加位置的选择上，应结合桥梁的受力分析，确定各个截面的预应力位置，以实现整体受力均衡。在实际张拉操作中，需要采用合适的张拉设备和工艺。预应力张拉的过程中，要保证预应力钢束的均匀拉伸，避免出现过大的应力梯度[2]。同时，在预应力钢束的锚固端和张拉端都需要进行合适的锚固和保护措施，以确保预应力的稳定传递和长期保持。调整是预应力张拉后的重要环节，用于纠正桥梁构件的初始变形和不平衡应力。通过调整施加在预应力钢束上的张拉力，使各个构件达到设计要求的位移和受力状态。在调整的过程中需要根据实测数据和计算结果，进行精准的力值调整，以确保桥梁的整体性能和荷载分配。

1.3 支座设置

支座设置是悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工中不可忽视的重要环节，直接关系到桥梁的稳定性和荷载传递效果。正确合理的支座设置有助于保证桥梁在使用过程中的正常变形和承载能力，下面将详细阐述支座设置的关键要点。

其一，支座的位置应根据桥梁的受力分析和变形要求来确定。合拢段的支座设置要考虑合拢时的变形补偿和承载情况，以保证桥梁的结构安全和稳定。支座的位置选择应避免在桥梁的节点和重要截面上设置，以防止应力集中和变形不均。其二，支座的类型和性能参数也需要科学选择。根据桥梁的设计要求，可以选择固定支座、滑动支座或是特殊类型的支座。支座的刚度、滑动性能、锚固能力等参数应符合桥梁的受力和变形需求，以确保支座在使用过程中的可靠性[3]。在支座设置过程中，还需要充分考虑桥梁的施工和维护便利性。支座的安装应避免与其他构件的干扰，方便施工人员进行调整和维护。其三，支座与桥墩或梁体之间的衔接应严密，以确保力的传递和结构的整体性。其四，支座的调整和监测是支座设置的重要环节。在合拢段施工完成后，应进行支座的精确调整，使其能够达到预期的设计效果。并在桥梁投入使用后，需要进行定期的支座监测，以及时发现和处理异常情况，确保桥梁的安全运行。

1.4 施工工序优化

施工工序优化是悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工中的重要策略，旨在通过合理规划和调整施工流程，提高施工效率、降低成本，并确保施工质量和安全。施工工序优化涉及到多个方面，下面将重点探讨其关键要点。

一是，合拢段施工的工序应从整体上进行优化规划。在施工前，应综合考虑材料供应、设备调度、人员配备等因素，制定详细的施工计划。合拢段施工的各个阶段和工序之间应具有良好的衔接和协调，避免不必要的等待和交叉作业。二是，对于每个工序，都需要进行详细的分析和改进。通过优化作业流程、改进施工方法，可以减少重复劳动和不必要的手工操作，提高施工效率[4]。三是，采用先进的施工设备和技术，可以降低人力投入，缩短施工周期。在施工过程中，合理的资源利用也是工序优化的关键。合拢段施工需要大量的材料、设备和人力资源，如何合理配置这些资源，以最大限度地提高工作效率，是一个需要认真考虑的问题。通过科学的资源管理，可以有效减少资源浪费，提高施工的整体效益。四是，施工工序优化还需要考虑安全和环保因素。在施工计划中要充分考虑施工现场的安全措施和环境保护措施，确保施工过程中不发生意外事故。

1.5 防温措施

防温措施在悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工中具有重要意义，旨在控制混凝土的温度变化，保障混凝土的性能和耐久性。由于混凝土在硬化过程中会释放热量，而悬臂浇筑预应力连续梁桥的大体量和尺寸使得温度变化对结构性能的影响不容忽视。

其一，合适的施工时间是防温措施的基础。在气温较低、相对湿度较高的时段进行施工，有助于减缓混凝土的早期水化反应速率，从而降低温度升高的幅度。避免在高温、强日照等恶劣环境下施工，可以有效减少混凝土的温度升高。其二，使用降温剂是常见的防温措施之一。降温剂可以减缓混凝土的水化反应速率，降低硬化过程中的温度升高。通过添加降温剂，可以有效控制混凝土的温度，减少温度应力对混凝土的不利影响。其三，采用隔热措施也是防温的一种方式。在混凝土表面覆盖遮阳材料或保温材料，可以减缓混凝土的温度升高速度，降低内外温差，从而减少混凝土的温度应力。其四，根据混凝土的实际情况，还可以在混凝土配合比中适当减少水灰比，以减缓水化反应的速率，降低温度升高。其五，选择适当的胶凝材料也有助于降低混凝土的早期水化反应速率。

1.6 质量监控与检测

质量监控与检测是悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工中不可或缺的重要环节，旨在确保施工过程和成果的质量符合设计要求，从而保证桥梁的长期稳定性和安全运行。

首先需要考虑的是质量监控应覆盖施工的全过程。从材料准备、施工操作到成品验收，都应进行全面的质量监控。在材料选择和采购时，应严格按照设计要求进行，确保材料的质量和性能。在施工过程中，对关键工序和关键节点进行实时监测，以及时发现和解决潜在问题。其次，质量检测需要使用合适的检测方法和设备。对混凝土的强度、密实度、抗裂性能等进行检测，可以采用超声波检测、冲击试验等非破坏性检测技术，以获取混凝土的质量信息。同时，对预应力钢束的张拉力、锚固效果等进行检测，可以保证预应力效果的合格。此外，质量监控与检测还需要结合施工规范和标准进行。根据国家和行业的相关标准，进行检测和评估，确保施工质量与要求相符。如果发现不合格情况，需要采取相应的纠正措施，确保问题得以解决。质量监控与检测还应注重数据的记录和分析。通过对监测数据的积累和分析，可以及时发现施工中的问题和隐患，并及时采取措施进行调整。

2.悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工注意事项及措施

2.1 施工过程监控

在悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段的施工中，施工过程的监控是确保工程质量、进度和安全的重要保障。通过细致的监测和控制，可以及时发现问题并采取适当措施，确保合拢段施工顺利进行。以下是施工过程监控的关键方面：

一是，合拢段的施工过程监控应始终保持实时性。采用先进的监控技术和装备，对施工现场的关键位置和关键节点进行24 小时监测，以捕捉实时数据和信息。通过实时监测，可以对施工过程的各项参数、变化和趋势进行及时把握，预测可能出现的问题，以便及时调整施工方案。二是，监控的重点应放在关键工序和关键节点上。在悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工中，预应力张拉、混凝土浇筑、支座设置等关键工序对整体施工质量和桥梁性能影响巨大。对这些关键工序和节点的监测应更加密集和细致，确保每个环节都符合设计要求和施工规范。三是，监控数据的分析和处理同样重要。采集到的监测数据需要经过专业的分析和处理，以便从中获得有价值的信息[5]。通过数据分析，可以识别出潜在问题、趋势演变以及不正常的变化，为工程的管理者和决策者提供准确的依据，使其能够及时做出调整和决策。四是，监控报警机制的建立也是施工过程监控的重要环节。设定合理的报警阈值和条件，当监测数据超过这些阈值时，自动发出报警信号。这样可以在问题出现之前获得提醒，使相关人员可以迅速采取行动，防止问题进一步扩大。

2.2 质量控制

在悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工中，质量控制是确保工程结构安全性和可靠性的核心要素。质量控制涉及材料、施工工艺、施工过程等多个方面，下面将详细介绍质量控制的关键点：

首先，严格遵循设计图纸和规范要求。在合拢段的施工中，施工方案、材料选用、加工等都必须严格遵循设计要求。材料的强度、质量标准、施工方法等都应符合相关规范，以确保整个施工过程的质量。同时，合拢段施工过程中需要持续进行质量检测和验收。对混凝土的强度、密实度、抗渗性等进行检测，可以采用抽样检测和实验室试验。预应力钢束的张拉力、锚固效果也需要进行检测，以确保预应力效果的合格。其次，关注施工工艺和操作的细节。在混凝土浇筑过程中，要注意振捣、均匀浇注，避免空鼓、裂缝等问题。预应力钢束的张拉过程中，要严格按照设计要求进行，确保预应力力值的准确性和稳定性。此外，严格控制施工环境也是质量控制的一部分。施工现场应保持整洁，材料堆放要有序，以减少外界环境对施工质量的影响。在施工过程中，要注重施工人员的技能培训，确保他们具备良好的工作技能和操作经验。最后，质量控制还需要建立记录和档案，以备后续查验和分析。详细记录施工过程中的各个环节，包括施工日期、材料批次、施工人员等信息，有助于事后的溯源和问题追踪。

2.3 预应力张拉过程控制

悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段的预应力张拉过程控制是确保桥梁结构稳定性和预应力效果的关键环节。在进行预应力张拉时，需要注意以下重要事项：

第一，合理制定预应力张拉方案。根据设计要求和预应力计算，制定详细的预应力张拉方案，包括每个锚固段的预应力力值、锚固长度、锚固位置等。预应力张拉方案应科学合理，确保桥梁在使用阶段满足荷载要求和变形控制。第二，选择合适的张拉设备和工具。在预应力张拉过程中，需要使用张拉机、张拉钳等专用设备。这些设备的选用应符合相关规范和标准，确保张拉过程的安全和准确。设备的维护和保养也非常重要，以保证其正常工作。第三，严格控制张拉力值。在张拉过程中，预应力力值的控制至关重要。需要确保每个锚固段的张拉力值准确稳定，避免预应力力值过大或过小，以免对桥梁的安全和性能产生负面影响。此外，预应力锚固的处理也需要特别注意。在张拉完成后，预应力钢束的锚固端需要经过专业的锚固处理，确保预应力力值能够稳定传递到桥梁结构中。第四，预应力张拉过程需要有严格的监督和记录。在张拉过程中，应有专业技术人员进行监督，确保操作符合预定方案和规范。但同时也要详细记录每个锚固段的张拉力值、锚固长度、张拉日期等信息，以备后续审查和验证。

2.4 环境保护与安全管理

在悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段的施工中，环境保护与安全管理是至关重要的因素，旨在确保施工过程不仅不对环境造成负面影响，还能保障施工人员和周围居民的安全。以下是需要注意的关键事项：

其一，建立严格的环境保护措施。在施工现场周边设置围挡，防止施工粉尘和噪音扩散。合理安排施工流程，避免施工过程中的废水、废弃物等对环境的污染。使用环保材料和设备，减少环境负荷，降低生态影响。其二，严格遵守环保法规和标准。合拢段施工需要遵循当地和国家的环保法规，确保施工不违反环境保护要求。应申请相关环保手续，进行合法合规的施工操作。同时，要建立环保意识，培养施工人员的环保责任感。其三，加强施工现场的安全管理。设立明确的安全责任制，指定专人负责安全管理工作。施工现场应设置明显的安全警示标志，保障施工人员的安全。进行定期的安全培训和演练，提高施工人员的安全意识和应急处理能力。其四，合拢段施工要注重危险源的排除和管理。对施工现场可能存在的危险源，如高空作业、起重机械等，需要制定详细的管理办法和操作规程。设定限制区域，确保危险源不对周围人员造成威胁。其五，做好事故应急预案。制定详细的施工现场事故应急预案，明确各种突发情况的应对措施和责任分工。进行应急演练，使所有施工人员熟悉应急流程，能够迅速、有序地应对突发情况。

2.5 施工进度管理与调整

在悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段的施工过程中，施工进度的合理管理与调整是确保工程顺利完成的关键因素之一。合拢段施工的顺利进行需要精心策划和全面协调，确保时间、资源、技术等要素的合理配置与调整。

首先，施工前应制定详细的工程进度计划，明确每个阶段的工作内容、工期、交付要求等。这有助于工作团队明确目标、掌握方向。随后，风险评估是至关重要的一步。预先考虑可能出现的问题，如恶劣天气、设备故障等，制定相应的应对方案，以便在实际施工中能够迅速应对不可预见的情况。资源的合理调配也是施工进度的关键。人力、物力、设备等资源需要根据施工阶段的不同需求进行合理配置，以确保工作的连续性和高效性。监控与反馈是施工进度管理的核心环节。建立起实时监控机制，及时了解施工进度、质量等情况，并采取措施解决问题，以避免进度滞后。

结语：

综上所述，悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工技术的研究与应用，对于提高桥梁施工质量、确保工程安全具有重要意义。本文以典型悬臂浇筑预应力连续梁桥为研究对象，深入分析了合拢段施工的技术要点和存在的问题，并提出了相应的解决措施和注意事项。通过本文的研究成果，有望为桥梁工程领域的从业人员提供有价值的参考，推动悬臂浇筑预应力连续梁桥合拢段施工技术的不断创新与发展。