連續梁預應力施工工藝工法探究

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現澆混凝土施工技術，在國內已經屬于比較成熟的施工工藝，輔助以預應力技術，使得在大跨度橋梁施工過程中，橋梁的跨越能力得以急劇增加。連續梁橋本就是最為常見的一種橋梁施工的結構，在預應力技術的加入后，更是兼具多項優點，如，全橋剛度較大、結構受力變形較小、運營養護維修簡單、車輛行駛較為平順、抗震性能良好等，使預應力混凝土連續梁橋一度成為當今橋梁工程施工中應用最多的橋梁結構形式。箱型變截面是預應力混凝土連續梁的主要截面形式，而且其主梁的截面尺寸（截面高度和主梁截面底板、腹板、頂板等的厚度）會隨著主梁位置的變化而改變，目前的技術水平，已經能夠實現其單孔跨徑達到150m。目前不論是鐵路、公路、城市橋梁，預應力混凝土橋梁以其自身的優點，在橋梁工程中得到了廣泛的運用。

1預應力混凝土連續梁橋的施工過程及特點

伴隨交通運輸行業的興起與快速發展，橋梁工程朝著大跨度方向發展，陸續的出現新的施工工法，現階段主要的預應力混凝土連續梁橋施工方法有支架法、頂推法、旋轉法、懸臂澆筑法、拼裝法等，而其中的懸臂澆筑和懸臂拼裝法是在實際的橋梁施工中最為常見的施工工藝。懸臂澆筑施工工藝產生后，隨著不斷的發展演變，在橋梁施工中伴隨崛起的還有預應力混凝土連續梁橋，兩種施工工藝總是能夠相伴出現，且取得了良好的收效。當然，懸臂澆筑施工工藝雖然為最常見的橋梁施工工藝，但并不是說所用的橋梁施工都必須采用此法施工，或是都可以采用此法施工，懸臂澆筑施工是以橋墩為對稱點，沿著橋梁跨徑方向向兩端對稱澆筑施工，欲采用此法施工，必須具備的基本條件為：連續梁橋在施工過程中，主梁和主橋墩必須采取有效的固結措施，以保證在主梁不斷施工過程中，0#塊處能夠承受不斷加大的負彎矩而不會出現破壞，通常采用預應力措施。懸臂梁澆筑施工雖然具有較高的條件上的要求，但是其施工也是具有相當的優勢。(1)施工過程中，因其工法相對較為簡單，其施工過程中所用到的輔助設備相對較少，減少了施工機械方面的開支；(2)施工過程中，由于采用的懸臂施工，主墩下方不用架設腳手架，筆者曾施工的八抱樹特大橋，其中4#墩長度長達110m，節約了大量的腳手架租賃的費用；(3)預應力技術的加入，有效地提高了橋梁的極限跨度，為超大跨度橋梁的施工提供了技術基礎；(4)在施工過程中，可以設立多個主橋墩，進行平行施工，大大加快建設的速度。

2預應力混凝土連續梁橋施工工法介紹

該文以最常見的兩種橋梁施工方法舉例，對于連續梁預應力施工工藝工法進行簡單的介紹。

2.1懸臂施工法

（1）施工工法介紹。懸臂施工法主要應用于預應力混凝土連續梁的上部結構的施工。在施工過程中，應從0#塊開始并且逐漸沿橋梁方向分段懸臂施工，且懸臂對稱施工。正是由于預應力施工應用的廣泛發展，才使得以懸臂澆筑或是拼裝施工的混凝土橋梁施工得以實現。我國實現懸臂施工工法應用于混凝土橋梁工程的時間是20世紀60年代初期，縱觀預應力施工的發展，雖然說我國懸臂施工應用于橋梁工程的時間是遠遠落后的，但是不得不說，大跨度混凝土梁橋、混凝土連續剛構橋及大跨斜拉橋等橋梁結構的發展路程上，是以懸臂施工為跳板實現了前所未有的飛躍發展。懸臂掛籃施工過程中，根據其使用的設備較少的特點，按照設備的結構形式分為4種形式，分別為桁架式懸臂掛籃、斜拉式懸臂掛籃、型鋼式掛籃以及混合式掛籃，其中桁架式懸臂掛籃又細分為三角形、棱形等；斜拉式懸臂掛籃又細分為預應力斜拉式掛籃、三角斜拉式掛籃等；懸臂掛籃施工過程中不需要架設支架，不需要使用大型吊車，并且其施工設備輕便、施工準備簡單等優點都是其相對其他施工方法占據優勢之處，見圖1、圖2。（2）掛籃的簡介。掛籃是在預應力混凝土連續梁施工中，采用懸臂澆筑方法所使用的所有工具中最重要的。掛籃設計是否合理直接關系到施工進度、施工質量是否能夠達到預期效果、滿足工程要求，這也就暴露了掛籃要逐漸滿足實際工程需要的現實需求。雖然目前工程中使用的掛籃，仍舊存在諸多問題，但掛籃設計的水平也在逐漸提高，達到更輕型、更合理的設計要求以滿足施工需求，實現在最短的時間內最大限度地保障施工質量。①掛籃的發展方向。首先，掛籃是預應力混凝土連續橋梁中最為普遍的使用工具，也就是說，掛籃已經作為基本工具在橋梁工程中得到了廣泛應用。分析現狀，雖然我國橋梁工程使用的掛籃類型很多，也應用于不同的橋梁工程，但都在不同程度上存在缺陷，尤其是在建設任務十分艱巨的社會要求下，橋梁設計也是五花八門，能夠適用各類跨徑、各類橋寬的掛籃產品少之又少。在施工過程中，施工人員只能選擇相對比較合適的掛籃進行施工，所以往往會存在降低施工效率、增加施工成本等弊端。想要避免以上問題的發生，這就要求掛籃設備系列化、規格化，一方面可以鼓勵專門研究掛籃的機構發展，根據市場需要，研發系列掛籃子，盡可能地滿足實際工程的要求，提高掛籃的利用效率；需要特殊強調的是，混凝土連續梁懸臂拼裝過程中的連續性是掛籃設計的考慮重點，掛籃可以增加一些輔助設計以滿足不同的施工環境和施工要求，也為施工人員根據工程特性選擇掛籃設備提供清晰的參考。其次，施工安全是任何施工生產中的第一要素，所以保證掛籃施工安全是掛籃設備的基本要求。施工掛籃設計的實現必然要依賴于工廠化的生產方式，由于掛籃的特殊性，在掛籃生產過程中，除了要生產一些輔助的構件保證掛籃安全施工外，掛籃的主要受力構件和一些特殊受力構件必須質量過關，生產掛籃的工廠必須具備相應的資質和具備生產的能力，不能為了趕制或是節約成本濫竽充數。工程選擇掛籃設備的時候，必須注意檢測報告并甄別真偽，每一個環節都要嚴格把控質量關，以此保證施工安全。最后，在強調掛籃設備本身質量過關的同時，掛籃設備的操作方法也是施工安全的重要因素。很多工程事故并非掛籃設備問題，而是操作不當造成的，這就需要掛籃設備附帶詳細的操作說明，施工作業標準化和規范化。掛籃作業過程中，除了嚴格遵循相關的施工規范外，也要提高施工人員的素質，采用施工操作技術過關的人員進行施工作業，降低施工安全的風險。②掛籃設計形式的新動向。在掛籃施工過程中存在這樣的矛盾：掛籃梁上部結構常常會占用施工空間。為了解決這一問題，相關專業機構也在不斷研究，目前構想為用預應力鋼筋將掛籃固定在主梁之上，并承受施工梁段的荷載；而在主梁的頂面安裝軌道用于掛籃的移動，當掛籃移動完成后，可將軌道后移讓出作業空間。不過想要實現這一構想，還需要更多的數據支持。

2.2支架現澆法

由于支架現澆施工具備可以實現一次成型并且施工工期較短等特性，所以在混凝土連續橋的建設中得以廣泛的應用。碗扣式支架是橋梁支架現澆法施工的常用形式，在跨越道路或是河流的橋梁中也可采用貝雷梁或者型鋼來作為支架來承受來自上上部構件的荷載。對比懸臂澆筑施工方法，支架現澆法具有以下特點：(1)支架現澆施工的主要設計重點在支架上，由于支架受力特性，此方法對于地基的處理方式較其他方法有所不同，支架法對于地基的要求高，需要進行特殊處理，以保證使地基承載力達到規范及施工要求。(2)支架搭設是支架施工方法的核心環節，因此在施工過程中，必須嚴格遵循橋梁施工規范進行施工，確保整個支架的穩定性和安全性。(3)為防止施工過程中支架變形較大，克服方木、頂托以及支架接頭三者相互之間的沉降，還有上部結構荷載太大導致地基沉降等不良現象的發生，在施工應用之前，必須根據相關設計規范，對支架進行預先荷載試驗。

3連續梁橋施工關鍵技術——預應力技術應用研究

3.1預應力技術的概述

連續梁橋施工中的預應力技術是指預應力混凝土。預應力混凝土結構是指混凝土構件在受到外力荷載的作用之前，利用人為的對其施加壓力所產生的預應力狀態來減少或是抵消外荷載多引起的拉應力，也可以說，預應力混凝土技術是借助于混凝土較高的抗壓強度來彌補其抗拉強度的不足，來達到推遲受拉區域混凝土裂縫的目的。采用預應力混凝土構成的結構，由于主要是以張拉鋼筋從而達到預壓應力，因此，也可以稱作是預應力鋼筋混凝土結構。概括地說，預應力技術是針對混凝土抗壓強度高、抗拉強度低的特性，通過對預期受拉的部位施加預壓應力的方法，從而達到利用預壓應力來克服混凝土構件容易開裂的弱點。

3.2連續梁橋施工中預應力的技術應用

結合筆者在八抱樹特大橋工程施工過程中的經驗，對其二次張拉低回縮鋼絞線豎向預應力錨固系統施工進行應用舉例。二次張拉低回縮鋼絞線豎向預應力錨固系統是一種新型的預應力筋錨固體系，該橋的錨具材料經比選后采用柳州歐維姆公司生產的符合設計要求的低回縮錨具及配件，注漿材料采用漿體由專用壓漿料按規定比例加水攪拌均勻組成。漿體水膠比控制在0.26～0.28之間，且24h自由泌水率和3h鋼絲間泌水率均為0。漿體初凝時間應≥5h；終凝時間應≤24h。在標準養護條件下，漿體7d抗壓強度應≥40MPa,28d抗壓強度應≥50MPa。漿體24h自由體積膨脹率應小于3％。為防止預應力鋼束銹蝕，漿體中還摻入適量阻銹劑。由于豎向預應力體系采用在梁頂單端張拉，固定端需要提前固定并錨固在混凝土內，張拉以應力控制為主，伸長值校核。因此,豎向預應力體系的施工順序為：精扎螺紋鋼定制→制作豎向預應力體系→編束→安裝預應力體系→澆筑混凝土→張拉→管道壓漿。

4預應力在橋梁施工過程中的常見問題

4.1預應力結構砼早期強度問題

近些年來，早強劑普遍存在于建筑工程應用之中。很多情況都是通過摻加早強劑來提高砼早期的強度，基本3d就開始張拉預應力，這種做法是違背施工安全的。因為砼強度和彈性模量的增長并非同步，當強度增長變快而彈性模量慢，會導致早期砼變形增大；過早張拉預應力會導致預應力損失變大；這種情況下，當橋梁的承載力不足時，橋梁會出現不同程度的裂縫而影響其使用性能。另外，經過現場試塊測得的早期砼強度等級是否和現場結構的實際操作下砼強度相同，目前是無法保證的。

4.2后張預應力砼結構的預留孔道質量的問題

在實際操作中會存在預應力達不到預期效果的現象，通過實際案例分析我們不難發現其原因：后張預應力砼結構的預留孔道質量不達標，孔道壁不光滑，漏漿嚴重，而孔道摩擦阻力和預應力損失成正比，故很大程度上影響了預應力效果。

5結語

預應力在連續梁橋的施工中的施工工藝是十分復雜的，想要達到應用效果就需要在各個環節上嚴格把控，在施工前要嚴格遵循施工程序，做好各項基礎檢查工作發現問題及時糾正；在施工過程中要動態監管，保證施工工作的順利進行。雖然目前預應力工藝在實際施工過程中暴露了諸多問題，但隨著對預應力應用的不斷研究探索，預應力技術在連續梁橋施工中的作用將會越來越大，在有限的施工條件下，創造出無限的可能性。

作者:章金勇 單位:中鐵十二局集團第一工程有限公司

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