连续梁预应力施工工艺工法探究

现浇混凝土施工技术，在国内已经属于比较成熟的施工工艺，辅助以预应力技术，使得在大跨度桥梁施工过程中，桥梁的跨越能力得以急剧增加。连续梁桥本就是最为常见的一种桥梁施工的结构，在预应力技术的加入后，更是兼具多项优点，如，全桥刚度较大、结构受力变形较小、运营养护维修简单、车辆行驶较为平顺、抗震性能良好等，使预应力混凝土连续梁桥一度成为当今桥梁工程施工中应用最多的桥梁结构形式。箱型变截面是预应力混凝土连续梁的主要截面形式，而且其主梁的截面尺寸（截面高度和主梁截面底板、腹板、顶板等的厚度）会随着主梁位置的变化而改变，目前的技术水平，已经能够实现其单孔跨径达到150m。目前不论是铁路、公路、城市桥梁，预应力混凝土桥梁以其自身的优点，在桥梁工程中得到了广泛的运用。

1预应力混凝土连续梁桥的施工过程及特点

伴随交通运输行业的兴起与快速发展，桥梁工程朝着大跨度方向发展，陆续的出现新的施工工法，现阶段主要的预应力混凝土连续梁桥施工方法有支架法、顶推法、旋转法、悬臂浇筑法、拼装法等，而其中的悬臂浇筑和悬臂拼装法是在实际的桥梁施工中最为常见的施工工艺。悬臂浇筑施工工艺产生后，随着不断的发展演变，在桥梁施工中伴随崛起的还有预应力混凝土连续梁桥，两种施工工艺总是能够相伴出现，且取得了良好的收效。当然，悬臂浇筑施工工艺虽然为最常见的桥梁施工工艺，但并不是说所用的桥梁施工都必须采用此法施工，或是都可以采用此法施工，悬臂浇筑施工是以桥墩为对称点，沿着桥梁跨径方向向两端对称浇筑施工，欲采用此法施工，必须具备的基本条件为：连续梁桥在施工过程中，主梁和主桥墩必须采取有效的固结措施，以保证在主梁不断施工过程中，0#块处能够承受不断加大的负弯矩而不会出现破坏，通常采用预应力措施。悬臂梁浇筑施工虽然具有较高的条件上的要求，但是其施工也是具有相当的优势。(1)施工过程中，因其工法相对较为简单，其施工过程中所用到的辅助设备相对较少，减少了施工机械方面的开支；(2)施工过程中，由于采用的悬臂施工，主墩下方不用架设脚手架，笔者曾施工的八抱树特大桥，其中4#墩长度长达110m，节约了大量的脚手架租赁的费用；(3)预应力技术的加入，有效地提高了桥梁的极限跨度，为超大跨度桥梁的施工提供了技术基础；(4)在施工过程中，可以设立多个主桥墩，进行平行施工，大大加快建设的速度。

2预应力混凝土连续梁桥施工工法介绍

该文以最常见的两种桥梁施工方法举例，对于连续梁预应力施工工艺工法进行简单的介绍。

2.1悬臂施工法

（1）施工工法介绍。悬臂施工法主要应用于预应力混凝土连续梁的上部结构的施工。在施工过程中，应从0#块开始并且逐渐沿桥梁方向分段悬臂施工，且悬臂对称施工。正是由于预应力施工应用的广泛发展，才使得以悬臂浇筑或是拼装施工的混凝土桥梁施工得以实现。我国实现悬臂施工工法应用于混凝土桥梁工程的时间是20世纪60年代初期，纵观预应力施工的发展，虽然说我国悬臂施工应用于桥梁工程的时间是远远落后的，但是不得不说，大跨度混凝土梁桥、混凝土连续刚构桥及大跨斜拉桥等桥梁结构的发展路程上，是以悬臂施工为跳板实现了前所未有的飞跃发展。悬臂挂篮施工过程中，根据其使用的设备较少的特点，按照设备的结构形式分为4种形式，分别为桁架式悬臂挂篮、斜拉式悬臂挂篮、型钢式挂篮以及混合式挂篮，其中桁架式悬臂挂篮又细分为三角形、棱形等；斜拉式悬臂挂篮又细分为预应力斜拉式挂篮、三角斜拉式挂篮等；悬臂挂篮施工过程中不需要架设支架，不需要使用大型吊车，并且其施工设备轻便、施工准备简单等优点都是其相对其他施工方法占据优势之处，见图1、图2。（2）挂篮的简介。挂篮是在预应力混凝土连续梁施工中，采用悬臂浇筑方法所使用的所有工具中最重要的。挂篮设计是否合理直接关系到施工进度、施工质量是否能够达到预期效果、满足工程要求，这也就暴露了挂篮要逐渐满足实际工程需要的现实需求。虽然目前工程中使用的挂篮，仍旧存在诸多问题，但挂篮设计的水平也在逐渐提高，达到更轻型、更合理的设计要求以满足施工需求，实现在最短的时间内最大限度地保障施工质量。①挂篮的发展方向。首先，挂篮是预应力混凝土连续桥梁中最为普遍的使用工具，也就是说，挂篮已经作为基本工具在桥梁工程中得到了广泛应用。分析现状，虽然我国桥梁工程使用的挂篮类型很多，也应用于不同的桥梁工程，但都在不同程度上存在缺陷，尤其是在建设任务十分艰巨的社会要求下，桥梁设计也是五花八门，能够适用各类跨径、各类桥宽的挂篮产品少之又少。在施工过程中，施工人员只能选择相对比较合适的挂篮进行施工，所以往往会存在降低施工效率、增加施工成本等弊端。想要避免以上问题的发生，这就要求挂篮设备系列化、规格化，一方面可以鼓励专门研究挂篮的机构发展，根据市场需要，研发系列挂篮子，尽可能地满足实际工程的要求，提高挂篮的利用效率；需要特殊强调的是，混凝土连续梁悬臂拼装过程中的连续性是挂篮设计的考虑重点，挂篮可以增加一些辅助设计以满足不同的施工环境和施工要求，也为施工人员根据工程特性选择挂篮设备提供清晰的参考。其次，施工安全是任何施工生产中的第一要素，所以保证挂篮施工安全是挂篮设备的基本要求。施工挂篮设计的实现必然要依赖于工厂化的生产方式，由于挂篮的特殊性，在挂篮生产过程中，除了要生产一些辅助的构件保证挂篮安全施工外，挂篮的主要受力构件和一些特殊受力构件必须质量过关，生产挂篮的工厂必须具备相应的资质和具备生产的能力，不能为了赶制或是节约成本滥竽充数。工程选择挂篮设备的时候，必须注意检测报告并甄别真伪，每一个环节都要严格把控质量关，以此保证施工安全。最后，在强调挂篮设备本身质量过关的同时，挂篮设备的操作方法也是施工安全的重要因素。很多工程事故并非挂篮设备问题，而是操作不当造成的，这就需要挂篮设备附带详细的操作说明，施工作业标准化和规范化。挂篮作业过程中，除了严格遵循相关的施工规范外，也要提高施工人员的素质，采用施工操作技术过关的人员进行施工作业，降低施工安全的风险。②挂篮设计形式的新动向。在挂篮施工过程中存在这样的矛盾：挂篮梁上部结构常常会占用施工空间。为了解决这一问题，相关专业机构也在不断研究，目前构想为用预应力钢筋将挂篮固定在主梁之上，并承受施工梁段的荷载；而在主梁的顶面安装轨道用于挂篮的移动，当挂篮移动完成后，可将轨道后移让出作业空间。不过想要实现这一构想，还需要更多的数据支持。

2.2支架现浇法

由于支架现浇施工具备可以实现一次成型并且施工工期较短等特性，所以在混凝土连续桥的建设中得以广泛的应用。碗扣式支架是桥梁支架现浇法施工的常用形式，在跨越道路或是河流的桥梁中也可采用贝雷梁或者型钢来作为支架来承受来自上上部构件的荷载。对比悬臂浇筑施工方法，支架现浇法具有以下特点：(1)支架现浇施工的主要设计重点在支架上，由于支架受力特性，此方法对于地基的处理方式较其他方法有所不同，支架法对于地基的要求高，需要进行特殊处理，以保证使地基承载力达到规范及施工要求。(2)支架搭设是支架施工方法的核心环节，因此在施工过程中，必须严格遵循桥梁施工规范进行施工，确保整个支架的稳定性和安全性。(3)为防止施工过程中支架变形较大，克服方木、顶托以及支架接头三者相互之间的沉降，还有上部结构荷载太大导致地基沉降等不良现象的发生，在施工应用之前，必须根据相关设计规范，对支架进行预先荷载试验。

3连续梁桥施工关键技术——预应力技术应用研究

3.1预应力技术的概述

连续梁桥施工中的预应力技术是指预应力混凝土。预应力混凝土结构是指混凝土构件在受到外力荷载的作用之前，利用人为的对其施加压力所产生的预应力状态来减少或是抵消外荷载多引起的拉应力，也可以说，预应力混凝土技术是借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，来达到推迟受拉区域混凝土裂缝的目的。采用预应力混凝土构成的结构，由于主要是以张拉钢筋从而达到预压应力，因此，也可以称作是预应力钢筋混凝土结构。概括地说，预应力技术是针对混凝土抗压强度高、抗拉强度低的特性，通过对预期受拉的部位施加预压应力的方法，从而达到利用预压应力来克服混凝土构件容易开裂的弱点。

3.2连续梁桥施工中预应力的技术应用

结合笔者在八抱树特大桥工程施工过程中的经验，对其二次张拉低回缩钢绞线竖向预应力锚固系统施工进行应用举例。二次张拉低回缩钢绞线竖向预应力锚固系统是一种新型的预应力筋锚固体系，该桥的锚具材料经比选后采用柳州欧维姆公司生产的符合设计要求的低回缩锚具及配件，注浆材料采用浆体由专用压浆料按规定比例加水搅拌均匀组成。浆体水胶比控制在0.26～0.28之间，且24h自由泌水率和3h钢丝间泌水率均为0。浆体初凝时间应≥5h；终凝时间应≤24h。在标准养护条件下，浆体7d抗压强度应≥40MPa,28d抗压强度应≥50MPa。浆体24h自由体积膨胀率应小于3％。为防止预应力钢束锈蚀，浆体中还掺入适量阻锈剂。由于竖向预应力体系采用在梁顶单端张拉，固定端需要提前固定并锚固在混凝土内，张拉以应力控制为主，伸长值校核。因此,竖向预应力体系的施工顺序为：精扎螺纹钢定制→制作竖向预应力体系→编束→安装预应力体系→浇筑混凝土→张拉→管道压浆。

4预应力在桥梁施工过程中的常见问题

4.1预应力结构砼早期强度问题

近些年来，早强剂普遍存在于建筑工程应用之中。很多情况都是通过掺加早强剂来提高砼早期的强度，基本3d就开始张拉预应力，这种做法是违背施工安全的。因为砼强度和弹性模量的增长并非同步，当强度增长变快而弹性模量慢，会导致早期砼变形增大；过早张拉预应力会导致预应力损失变大；这种情况下，当桥梁的承载力不足时，桥梁会出现不同程度的裂缝而影响其使用性能。另外，经过现场试块测得的早期砼强度等级是否和现场结构的实际操作下砼强度相同，目前是无法保证的。

4.2后张预应力砼结构的预留孔道质量的问题

在实际操作中会存在预应力达不到预期效果的现象，通过实际案例分析我们不难发现其原因：后张预应力砼结构的预留孔道质量不达标，孔道壁不光滑，漏浆严重，而孔道摩擦阻力和预应力损失成正比，故很大程度上影响了预应力效果。

5结语

预应力在连续梁桥的施工中的施工工艺是十分复杂的，想要达到应用效果就需要在各个环节上严格把控，在施工前要严格遵循施工程序，做好各项基础检查工作发现问题及时纠正；在施工过程中要动态监管，保证施工工作的顺利进行。虽然目前预应力工艺在实际施工过程中暴露了诸多问题，但随着对预应力应用的不断研究探索，预应力技术在连续梁桥施工中的作用将会越来越大，在有限的施工条件下，创造出无限的可能性。

作者:章金勇 单位:中铁十二局集团第一工程有限公司

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