预应力混凝土连续桥梁施工技术研究

2021-04-01卞福坤

工程建设与设计 2021年6期

卞福坤

（山东省交通科学研究院，济南250031）

1 引言

新时期，公路桥梁的数量持续增长，带动了新施工技术的发展和普及。以预应力混凝土连续梁桥的施工为例，比较常见的施工方式有落地施工、悬臂施工等，每一种施工方法都有不同的适用范围和特点，也存在一定的缺陷。因此，在施工前，技术人员必须充分考虑所有可能存在的影响因素，选择恰当的施工技术以保证施工质量。

2 预应力混凝土连续梁桥常见的施工技术

预应力混凝土桥梁是利用钢筋或者钢索预张力的反力，确保混凝土在受载前预先受压，使其在运营阶段可以抵消一部分拉应力，提高桥梁的承载力。

在对预应力混凝土连续桥梁进行施工的过程中，有以下常见的施工技术。

2.1 预应力张拉施工技术

预应力张拉施工技术指在构件中提前施加拉力，确保被施加预应力的张拉构件承受压应力的同时，引发一定的形变，以应对结构本身承受的荷载。预应力张拉施工技术能够提升构造的刚性，减少振动和弹性变形问题，保证结构的稳定性和可靠性。预应力张拉施工的具体流程为：预应力钢束穿束→锚具安装→千斤顶和张拉设备安装→张拉锚固→千斤顶和张拉设备拆除→压浆→养护。在预应力张拉施工中，使用的设备包括千斤顶、工具锚以及张拉机械等，需要注意的是，锚具夹片必须设置好防潮防锈措施，避免锈蚀引发的滑丝问题；夹片安装时需要确认孔道内没有杂物，夹片无锈蚀和砂土污染；开始张拉时，应观察锚环，确保其与垫片紧密贴合；张拉完成后，需要校核伸长量，避免出现张拉不足或者超标的情况。

2.2 装配施工技术

在预应力混凝土连续桥梁施工中，装配施工技术要求施工人员能够从工程的具体情况出发，借助起吊设备，将预应力结构吊装到指定位置，分结构开展各项工作。待所有结构就位后，需要对其进行装配[1]。相比其他技术，预制装配施工技术有着相当明显的优势，不仅施工速度更快，施工质量更好，材料的使用也更加节约。装配施工技术能很好地适应道路桥梁工程对工期的要求，因此，在工程实践中得到了广泛的应用，具备良好的发展前景。

2.3 顶推施工技术

顶推施工技术适用于截面尺寸相同的结构施工。采用该技术进行施工时，依照相关技术标准，每一节桥梁结构的长度应被控制在10~30 m[2]。在施工过程中，可以先完成2~3 节箱梁的预制，然后采用水平液压设备进行箱梁结构的顶推就位及连接，并保证连接的可靠性。需要注意的是，为了减小主梁悬臂负弯矩，需要在箱梁前端的适当位置设置钢导梁；若桥梁跨度超过50 m，为了保证施工安全，需要设置相应的临时支墩。对比其他施工技术，顶推施工技术可以有效降低高空施工量，保障施工安全。

2.4 悬臂施工技术

依照混凝土施工方式的不同，可以将悬臂施工分为悬臂浇筑和悬臂拼装2 种。悬臂浇筑施工常使用高强度的混凝土材料。施工过程中，接缝的处理非常关键，需要施工人员加以重视，结合工程的实际情况对接缝宽度进行控制，如果没有特殊要求，可以将接缝宽度控制在约15 cm[3]。对于悬臂拼装技术，需要先依照相应的施工要求，对桥梁结构进行预制，配合吊机完成起吊、安装和拼接，待所有的结构拼装完成后，做好接缝位置的明确和接缝处理。

2.5 移动模架施工技术

移动模架施工技术是在桥梁施工中进行钢模板和支撑结构的安装，以便于在桥梁跨度允许范围内对混凝土进行浇筑施工。待混凝土强度满足设计要求后，该模架可以沿桥梁纵向进行移动，从而对后续结构进行混凝土浇筑，以此不断循环完成整座桥梁的施工。移动模架施工技术适用于跨度在20~50 m的桥梁施工，每天的施工量能够达到3m，施工质量也可以得到有效保障。移动模架施工中，如果搭配科学的施工技术，就可以在提高施工效率的同时，降低对于环境的影响。不过，因为需要用到专业的施工设备，施工成本相对较高。

3 工程应用

3.1 工程概况

某高速公路桥梁全长1.2 km。桥梁上部结构为预应力连续箱梁，单榀箱梁长20 m，高1.4 m，箱梁底部宽1 m。在施工过程中，采用了后张预应力施工技术。

3.2 关键技术

3.2.1 工作台架设

搭建模板制作平台时，需要对平台所处区域的地基进行压实，基础层铺设砂浆片石，片石厚度宜为30 cm，然后采用C25 混凝土进行工作平台的浇筑[4]。以厚度为6 mm 的钢板作为底膜，长度和宽度分别为26 m 和0.9 m，两侧埋设厚度为5 cm的槽钢，将其与钢板牢固焊接在一起，使用砂轮对缝隙进行打磨，消除毛刺，保证底膜整体的稳定性和可靠性。为了避免在预应力张拉过程中，因为应力过大而出现底膜断裂的问题，需要围绕每一片预应力梁端头2 m 范围内进行钢筋网的铺设工作，而且应在每一个底膜顶部位置设置13 mm 的预拱度。

3.2.2 模板安装

模板安装前，为了保证作业效果，应利用磨光机清除表面的油污和锈迹，然后在模板内表面涂抹脱模剂，确保混凝土施工完成后，模板可以顺利拆除。拼接工作完成后，可以使用龙门吊将模板整体吊放到指定位置，如果对侧模进行调运，应采用分段吊放的方式，每一段的长度应尽量控制在5 m 以内[5]。浇筑的混凝土达到设计强度并且浇筑施工结束48 h 后，可以对模板进行拆除。外模的拆除可以利用专用的工具配合龙门吊进行；进行内膜拆除时，为了避免对结构的破坏，可以采用人工拆除的方式进行。

3.2.3 混凝土施工

混凝土施工过程中，应注意以下要点：

1）应做好混凝土配制工作。混凝土的配合比应通过配比试验确定，并做好审核工作。在对混合料进行拌和的过程中，必须利用专门的计量工具，严格控制各种原料的使用量，避免因计量错误引发的混凝土质量问题。

2）混凝土浇筑。在混凝土的浇筑过程中，常采用水平分层配合斜向分段的方式，一次性浇筑成型。当底板混凝土的浇筑高度达到4~5 cm 时，可以对腹板进行浇筑施工，考虑工程的实际情况，本项目梁部腹板采用对称分层浇筑的方式，以预应力梁的一端作为浇筑起点，逐步向另一端进行浇筑。混凝土浇筑过程中，浇筑厚度必须得到严格控制，每一层混凝土的最大厚度不能超过30 cm。腹板混凝土浇筑完成后，可以继续浇筑顶板混凝土，并进行顶板平整度和坡度的控制。

3.2.4 预应力张拉

预应力张拉过程中，应注意以下要点：

1）波纹管埋设。需要利用短钢筋焊接成“井”字形钢筋束作为定位钢筋，固定完成后，将之焊接到箱梁纵向筋上，避免波纹管浮动问题。

2）下料。钢绞线下料时，需要确保锚垫板与钢束中心线垂直，保证预应力张拉的效果。

3）预应力张拉。需要确保混凝土浇筑时间超过7 d，同时，达到设计强度的90%以上。箱梁预应力钢束可以从两侧同时张拉，张拉过程中，要对加载情况进行严格控制。作业过程中，施工人员严格按照张拉工艺顺序进行操作。在同一束钢绞线中，应采用两侧同步对称张拉的方式保证张拉效果。