浅析预应力混凝土连续刚构桥主梁施工技术

周辉

（四川省公路院工程监理有限公司，四川 成都 610000）

连续刚构桥具有行车平顺、养护简便、造价低、施工方便及抗震性能良好的特点。连续刚构主梁与墩结合更为合理，能有效减少主梁内的弯矩、抗弯强度和抗扭刚度，能更好地满足较大跨径的受力要求。但是，连续刚构桥施工技术较复杂，挂篮悬浇施工高空作业难度大，安全风险隐患高。0号块托架施工、悬浇挂篮设备、预压工作、混凝土强度、钢筋、预应力等质量控制及施工监控量测极为重要，一旦主梁节段浇筑后发生质量问题进行纠偏或返工的难度极大，成本高且工期损失大，所以在各施工环节中的质量控制是桥梁能否顺利合龙的保障，更是桥梁工程耐久性的关键。为确保桥梁工程施工安全及功能质量满足要求，本文结合广安罗渡渠江大桥的施工监理经验，重点对连续刚构桥主梁施工技术与质量控制注意事项及施工监控量测的重要性等方面进行分析总结，从而为更进一步提高连续刚构桥主梁施工而提供技术借鉴。

1 0号块托架施工

0号块托架采用销接式拼装牛腿支架，因结构简单，加工方便，在桥梁工程临时结构中应用较多。特别是大型桥梁现浇0号块结构一般自重较大，对临时结构要求较高，三角牛腿结构已被广泛应用。三角牛腿结构为墩柱预埋钢板、连接螺杆和爬锥组成的连接结构，牛腿支架与墩柱之间通过牛腿和连接螺栓与墩柱预埋件相连，各杆件之间通过带耳板的牛腿进行连接，连接均采用销接结构。为确保结构安全，轴销及牛腿与墩柱之间连接的螺栓均采用40Gr材料，淘汰传统的焊接工艺，避免因焊缝不合格而造成施工安全风险。然后，在墩身间安装工字钢横梁和纵梁，连接成整体后安装贝雷梁及分配梁。

托架体系安装完成并对各部件检查合格后进行预压。预压的目的是验证托架整体强度、刚度及稳定性，消除非弹性变形。托架预压荷载为施工荷载重量的120%，分级进行预压。预压方式可分为堆载预压及反力预压。最常见的支架预压为堆载预压，堆载预压的缺点是工序繁琐、成本高、进度慢且危险性较高；反力预压的优点是成本低、操作方便、保障安全且节约工期。因此反力预压已被广泛应用，但需提前在承台施工中预埋精扎螺纹钢，为后期反张拉提供锚固力。通过在承台上预埋的精扎螺纹钢为反张拉提供锚固力，在支架上方安装反张拉设备，通过张拉力达到对结构预压的目的。

2 挂篮

挂篮应经专门设计并由专业的生产厂家进行加工制作。挂篮主要由承重结构、悬吊系统、锚固装置、行走系统和工作平台等组成。在挂篮制作中，要确保挂篮的强度、刚度和稳定性满足要求，同时应结合桥梁自身设计参数及主梁的分段情况等因素进行综合考虑，确保挂篮制作的合理性、经济性与安全性。一般挂篮与主梁段的重量比不应大于0.5，且挂篮的总重量不得大于设计要求，挂篮的最大变形不应大于20mm。挂篮在浇筑及行走时抗倾覆安全系数、锚固安全系数、水平限位系统安全系数均应大于2。挂篮制作完成后，需对挂篮进行整体性能测试，确保挂篮的安全性及使用功能满足要求。

挂篮在荷载作用下将产生非弹性和弹性变形。挂篮的变形包括主桁架受力引起的弹性变形、吊带受力引起的弹性变形、结构在荷载作用下由于加工精度等原因产生的非弹性变形。挂篮安装完成并对各部件检查合格后，在主梁悬浇施工前必须进行预压。挂篮预压的主要目的是消除挂篮非弹性变形而确定弹性变形，验证挂篮的整体安全性和稳定性。预压同托架预压原理，可采用反力预压，预压荷载为施工荷载重量的120%，分级按照20%、60%、100%、120%进行反力张拉预压，预压完成符合要求后方可投入使用。

3 主梁施工

主梁采用挂篮悬臂浇筑法施工，两端对称逐段浇筑成型。主要包括0号块施工、梁体施工、预应力张拉及压浆、边跨现浇段及合龙段施工。

3.1 0号块浇筑施工

主墩墩顶的梁段称为0号块。大跨径的连续刚构桥由于0号块预应力筋布置复杂、非预应力钢筋设计较密，混凝土的浇筑方量较大，为减轻托架负荷和保证混凝土的浇筑质量，竖向可进行分层浇筑。分层一般不超过3层，分层应距顶底板不小于50cm，并对新旧混凝土的结合面进行处理，确保结合面质量满足要求，相邻浇筑的间隔时间不应超过7天，防止混凝土因收缩徐变不一致而产生裂纹。

3.2 悬臂浇筑施工

主梁悬臂浇筑施工梁体两端应对称均匀作业，过程中必须严格控制产生不平衡弯矩。浇筑时，悬臂两端的混凝土数量累计偏差不得大于设计的限定量，不得超过梁体重量的1/4，施工中两个悬臂端临时荷载也应保持对称。浇筑时，从前端开始逐步向后端进行，最后与已浇筑梁端相连接。每个悬臂浇注梁段全部要求一次性浇注完成。相邻两梁段之间的混凝土浇筑应严格控制龄期差，梁端旧混凝土面的浮浆应清理干净并对混凝土面进行凿毛冲洗。严格控制混凝土水灰比，降低骨料温度，减少混凝土浇筑时与模板间的摩阻力。浇筑完成后，及时养护并严格控制拆模时间，避免因混凝土收缩及水化热对结构物产生裂缝的影响。

3.3 边跨现浇段施工

主桥边跨现浇段通过在交界墩上搭设支架连续浇注完成，支架也要进行预压，检验支架的整体安全及消除非弹性变形，按照测量的数据确定立模标高，底模安装时应按照设计要求设置支座，在浇注混凝土时，应保证梁体的整体稳定性且一次性浇筑完成。

3.4 合龙段施工

合龙是控制全桥受力状态和线型的关键工序，因此要严格控制合龙顺序及施工工艺，合龙顺序为先边跨后中跨。

边跨合龙：在支架上合龙边跨，施工顺序为施工至悬臂最后一个梁段后，安装边跨合龙段劲性骨架，在当天低温状态下浇注边跨合龙段。待混凝土强度大于设计强度的90%以上，且养护龄期不小于7天，张拉合龙束、底板束到设计拉力值。张拉压浆完成后拆除边跨现浇支架，准备中跨合龙。

中跨合龙：中跨合龙前，应对主梁进行顶推，水平顶推力达到设计要求。首先，在中跨两悬臂端上安装吊架，然后在两悬臂端上设置水箱作为平衡重，两悬臂端的水箱容水重量相当于合龙段所浇混凝土的总重量。在气温不高于18℃时，焊接合龙骨架，安装合龙段钢筋，在当天低温时段下进行混凝土浇筑，边浇筑边同步进行水箱放水。待混凝土强度大于设计强度的90%以上，且养护龄期不小于7天，张拉合龙束，拆除吊架后按顺序张拉纵、横、竖向预应力。

3.5 钢筋混凝土施工注意事项

主梁钢筋较密，在布置钢筋时，首先，混凝土净保护层厚度应满足规范和设计要求，若净保护层厚度与钢筋尺寸有冲突，必须调整钢筋的尺寸。焊接连接焊缝要饱满、连续，单面焊焊缝长10d，双面焊焊缝长5d。梁体中闭合箍筋应均匀错开弯钩位置，箍筋要保证弯钩或角部刚好钩住主筋；尺寸连续变化的箍筋施工时，要认真计算每处箍筋的尺寸。主筋机械接头接长同一截面主筋接头数量不超过全部主筋数量的50%。墩顶0号块进行钢筋绑扎时，其横隔板与腹板的钢筋应与墩身伸入0号块的钢筋进行焊接连接。凡因施工需要钢筋被割断，当钢筋再次进行连接时，则必须采取焊接。若部分钢筋的位置发生冲突，可适当进行调整，但混凝土保护层厚度应满足要求。

梁体两端混凝土应水平分层浇筑，且连续浇筑成型，坍落度易控制在200～220mm最佳，初凝时间应大于8h。混凝土浇筑时应振捣密实，尽量避免振捣棒触碰预应力管道，确保预应力位置准确及混凝土质量内实外美。

3.6 预应力施工注意事项

主梁预应力施工是施工质量控制的关键，主梁预应力施加是否到位及孔道压浆是否饱满，对桥梁投入使用后的质量、耐久性都有着决定性的作用。锚具与张拉设备要配套使用，张拉及压浆设备等应定期进行标定和检修，不得使用不合格的设备。预应力筋不允许焊接，多余长度应采用切割机进行切割，严禁氧割及电弧切割。波纹管进场后应分批对内外径、厚度及严密性等进行检验，施工过程中确保穿束、张拉顺利和不漏浆。施工前对各束预应力坐标进行仔细核验，预应力管道应严格按照设计图给定的坐标进行准确定位，并确保管道曲线平顺。锚具安装时垫板平面必须与预应力管道垂直，锚孔中心和管道中心对准，清理管道和保证锚具夹片及锚头锥孔清洁，不得有金属削等杂物。纵向预应力筋更是质量控制的重点，两端必须同步对称张拉，由于纵向预应力筋钢束较长，且为曲线索，管道摩阻力大，容易造成预应力的损失，所以张拉持续时间应比一般的预应力筋加长。所有预应力束在张拉时均应采用应力与伸长量进行双控，对照施工规范计算公式核算伸长量，对伸长量不符合要求的必须查明原因后可采取补张拉，反复张拉等措施解决。预应力钢束张拉到位后，应持荷3～5min然后锚固，预应力筋张拉完成后禁止撞击锚头和钢束，用切割机切除剩余钢绞线。

压浆是预应力质量控制的关键环节，也是最后一个环节。管道压浆应尽量采用真空压浆工艺，对长束预应力管道压入速度不宜过快，且持压的时间应适当延长，确保管道浆液饱满，压浆完成后及时进行封锚。

4 施工监控量测

施工监控量测是桥梁工程施工中非常重要的环节，是确保桥梁施工中结构安全、外形和内力状态满足设计要求的关键。主要通过施工现场监控测量和计算等手段，施工过程中对主梁的结构应力和偏位状态进行有效的监测、分析、计算和预测，为施工过程提供控制信息，以确保结构施工过程的安全和最终达到设计成桥状态。

监控量测的内容包括线形测量、应力及温度测试、预应力度的测试和监控计算。线形测量主要对主梁高程控制点及中线进行复核，对主梁标高及墩顶偏位进行测量。应力及温度测试为主墩底截面、跨中主梁截面、1/4跨主梁截面、根部截面及边跨最不利截面等部位进行应力测试。温度测试包括墩、梁两部分，墩梁温度测试截面及测点的布置同应力测点相同。

预应力度的测试是对钢束有效预应力的情况进行测试，确保张拉力满足设计的要求。监控计算内容包括确定计算初始状态、建立计算模型、确定计算控制参数、确定施工控制参数、节段施工前的预测计算和节段施工后的校核计算。

5 结语

预应力混凝土连续刚构桥是如今桥梁工程建设中克服墩高和大跨径中最常见的桥梁类型，它综合了连续梁桥的受力特点。主梁悬浇施工能更好地满足跨径大、地形复杂、场地受限和解决施工难度大的现场施工环境。随着科学进步的不断发展，桥梁工程施工技术已日益新高，充分掌握悬浇施工的关键技术，施工过程中加强质量与安全管理，不断总结施工技术经验，优化施工技术方案，为大跨径桥梁工程建设的进一步发展奠定更坚实的基础。