預(yù)應(yīng)力箱形連續(xù)板橋施工工藝

摘要:預(yù)應(yīng)力箱形連續(xù)板橋是近年來隨著施工技術(shù)日新月異、建筑材料研究不斷取得新成果的條件下，發(fā)展起來的一種新型橋梁結(jié)構(gòu)，它與同長跨徑的預(yù)應(yīng)力簡支梁(板)橋相比，具有材料省、自重輕、各部分材料受力均勻、伸縮縫少、節(jié)省投資等多方面優(yōu)點(diǎn)，因而已越來越得到人們的青睞。本橋例是此種橋型的典型代表。為了能更好地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提高效益，促進(jìn)推廣應(yīng)用，現(xiàn)根據(jù)我們的施工實(shí)踐，就預(yù)應(yīng)力箱形連續(xù)板橋的施工工藝及需注意的一些問題。

關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力箱形連續(xù)板橋;施工

1 大橋概況

1.1 大橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)車輛荷載為汽車-超20級(jí)、掛車-120，橋面凈寬2×凈12.2m，設(shè)計(jì)洪水頻率為1/100，流量為1362m3/s，地震基本烈度為8度。

1.2 上下部主要建筑

本橋采用12～20m裝配式扁錨后張拉部分預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱板。下部為柱式橋墩和肋式橋臺(tái);鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，全橋共有鉆孔灌注樁90根;上部有預(yù)應(yīng)力砼板共計(jì)216塊。

1.3 設(shè)計(jì)與施工的主要特點(diǎn)

與普通簡支板橋相比，預(yù)應(yīng)力連續(xù)板橋有以下特點(diǎn):

張拉工藝:普通預(yù)應(yīng)力板一般為集束張拉一次到位，整個(gè)使用過程中有預(yù)拱度;而連續(xù)板橋?yàn)榈跹b前先張拉底板預(yù)應(yīng)力，吊裝就位后再張拉濕接頭預(yù)應(yīng)力，且為單根張拉，工藝不同。

普通板內(nèi)核大都為等截面，而連續(xù)板考慮受力均勻采用變截面，施工難度較大。

普通板在吊裝完畢乃至整個(gè)使用過程中均呈簡支狀態(tài)，而連續(xù)板橋要經(jīng)過較為復(fù)雜的二次張拉，轉(zhuǎn)換受力體系，變?yōu)槭芰Ω鼮楹侠淼倪B續(xù)結(jié)構(gòu)。

從吊裝后施工工藝方面看，簡支板在吊裝完畢后即可進(jìn)行橋面鋪裝及伸縮縫制作，使用過程中伸縮縫過多，造價(jià)既高，而行車舒適性差;連續(xù)板橋則通過臨時(shí)支座改變體系轉(zhuǎn)換為連續(xù)結(jié)構(gòu)，僅在兩橋頭設(shè)有2道伸縮縫，使橋面平整、美觀，行車舒適性大為增加。

2 箱形連續(xù)板橋的施工工藝

2.1 預(yù)制板及張拉工藝

2.1.1 預(yù)應(yīng)力張拉孔及鋼絞線的布置

大橋橋板設(shè)計(jì)板壁很薄，底板厚為20cm，側(cè)壁14cm，且底、頂板都要施加預(yù)應(yīng)力，故無法像普通板那樣布設(shè)集束鋼絞線，而只能在預(yù)制過程中預(yù)埋波紋管，布設(shè)位于同一平面上的扁平鋼絞線。

板上頂部需預(yù)留出二次張拉用的孔并預(yù)埋波紋管及齒板，以備今后之用，而下部則需將鋼絞線與波紋管一齊預(yù)埋，其中鋼絞線預(yù)埋長度不小于90cm，并需將錨固端軋花。箱形連續(xù)板橋底部鋼絞線不像普通板那樣到張拉時(shí)才穿出，而是在預(yù)制時(shí)先行埋入，并在固結(jié)端保留必要的長度。

2.1.2 箱形連續(xù)板第一次張拉(底板)

與其他預(yù)應(yīng)力板一樣，箱形連續(xù)板的首次張拉在吊裝前進(jìn)行，但張拉工藝不同。前已述及，箱形板張拉不采用集束張拉(群錨)，其鋼鉸線布設(shè)于同一平面上，故采用單根張拉錨固。根據(jù)我們實(shí)踐看，一次張拉完畢后板沒有明顯的預(yù)拱度。特別需要說明的是因?yàn)榘宓跹b后要打濕接頭砼將其連接為整體，故一次張拉注漿后不得封錨。

2.2 臨時(shí)支座及體系轉(zhuǎn)換

箱形連續(xù)板橋與普通板橋最主要的區(qū)別，在于其正常使用狀態(tài)下受力體系不同，這種結(jié)構(gòu)是先簡支后連續(xù)，施工過程需進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。受力上連續(xù)板比普通簡支板各部分受力更為均勻合理。由簡支轉(zhuǎn)換為連續(xù)體系，是通過布設(shè)臨時(shí)支座來實(shí)現(xiàn)的，其成功與否，是能否實(shí)現(xiàn)體系順利轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，也是本橋施工的難點(diǎn)工序之一。

2.2.1臨時(shí)支座的選定

連續(xù)箱板為一種裝配式結(jié)構(gòu)，在吊裝完未轉(zhuǎn)換體系前，依靠臨時(shí)支座支撐，呈簡支狀態(tài)，這時(shí)需將板兩端預(yù)留的鋼筋網(wǎng)焊接成整體，澆鑄砼形成強(qiáng)度并經(jīng)二次張拉后，下落歸位到永久支座上去，以使得板端(橋墩位置)可以承受動(dòng)、靜荷載下的負(fù)彎矩。那么，首先要考慮的就是如何在吊裝前選定合理的臨時(shí)支座呢?

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，用于短時(shí)支撐板的臨時(shí)支座要有以下特性:一在轉(zhuǎn)換前有足夠的支撐強(qiáng)度，保證在轉(zhuǎn)換前各項(xiàng)作業(yè)順利完成;二能在板歸落時(shí)操作方便，保證12孔216塊板同時(shí)沉落，同時(shí)要便于操作;三要考慮到經(jīng)濟(jì)性。為此，我們根據(jù)有關(guān)資料的介紹，進(jìn)行了硫磺支座的試驗(yàn)，即依據(jù)硫磺在高溫時(shí)為流體，而常溫時(shí)為固體的特性，在熔化的硫磺中摻入一定量的砂子，待模冷卻成型，經(jīng)壓力試驗(yàn)，強(qiáng)度可滿足要求。但考慮到全橋共216塊板，按每塊板4個(gè)支座計(jì)，需800余個(gè)支座，如何保證其熔化同時(shí)熔化，成了最大問題，而板如不能同時(shí)下落，可能會(huì)造成三條腿現(xiàn)象，使板發(fā)生扭曲，這是板受力所忌諱的。此外，若采用硫磺支座，涉及到澆注濕接頭時(shí)底模的制作等問題，因此，硫磺砂漿方案工序復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)上也是不經(jīng)濟(jì)的。

因此本著就地取材的原則，采用聚氯乙烯泡沫塑料固結(jié)砂子的辦法，可圓滿地解決這一問題。眾所周知，砂子在正常狀態(tài)下是不具備承載能力的，甚至無一定的形體，即所謂一盤散砂。而在有側(cè)限的狀態(tài)下，當(dāng)水份充足且充分壓實(shí)時(shí)，可承受相當(dāng)重量的荷載;聚氯乙烯泡沫塑料是一種基本無抗壓強(qiáng)度、但可承受一定拉力且價(jià)格非常便宜的材料，此二者的相互組合，有效而充分地解決了問題，經(jīng)試驗(yàn)壓力試驗(yàn)證明，此方法完全可用。具體作法是:在橋墩頂部外邊沿牢固地粘一圈泡沫塑料作為側(cè)限，而中間填滿砂子加水擊實(shí)，頂面高度比泡沫塑料及固定支座高出5cm左右，以保證吊裝時(shí)泡沫塑料不受壓和體系轉(zhuǎn)換時(shí)板的沉降量。使用此種臨時(shí)支座的另一大優(yōu)點(diǎn)是砂頂面為一平面，與板底接觸很緊密，還很好地解決了澆注砼濕接頭時(shí)底模的問題，實(shí)踐證明，這種方法是可行的、經(jīng)濟(jì)的，宜于推廣使用。

2.2.2 二次張拉及體系轉(zhuǎn)換

箱形連續(xù)板橋最獨(dú)特而關(guān)鍵的施工工藝是二次張拉和體系轉(zhuǎn)換，只有此二項(xiàng)工藝的完成，才能使之成為真正的連續(xù)受力體系。當(dāng)預(yù)制板吊裝在臨時(shí)砂支座上時(shí)，呈簡支狀態(tài)，此時(shí)需將板端間預(yù)留的鋼筋連接成網(wǎng)，并澆注砼使之縱向連續(xù)。

二次張拉是在現(xiàn)澆段達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行，其位于板的上部。澆注濕接頭時(shí)，預(yù)先埋入波紋管，二次張拉仍采用單根張拉和錨固。張拉結(jié)束后，在板間上部形成了足以承受負(fù)彎矩的結(jié)構(gòu)。

體系轉(zhuǎn)換的目的是將板由簡支變?yōu)檫B續(xù)，即使原來并不承受彎矩的板端處(墩位)可承擔(dān)負(fù)彎矩，并以此減少在跨中出現(xiàn)的最大正彎矩。這個(gè)過程是在前述各工藝完成后，板由臨時(shí)支座轉(zhuǎn)化到永久支座來實(shí)現(xiàn)的。

前已述及，我們采用的臨時(shí)支座為聚氯乙烯泡沫塑料固結(jié)側(cè)限砂子的辦法，在此之前按設(shè)計(jì)要求已將永久支座安置在橋墩上，其標(biāo)高比臨時(shí)支座約低5mm～10mm，因此體系轉(zhuǎn)換就非常便利，我們采取的方法為將周圍的泡沫塑料割開，使砂子勻速地自動(dòng)流出，板得以平穩(wěn)地沉降到永久支座上去，保證了體系轉(zhuǎn)換的順利完成。

箱形連續(xù)板橋的其他上下部施工基本與普通簡支板相同，本文不另贅述。

與普通板相比，箱形連續(xù)板橋所有建筑材料均有不同程度節(jié)省，鋼筋節(jié)省約40%，水泥節(jié)省約20%，吊裝重量比普通板輕約1/4，節(jié)約效益明顯，特別是其受力各部位相對(duì)均勻，伸縮縫少等優(yōu)點(diǎn)，使其具有重大推廣價(jià)值。