關于體外預應力鋼混凝土組合橋梁施工技術探究

籍少甫

(中鐵三局集團建筑安裝工程有限公司，山西太原 030006)

新建寶雞至蘭州鐵路客運專線，三陽川渭河2號特大橋。本橋孔跨形式:

31-32 m+1-24 m+13-32 m+20-48 m+21-32 m+3-24 m+16-32 m+2-24 m+1-32 m+1-24 m+49-32 m+2-24 m+26-32 m+1-24 m+16-32 m+3-24 m+12-32 m+3-24 m+17-32 m簡支箱梁+(40+56+40)m連續(xù)梁+16-32 m簡支箱梁。中心里程:DK790+604，全橋長:8 672.23 m。其中20-48 m簡支箱梁采用分段預制、移動造橋機現(xiàn)澆濕接縫施工。

對于三陽川渭河2號特大橋施工來說，由于橋梁整體結(jié)構(gòu)龐大、力學特點多樣，在實際施工過程中主要是采取預制節(jié)段梁，再進行組合拼裝的方式來進行橋梁整體建設。體外預應力鋼混凝土組合橋梁施工是一種較為新穎的施工方式，能夠有效處理鋼混凝土橋梁力學性能，對橋體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全具有顯著的作用。

1 體外預應力鋼混凝土組合橋梁

鋼混凝土組合橋梁是指鋼筋混凝土組合橋梁，鋼混凝土是對鋼筋混凝土的簡稱。由于梁段內(nèi)部存在一定的應力，在吊裝或運行過程中可能導致梁段在內(nèi)部應力作用下出現(xiàn)性能不穩(wěn)定乃至發(fā)生破壞，因此通過在梁段體外施加預應力，以消除或平衡梁段內(nèi)部存在的應力，確保梁段吊裝和運行過程穩(wěn)定安全。一般來說，體外預應力鋼混凝土組合橋梁具有如下工藝特點或施工難點。第一，體外預應力鋼混凝土組合橋梁能夠在很大程度上減輕橋體自重，提升施工的方便度，縮減所需的施工耗時，對于社會經(jīng)濟以及環(huán)境均有積極的作用。第二，體外預應力鋼混凝土組合橋梁一般跨度較大，底面空間和箱梁頂面形成空間曲面，梁段線型復雜，對溫度較為敏感，在施工過程中需要特別注意梁段的線型控制。第三，梁段的各截面高不相同，呈拋物線形態(tài)，單元結(jié)構(gòu)以及梁段的種類繁多，前期準備工作量巨大，在實際生產(chǎn)中難以進行標準化的流水作業(yè)。梁段線型要求高，對精度控制、切割、焊接以及吊裝等環(huán)節(jié)的加工工藝以及施工技術要求很高。第四，橋梁整體跨度很大，在進行梁段吊裝的過程中，需要對周邊交通制定合理的引流措施，完善相關安全硬件設施的配置，保證相關施工環(huán)節(jié)安全順暢。

2 鋼混凝土組合橋梁梁段的制作及吊裝

2.1 鋼混凝土組合橋梁梁段的制作簡述

通常來講，采用鋼混凝土組合橋梁施工技術的橋梁跨度都較大，其主梁的平面、縱面以及梁底均為曲線。鋼混凝土組合橋梁梁段制作一般可以分為兩種模式，其一是進行分段預制，再進行組裝。還有就是進行整體預制，切割分段，再運輸?shù)浆F(xiàn)場進行吊裝。對于跨度較大的橋梁來說，其對精度控制要求很高，若是進行分段預制，則會難以滿足精度要求。所以一般采用整體預制的的方式，保證橋梁的線型，再對其進行分段切割，運輸?shù)浆F(xiàn)場之后進行吊裝。鋼混凝土組合橋梁預制的流程主要可以分為制作整體臺模、設計頂、腹、底排版圖、制樣、切割、加工、拼裝、焊接、制孔以及運輸出廠。通過這些步驟，就可以實現(xiàn)鋼混凝土組合橋梁的制作，用于實際施工。圖1為某鋼混凝土梁橫斷面示意圖。

圖1 某鋼混凝土梁橫斷面示意圖

2.2 鋼混凝土組合橋梁的吊裝拼接

鋼混凝土組合橋梁在預制完成后，通過切割分段，就可以用載重車運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。在進行吊裝之前，需要根據(jù)具體的吊裝設計方案，對梁段的分段處設置支墩。該臨時支墩的位置、大小需要通過力學計算，使其能夠滿足穩(wěn)定性以及承載力需求。由于每一個梁段均放在四個螺旋支撐上，并且每個支承點都有三個自由度，這三個自由度相互制約，調(diào)整其中一個必將影響其余兩個，所以梁段調(diào)位是一個反復調(diào)整、逐漸趨近的過程，故在施工中按縱向調(diào)整→橫向調(diào)整→豎向調(diào)整→縱向調(diào)整→橫向調(diào)整→豎向調(diào)整的次序反復循環(huán)調(diào)整，直至達到設計要求。

3 體外預應力鋼混凝土組合橋梁施工技術

三陽川渭河2號特大橋具體施工流程可以分為:梁體預制留孔、轉(zhuǎn)向器外套鋼管安裝、轉(zhuǎn)向器安裝、固定轉(zhuǎn)向器、灌漿、鋼索下料及穿索、轉(zhuǎn)向器與索體填充橡膠、澆筑混凝土、檢測混凝土強度、張拉體外索、安裝定位裝置、灌澆砂漿、安裝放松裝置、安裝防腐裝置以及安裝減震器。體外預應力鋼混凝土組合橋梁施工流程基本如此，其施工技術需要從以下幾個方面進行詳細分析:

1)轉(zhuǎn)向器外套鋼管安裝施工技術。轉(zhuǎn)向器的外套鋼管并非長度一致，其有長有短。較長的外套鋼管在場內(nèi)制作時就已經(jīng)基本安裝完畢，只有很小的一部分需要在現(xiàn)場進行外套鋼管安裝。進行外套鋼管安裝的時候，需對預應力鋼索的角度以及位置進行精確測定，以保證轉(zhuǎn)向器安裝不會受到外套鋼管的影響。

2)轉(zhuǎn)向器安裝施工技術。根據(jù)體外預應力的技術原理，轉(zhuǎn)向器安裝是施工過程中的一個重要環(huán)節(jié)。轉(zhuǎn)向器能夠?qū)︻A應力鋼索的角度及位置形成直接的控制，需要嚴格控制轉(zhuǎn)向器以及其他相關部件的安裝精度。具體來說，轉(zhuǎn)向器在安裝之前，應該徹底清理外套鋼管和轉(zhuǎn)向器之間存在的雜物，并采用橡膠條對外套鋼管和轉(zhuǎn)向器之間的空隙進行填充，對轉(zhuǎn)向器起到一定的固定作用，也可以對之后的灌漿環(huán)節(jié)起到封堵作用。在進行轉(zhuǎn)向器安裝時，需要保證轉(zhuǎn)向器角度與設計相符。

3)外套鋼管與轉(zhuǎn)向器灌漿施工技術。在外套鋼管與轉(zhuǎn)向器的縫隙間灌漿，是為了保證預應力鋼索的各部分分力能夠有效地傳遞到鋼混凝土組合橋梁主體結(jié)構(gòu)之上。通常情況下，外套鋼管和轉(zhuǎn)向器之間的灌漿材料為補償收縮混凝土。在螺旋筋以及錨墊板施工完成之后，對轉(zhuǎn)向器進行角度調(diào)整，滿足設計曲線之后就應該進行灌漿。灌漿應該從最低的壓漿孔開始，直到最高孔位冒出方可停止。需要注意的是，灌漿過程應該緩慢而連續(xù)地進行，不可操之過急，也不可中途停頓。

4)體外預應力鋼索下料和穿索施工技術。預應力鋼索的長度應該根據(jù)相關數(shù)據(jù)進行計算確定，確保鋼索長度符合設計要求。對鋼索的切割工作應該在平整的場地進行，避免鋼索產(chǎn)生形變。鋼索下料在造橋機前導梁上進行，切割使用砂輪切割機切割。張拉采用兩端對稱同步張拉(有四臺張拉千斤頂同時工作)，以控制張拉力為主、伸長量為輔的雙控法進行。張拉順序為初始應力→張拉應力→測量伸長量→持荷5 min→錨固。在進行穿索施工時，卷揚機要根據(jù)鋼索實際情況選擇，在用卷揚機牽引鋼索時，應該對鋼索采取一定的保護措施，避免鋼索發(fā)生刮擦損傷表面。比如可以在切割場地鋪設保護板，在牽引端安裝保護套等。

5)體外預應力鋼索張拉施工技術。對體外預應力鋼索進行張拉，需要在施工前進行錨墊板檢查、預埋管道檢查、密封筒檢查等基本工作，確保張拉施工順利展開。鋼索長度一般和鋼混凝土組合橋梁的跨度呈線性關系。對于長度較長的鋼索，普通的張拉法需要對千斤頂進行多次倒頂，可能引起錨具夾片在反復過程中失效。因此可以采取懸浮張拉法進行鋼索張拉，對鋼索兩端進行同步均勻的張拉加工，確保張拉質(zhì)量。

6)防松減震裝置安裝施工技術。橋梁在運行過程中由于車輛因素會產(chǎn)生震動，橋梁震動會導致轉(zhuǎn)向器受損或是角度發(fā)生變化，因此需要安裝一定的防損裝置，避免轉(zhuǎn)向器在橋梁震動中發(fā)生損壞。體外預應力鋼混凝土組合橋梁的部分梁體不會使用混凝土封錨，在橋梁震動作用下，可能發(fā)生松脫，因此需要安裝放松裝置，避免其出現(xiàn)脫落。橋梁震動還會帶動鋼索一起震動，造成鋼索基本性能擾亂，功能結(jié)構(gòu)遭到破壞。因此需要安裝減震裝置，使鋼索和梁體在震動上保持一致。

4 結(jié)語

體外預應力鋼混凝土組合橋梁在實際施工的應用較為廣泛，也是一種較為高效的施工技術。其在各個環(huán)節(jié)需要注意的施工事項以及施工技術標準都較多，在實際施工過程中，應該嚴格按照相關標準進行施工操作。

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