大跨徑連續(xù)梁橋施工關(guān)鍵技術(shù)分析

馮 亞 鐸

(山西省晉中路橋建設(shè)集團有限公司，山西 晉中 030600)

0 引言

作為使用最廣泛的橋梁結(jié)構(gòu)之一，預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋憑借結(jié)構(gòu)承載能力高、剛度及變形小，行車平順性好，后期養(yǎng)護便捷等諸多特點成為橋梁工程界公認的典型橋梁結(jié)構(gòu)。伴隨我國橋梁建設(shè)步伐的快速推進，大量大跨徑連續(xù)梁橋出現(xiàn)在施工項目工地，為了確保橋梁工程施工質(zhì)量和進度，必須深入研究預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工技術(shù)，為后續(xù)的橋梁施工提供技術(shù)保障。在具體的大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工過程中，由于其施工工況復(fù)雜，施工環(huán)境較差，為了保證施工質(zhì)量，必須加強其施工關(guān)鍵技術(shù)的研究深度，在具體施工過程中，加強細節(jié)施工質(zhì)量，保證橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力、安全性、耐久性及經(jīng)濟性滿足規(guī)范要求。

1 大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工技術(shù)特點

1.1 大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁優(yōu)點

最近幾年，伴隨國內(nèi)公路及鐵路運輸網(wǎng)絡(luò)的不斷完善和加密，大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁被大量使用在橋梁施工實踐中，相比于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土橋梁而言，其具備如下顯著優(yōu)勢：

第一，通過分析簡支梁和連續(xù)梁的彎矩圖可知，在相同荷載和跨徑下，二者的彎矩最大值差異顯著，由于連續(xù)梁支撐位置的負彎矩作用，導(dǎo)致跨中正彎矩值明顯降低，這也是預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋跨徑提升的主要原因。第二，由于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)屬于多次超靜定結(jié)構(gòu)，對于基礎(chǔ)的要求較高，在設(shè)計過程中，必須考慮溫度應(yīng)力及基礎(chǔ)不均勻沉降應(yīng)力，在保證樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的前提下，橋梁抵御溫度應(yīng)力及不均勻沉降應(yīng)力的影響顯著增強。第三，大跨徑連續(xù)梁結(jié)構(gòu)截面形式通常為箱型布置，每延米自重降低，為實現(xiàn)大跨徑提供了有利條件。第四，大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了預(yù)應(yīng)力鋼絞線高抗拉強度及混凝土高抗壓強度性能，加之，箱梁截面形式抗扭剛度及抗畸變能力高，在上述優(yōu)勢的耦合作用下，保證了橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和剛度。

1.2 大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁缺點

雖然大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁結(jié)構(gòu)具備諸多優(yōu)勢，但在具體施工過程中，也呈現(xiàn)出一部分缺陷。

第一，大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁結(jié)構(gòu)在鋼絞線布置方面要求較高，尤其是在鋼絞線彎起位置，如果布置不當(dāng)，將極大地降低預(yù)應(yīng)力鋼絞線發(fā)揮作用的效率。

第二，對于部分尚未配置縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線的大跨徑連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)，在縱向外荷載的作用下，很容易引發(fā)橫向變形，間接影響主預(yù)應(yīng)力鋼絞線發(fā)揮作用。

第三，同簡支梁結(jié)構(gòu)相比，連續(xù)梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計階段計算工作量成倍增加，且對施工精準(zhǔn)度要求較高，施工成本較高。而簡支梁結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)工廠化預(yù)制，在項目施工現(xiàn)場直接裝配，這也是連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的一大顯著缺陷。因此，在具體的大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工過程中，必須重視好施工細節(jié)，尤其是預(yù)應(yīng)力鋼絞線布置、內(nèi)力計算及校核等問題，確保施工質(zhì)量。

2 大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 滿堂支架施工方法

滿堂支架現(xiàn)澆施工法是最基本的施工技術(shù)之一，其優(yōu)點是便于施工控制，但需要大量的腳手架，需要占據(jù)橋下凈空，影響下部車輛通行。在具體施工中，一般以整體一聯(lián)為施工單元，先支設(shè)施工腳手架，再安裝模板，綁扎非預(yù)應(yīng)力鋼筋，并預(yù)留后期預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道，主體混凝土結(jié)構(gòu)澆筑完畢后，在預(yù)留孔道內(nèi)部張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。在具體施工過程中，需要使用到大量的腳手架和模板，若施工位置處于既有線路、山谷或者環(huán)境不適合搭設(shè)腳手架的區(qū)域，則無法使用滿堂支架施工法。使用滿堂支架施工法，混凝土澆筑后，必須實時測定對應(yīng)齡期混凝土試塊的強度，保證混凝土結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計強度后方可拆模，在后期的預(yù)應(yīng)力張拉、孔道壓漿施工中，必須確定正確的結(jié)構(gòu)整體落架時機，確保施工質(zhì)量。

2.2 簡支轉(zhuǎn)連續(xù)施工法分析

簡支轉(zhuǎn)連續(xù)施工法又稱為先簡支后連續(xù)施工法，在施工前期，先安裝臨時支座，臨時支座安裝完畢后，依據(jù)簡支梁施工法架設(shè)連續(xù)梁節(jié)段，架設(shè)完畢后，先對單一節(jié)段進行第一次預(yù)應(yīng)力張拉，張拉完畢后，進行臨時錨固，錨固完成后，調(diào)整節(jié)段位置，再澆筑墩頂接頭位置，處理節(jié)段連接處，進行第二次張拉，張拉完成后，撤銷臨時支座，撤銷臨時支座可以選用火燒等方法。在第一次張拉完成后是本施工方法的關(guān)鍵步驟，即：體系轉(zhuǎn)換，具體的體系轉(zhuǎn)換方法有以下幾種：

第一，從一端開始依順序逐孔連續(xù)進行，先將第一節(jié)段和第二節(jié)段組成連續(xù)梁體系，然后以此類推，最終形成整體的連續(xù)梁體系。

第二，從梁體系兩端向中間統(tǒng)一推進，逐孔形成連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。

第三，第三種方法是第二種方法的逆順序，從中間向兩端依次組合，如果連續(xù)梁節(jié)段較多，可以綜合使用上述三種方法，以節(jié)約施工成本和時間為基本宗旨。

2.3 懸臂施工方法分析

對于大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工而言，懸臂施工方法是非常普遍的方法之一，其很好地適應(yīng)了施工區(qū)域下部凈空不利于施工的因素，提升了橋梁施工的效率和便捷性。在具體的懸臂施工過程中，必須做好施工控制工作，懸臂施工一般先澆筑0號塊，并在0號塊位置安裝掛籃結(jié)構(gòu)，掛籃從0號塊開始向兩側(cè)等速推進，在澆筑過程中，必須嚴格監(jiān)控兩端的撓度發(fā)展情況，以防止兩端荷載不均衡造成的傾覆、斷裂等嚴重施工事故。此外，除了做好施工監(jiān)控外，懸臂施工法對施工機械設(shè)備的精度要求較高，在安裝掛籃過程中，必須處理好各機械設(shè)備的安裝精度，保證施工精準(zhǔn)性，防止出現(xiàn)后期無法順利合龍的災(zāi)難性后果。由于施工過程中需要采取大量的臨時支護設(shè)備，必須保證臨時設(shè)施的承載強度，在施工完成后及時清理臨時支護設(shè)施，保證順利轉(zhuǎn)換為預(yù)應(yīng)力體系。

3 大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工控制方法

大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁結(jié)構(gòu)雖然在綜合承載能力、結(jié)構(gòu)剛度及抵抗畸變和外荷載擾動方面具備顯著優(yōu)勢，但在具體施工過程中，需要涉及的環(huán)節(jié)和內(nèi)容較多，對施工精度和施工質(zhì)量要求較高。所以，在具體的大跨徑預(yù)應(yīng)力橋梁施工過程中，必須做好相應(yīng)的施工控制工作，確保預(yù)應(yīng)力承載體系滿足設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求。針對不同施工方法，相應(yīng)的施工控制及監(jiān)控方法也不盡相同。

3.1 自適應(yīng)施工控制方法

對于已經(jīng)完工的大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋而言，其預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁體系已經(jīng)完成，因此，已經(jīng)無法對其成橋線型進行糾正和控制，所以，若要確保施工質(zhì)量，必須加強施工過程中的控制。自適應(yīng)控制方法主要針對于已經(jīng)完工的橋梁結(jié)構(gòu)進行建模計算，通過使用有限元分析軟件建立對應(yīng)的1∶1模型，并賦予特定的本構(gòu)關(guān)系，通過建模計算獲取理論計算值，并根據(jù)理論計算值動態(tài)調(diào)整施工進度和施工方法。此外，為了實現(xiàn)雙向控制，在施工現(xiàn)場布設(shè)相關(guān)傳感設(shè)備和檢測設(shè)備，并將獲取的數(shù)據(jù)傳入模型中，不斷修正模型，再將修正后的模型應(yīng)用在實際監(jiān)控過程中。

3.2 線性回歸分析法

線性回歸分析方法主要應(yīng)用于懸臂施工方法中對箱梁撓度、懸臂長度及自重變化情況進行合理監(jiān)控。以核心原理為一元或者多元的線性處理技術(shù)，從而建立系統(tǒng)性的撓度、懸臂長度及節(jié)段自重線性處理，建立系統(tǒng)的撓度線性回歸數(shù)學(xué)模型，并用于指導(dǎo)橋梁施工段的撓度，從而確保整個預(yù)應(yīng)力體系達到要求。但這種方法的準(zhǔn)確度與數(shù)據(jù)數(shù)量成正比，因而精度難以保證，且工作量比較大。

參考文獻：

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