（2×72）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)曲線梁施工技術(shù)難題以及其解決措施

摘要：本文選取某鐵路（2×72）連續(xù)曲線箱梁橋?qū)嶋H施工案例作為背景，針對其作業(yè)過程中所遇到的懸臂施工線形控制和大體積連續(xù)梁砼施工技術(shù)現(xiàn)實(shí)遇到的困難和解決措施，通過實(shí)際驗(yàn)證效果，得到以下結(jié)論：在嚴(yán)格遵循懸臂施工線形控制方法的前提下，在施工測量控制網(wǎng)的建立、測點(diǎn)布置、撓度觀測、箱梁軸線控制、箱梁高程控制五個方面認(rèn)真按照所述規(guī)定指導(dǎo)箱梁懸臂施工，最終施工后線形高程和設(shè)計高程之間的偏差會極大地減小，符合規(guī)范要求;摻入粉煤灰能夠減少混凝土放熱， 添加緩凝劑能夠延遲混凝土凝結(jié)，起到減少裂縫的效果;減小混凝土的水灰比，盡可能降低自由水含量，是一種處理泌水現(xiàn)象的有效措施。在混凝土拌合物中摻加增稠劑以改善混凝土粘度，也可以大大改善混凝土的泌水情況。在配合比設(shè)計階段，擬通過上述方法處理混凝土泌水難題;通過減小砂用量、改用合適的碎石和聚羧酸系添加劑，可有效減少混凝土的收縮。

關(guān)鍵詞：連續(xù)曲線梁? 線性控制? 溫升控制? 泌水控制? 收縮控制

中國法分類號??? U446.1;??? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼?? A

1工程概況

伴隨國內(nèi)交通行業(yè)和城市化的快速發(fā)展，對公路線形的選用變得尤為重要。為了設(shè)計出線路流暢、行車舒適、設(shè)計高標(biāo)準(zhǔn)的公路，并且在策劃中還要求所選橋位必須適應(yīng)道路線形的變化，特別在高速公路的交匯和市政道路立交橋的交叉口處。因此，需要選用曲形梁橋來代替以往的直梁橋。曲形梁橋是實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸業(yè)四通八達(dá)的必然趨勢，是現(xiàn)代交通工程的重要橋梁類型。如今的橋梁工程中，特別是市政道路的建設(shè)中，不可避免要選擇曲形梁橋取代以往的直線橋。但是，對曲線梁橋而言，特別是立交匝道橋，交通是單向的，且橋?qū)捄苄?，因此不僅要能夠跨過原有道路，還要追求視覺上的外觀，通常要求設(shè)計很大的跨度。當(dāng)曲線[1]梁橋的跨度過大時，常常就伴隨著結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的隱患。隨著高速公路及城市高架橋需求的不斷增長，曲線梁橋在潛移默化的被引進(jìn)使用，并慢慢的得到了推廣。由于交通壓力的不斷增長，橋跨結(jié)構(gòu)的跨度也在不斷的拉長，這就使得曲線梁橋的彎扭耦合效應(yīng)越來越顯著，最終要求施工質(zhì)量不斷跟進(jìn)。所以針對曲形橋施工中技術(shù)難題的研究就顯得尤為關(guān)鍵和重要。

本文以某鐵路（2×72）連續(xù)曲線梁橋?yàn)楸尘埃緲虻诙?、第三孔梁為?2+72）m T構(gòu)，其中2#墩是T構(gòu)主要墩柱，墩柱類型是單線矩形空心墩，墩長9.5m;1#邊墩為橢圓形實(shí)心墩，墩長4.15m，2#為橢圓形空心墩，墩長41m，針對施工過程中所遇到的難點(diǎn)和解決措施開展研究。橋梁立面圖見圖1。

2橋梁設(shè)計特點(diǎn)

本文以某鐵路（2×72）連續(xù)曲線箱梁橋?yàn)槔?，該箱梁梁體為單箱單室、變高度、變截面箱梁，梁體全長145.5m，兩端9.75m梁段高度不變，都是4.2m;中間墩柱位置的梁高是8.0m，其它區(qū)間梁高按二次曲線取值。箱梁頂板寬7.1m，底板寬5m。兩端端部頂板厚70cm，其余處頂板厚61cm;底板層厚從端部42cm逐漸增大至中間處的90cm;腹板厚度由40cm漸變至75cm。橫隔板位于墩臺支座位置，兩跨共布設(shè)3道，板中部鏤空，便于檢修。

3懸臂施工線形控制

3.1線形控制方法

大跨度橋梁的線形監(jiān)控是質(zhì)量保證的最重要環(huán)節(jié)。為了確保大跨度連續(xù)橋的滿足要求，另外能讓該校的線形、應(yīng)力等方面都符合設(shè)計要求，一定要布設(shè)合理的監(jiān)測體系。施工線形控制過程是一個“施工→測量→誤差分析→參數(shù)調(diào)整→預(yù)報”的重復(fù)步 驟，對作業(yè)環(huán)節(jié)實(shí)時追蹤，結(jié)合現(xiàn)實(shí)操作狀況反饋，隨時微調(diào)、優(yōu)化模型，從而達(dá)到預(yù)期要求。懸臂澆筑時產(chǎn)生形變的原因有：

（1）因?yàn)闃蛄鹤陨碇亓?、?yīng)力分布、施工工藝等發(fā)生的形變;

（2）因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生的形變;

（3）因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力損失而產(chǎn)生的形變;

（4）因?yàn)榛炷潦湛s和徐變而產(chǎn)生的形變;

（5）因?yàn)槎诤爿d對梁體變形的影響;

（6）因?yàn)閼]運(yùn)輸活荷載對梁體的影響。

于橋梁懸臂澆筑之前，結(jié)合方案設(shè)計、施工進(jìn)度和施工方案，推算梁體應(yīng)力分布，選用“MIDAS/CIVIL”這個有限元分析軟件建立數(shù)字模型;然后對照現(xiàn)場施量測數(shù)據(jù)，及時修正模板的高度，最終確保橋梁線形質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。

3.2線形控制要點(diǎn)

（1）施工測量控制網(wǎng)的建立。水平幾何控制網(wǎng)是根據(jù)布設(shè)于中間主墩柱橋板中線上的平面控制點(diǎn)構(gòu)成。水準(zhǔn)控制網(wǎng)由橋梁已經(jīng)建好的控制點(diǎn)，首先于墩臺上面布設(shè)水準(zhǔn)控制點(diǎn)，等到0#墩塊混凝土砌筑完畢之后，接著使用水準(zhǔn)儀把它引測0#塊上面，這樣就得到了懸臂澆筑混凝土?xí)r的水準(zhǔn)基點(diǎn)。

（2）測點(diǎn)布置。0#塊上面布設(shè)三個基點(diǎn)，就設(shè)于橋面中心軸線、腹板中線和砌塊中心交叉點(diǎn)處。每個懸臂澆筑砌塊布設(shè)兩個點(diǎn)位，位于砌塊距前部10cm的腹板中軸線處。

（3）撓度觀測。撓度量測作業(yè)是構(gòu)筑物線形把控的首要工作。根據(jù)合同要求，一般由施工單位來負(fù)責(zé)撓度量測，而監(jiān)督單位會采納經(jīng)過監(jiān)理單位簽字確認(rèn)的量測數(shù)據(jù)。

撓度量測時會事先于各個塊件布設(shè)2個對稱的水準(zhǔn)控制點(diǎn)，這樣做的好處是，不但能夠量測橋梁撓度，而且能夠及時發(fā)現(xiàn)梁體是不是產(chǎn)生形變。對每一階段的懸澆進(jìn)行動態(tài)追蹤。掛籃移動之前之后、砼灌注之前之后以及預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉之前之后這6個工況下梁體各監(jiān)測點(diǎn)數(shù)值跟設(shè)計值相對比，適當(dāng)微調(diào)接下來模板高度，保證箱梁懸臂的合攏精度及橋面線形，測點(diǎn)布置圖如圖2所示：

（4）箱梁軸線控制。根據(jù)0#試塊上的平面監(jiān)測點(diǎn)與邊柱上面的監(jiān)測點(diǎn)來確定各梁段的中線。當(dāng)一個梁段澆筑完畢后要與之前梁段的中線核對。只有偏差在合理范圍內(nèi)的時候才可以下一梁段的放樣，并且實(shí)時留意對其它梁段撓度造成的影響。

（5）箱梁高程控制。根據(jù)0#試塊上的高程監(jiān)測點(diǎn)作為支模標(biāo)高的基點(diǎn)?；炷翝沧⒅跋扔诟髁憾味瞬恐休S線與翼緣板下沿布設(shè)水準(zhǔn)控制點(diǎn)。待澆筑完畢后，分別量測預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉之前和之后2個工況下的高程值，用來推算合理的設(shè)計預(yù)拱度。

懸臂澆筑模板高程計算公式：

Hi=H0+fi-fy+fg+fz

Hi—待澆梁段模板高程值;

H0—該點(diǎn)設(shè)計標(biāo)高;

fi—后續(xù)梁段施工對該點(diǎn)撓度的影響值;

fy—預(yù)應(yīng)力張拉對該點(diǎn)撓度的影響值;

fg—掛籃施工對該點(diǎn)撓度的影響值;

fz—其它因素對該點(diǎn)撓度的影響值。

4大體積連續(xù)梁混凝土施工

4.1大體積混凝土的特點(diǎn)

（1）大體積砼開裂主要原因是由于水化放熱導(dǎo)致熱脹冷縮形成的縫隙。如何預(yù)防開裂，是大體積砼施工的關(guān)鍵。

（2）合理使用整體澆筑和“綜合溫控”施工工藝，有助于增強(qiáng)構(gòu)筑物的整體穩(wěn)定性、抗?jié)B性、以及抗震性。

（3）使用大體積混凝土，縮減了工序間的循環(huán)次數(shù)，減少了施工縫的數(shù)量，因此提高了施工效率。

4.2配合比設(shè)計原則

配合比設(shè)計原則：（1）在確保滿足設(shè)計要求的承載力和穩(wěn)定性，并且現(xiàn)代施工工藝能實(shí)現(xiàn)的前提下，選用合適的原材，盡可能減小水泥使用數(shù)量，抑制混凝土放熱升溫;（2）加入添加劑的時候，適當(dāng)減小水灰比，應(yīng)比未添加劑的小，增大凝結(jié)材料含量，改善施工和易性，增強(qiáng)構(gòu)筑物的穩(wěn)定性。

4.3配合比設(shè)計的難點(diǎn)和措施

（1）控制混凝土水化熱溫升。大體積砼應(yīng)該盡可能減少水化熱，而解決的方法就是添加合適的粉煤灰替代部分水泥用量。粉煤灰因含有大量的活性Si02和A1203，有“固體減水劑”的美稱。添加合適的粉煤灰能夠改善和易性，增大膠凝材料含量，減小水灰比，從而抑制水化熱現(xiàn)象的發(fā)生。粉煤灰能夠與混凝土膠結(jié)時釋放的Ca（OH）2發(fā)生反應(yīng)，減少水化熱。而水化熱減小的比值大致是粉煤灰替換用量的一半?？傊?，使用粉煤灰摻合料能夠減小水化熱，是一種有效的方法。

（2）控制混凝土泌水。采用減小混凝土的水灰比，盡可能降低自由水含量，是一種抑制泌水現(xiàn)象的方法。另外添加增稠劑來增強(qiáng)粘性，也能夠很大程度上減少泌水現(xiàn)象。在配合比設(shè)計中，將使用上述方法抑制混凝土的泌水現(xiàn)象。

（3）控制混凝土的收縮。當(dāng)使用減小水灰比的方法來減少泌水現(xiàn)象時，易造成混凝土過度收縮。另外碎石的物理性質(zhì)和添加劑的選用也影響著混凝土的收縮。故配合比設(shè)計的時候，常用的方法有：①減小砂用量;②改用合適的碎石;③使用聚羧酸系添加劑。

5結(jié)論

本文選取某鐵路（2×72）連續(xù)曲線箱梁橋?qū)嶋H施工案例作為背景，針對其作業(yè)過程中所遇到的懸臂施工線形控制和大體積連續(xù)梁砼施工技術(shù)現(xiàn)實(shí)遇到的困難和解決措施，通過實(shí)際驗(yàn)證效果，得到以下結(jié)論：

（1）在嚴(yán)格遵循懸臂施工線形控制方法的前提下，在施工測量控制網(wǎng)的建立、測點(diǎn)布置、撓度觀測、箱梁軸線控制、箱梁高程控制五個方面認(rèn)真按照所述規(guī)定指導(dǎo)箱梁懸臂施工，最終施工后線形高程和設(shè)計高程之間的偏差會極大地減小，符合規(guī)范要求。

（2）摻入粉煤灰能夠減少混凝土放熱， 添加緩凝劑能夠延遲混凝土凝結(jié)，起到減少裂縫的效果。

（3）在混凝土拌合物中摻加增稠劑以改善混凝土粘度，也可以大大改善混凝土的泌水情況。在配合比設(shè)計階段，擬通過上述方法處理混凝土泌水難題。

（4）通過減小砂用量、改用合適的碎石和聚羧酸系添加劑，可有效減少混凝土的收縮。

6.參考文獻(xiàn)

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作者簡介：王磊（1985），男，貴州平壩人，本科，研究方向：橋梁工程。