鐵路大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)連續(xù)梁橋施工技術(shù)

霍東偉

（中鐵十九局集團第六工程有限公司，江蘇無錫 214000）

1 工程概況

馮家寨特大橋全長約為654.51 m，主墩連續(xù)梁采用（92+168+92）m連續(xù)剛構(gòu)和2×50 mT結(jié)合的結(jié)構(gòu)布置方案。橋梁跨越馮家寨深切河谷及鄉(xiāng)道，在河谷兩側(cè)設(shè)墩，6#主墩高120 m、7#主墩高129 m，使用了56根Ф2.5 m的樁基。

2 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工控制措施

2.1 加強線形控制

線形是橋梁施工中的重點控制對象，結(jié)構(gòu)變形將影響橋梁結(jié)構(gòu)的布設(shè)位置，偏離預(yù)設(shè)要求，偏差過大會明顯加大合龍難度，甚至出現(xiàn)無法正常合龍的情況，輕則影響橋梁的外觀，重則威脅橋梁的穩(wěn)定性。在施工期間應(yīng)采取有效的線形控制措施，最大限度減小線形誤差。

2.2 加強應(yīng)力控制

應(yīng)力是影響橋梁整體安全性的關(guān)鍵指標(biāo)，在橋梁施工以及使用階段，應(yīng)力均應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)。為準(zhǔn)確判斷橋梁的應(yīng)力狀態(tài)，宜將觀測點布設(shè)在危險截面處，觀測后得到具體的應(yīng)力值，若該值與設(shè)計應(yīng)力的偏差超出許可范圍，需要查明原因，采取控制措施。

2.3 加強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制

橋梁的安全狀況還與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有關(guān)。在施工期間，有必要做好結(jié)構(gòu)變形觀測工作，根據(jù)實測結(jié)果判斷橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)，若存在異常則及時采取控制措施，消除不良因素的干擾，全面保證橋梁的穩(wěn)定性。觀測是正確開展穩(wěn)定性控制工作的前提，觀測時需要重點考慮結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形，對橋梁的穩(wěn)定性進行綜合評價。

2.4 加強安全控制

采取安全控制措施時，需要將其落到橋梁施工、使用全流程中，從源頭上消除安全隱患，創(chuàng)設(shè)安全的橋梁施工以及使用環(huán)境。

3 鐵路大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工要點

3.1 臨時支墩的設(shè)置

懸臂施工期間存在梁體自重作用和不平衡彎矩，為有效承受此類作用力，設(shè)4個臨時支墩。支墩基礎(chǔ)均采用承臺混凝土基礎(chǔ)，各支墩設(shè)置Ф1 600×12鋼管，通過此構(gòu)件使承臺與梁段固結(jié)；為保證鋼管柱的穩(wěn)定性，填充C40混凝土；設(shè)水平連接桿、剪刀撐，構(gòu)成橫向連接系，提升支架穩(wěn)定性。

3.2 掛籃的結(jié)構(gòu)、施工方法及安全防護措施

掛籃形式多樣，通常選用三角形掛籃，原因在于其結(jié)構(gòu)組成較為簡單、受力條件良好、穩(wěn)定可靠。三角桁架是關(guān)鍵的負(fù)重結(jié)構(gòu)，主桿件采用A3型號的鋼材，通過桁架、橫聯(lián)、門架等相關(guān)構(gòu)件的結(jié)合，構(gòu)成完整的主體結(jié)構(gòu)。為進一步增強穩(wěn)定性，利用加強螺栓予以加固。

掛籃施工采用懸澆法，但周邊存在已處于運營狀態(tài)的鐵路，易由于施工控制不當(dāng)影響既有鐵路路線正常運行，在掛籃外側(cè)搭建封閉安全棚架進行防護。為避免放電事故，設(shè)置掛籃和防拋網(wǎng)時分別配套接地線。隨著施工進程的推進，待梁體順利合龍后，拆除不使用的掛籃模板和內(nèi)外滑梁系統(tǒng)，對設(shè)置在掛籃前端的橫梁進行接長處理，配套外側(cè)吊桿，回退至鐵路限界以外的區(qū)域內(nèi)，通過塔吊的配合完成剩余掛籃模板的拆除作業(yè)[1]。

（1）掛籃預(yù)壓。

掛籃拼裝后安排預(yù)壓，測定結(jié)構(gòu)的彈性變形值，消除非彈性變形，根據(jù)測定結(jié)果對結(jié)構(gòu)的安全狀況進行客觀判斷，獲得立模標(biāo)高控制依據(jù)，以便后續(xù)高效立模。橋墩較高，堆載預(yù)壓的工作量較大，常規(guī)的加載砂袋、水箱的方法缺乏可行性（耗時長、可控性差），提前在箱梁腹板處預(yù)埋牛腿，再焊接反力架。進入靜壓試驗環(huán)節(jié)，配套液壓千斤頂，對掛籃進行預(yù)壓加載。

（2）主梁懸澆。

懸澆施工前，根據(jù)要求將鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道設(shè)置到位，再正式進入懸澆施工環(huán)節(jié)。施工采用雙向澆筑的方法，即從兩側(cè)開始，同步向中間推進。

①測量標(biāo)高、控制線形。

提前測量標(biāo)高（發(fā)生在鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道安裝前），根據(jù)檢測結(jié)果，明確橋體的高度和跨度；為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用激光測距儀等高精度的儀器，并由專員操作；加強對澆筑主線的控制，以便高效推進懸澆施工進程。

②綁扎鋼筋。

明確標(biāo)高的具體情況并對其采取線形控制措施后，開始綁扎鋼筋。將準(zhǔn)備好的鋼筋束橫向安置在指定位置，采用焊接的方法處理銜接部位，穩(wěn)定連接；進一步將預(yù)應(yīng)力管道設(shè)置到位，此處包含頂板縱向和橫向兩部分，各自的預(yù)應(yīng)力管道均要準(zhǔn)確到位且維持穩(wěn)定，為避免管道翻滾問題，可在管道兩側(cè)配套支架。

③儀器測量。

安裝過程中，由專員利用水平儀、弧度定位儀等具有高精度特性的儀器測量，準(zhǔn)確掌握鋼筋以及預(yù)應(yīng)力管道的安裝情況，若存在偏差或其他問題，及時查明原因，采取處理措施，以免對后續(xù)的施工造成不良影響。參與安裝、測量的工作人員應(yīng)具有足夠的資質(zhì)，按照規(guī)范開展工作。

3.3 掛籃行走

掛籃行走前做好準(zhǔn)備工作，即全面檢查掛籃系統(tǒng)，確保其結(jié)構(gòu)具有完整性與穩(wěn)定性。掛籃行走時，需要加強控制，例如掛籃在行走過程中容易出現(xiàn)中線偏移或難以有效控制掛籃的前行方向，需要嚴(yán)格控制兩個掛籃桁片的運動狀態(tài)，保證其速度、方向均具有一致性；主梁體容易出現(xiàn)變形或局部不均勻沉降，應(yīng)在前走船支點處鋪設(shè)鋼板，厚度根據(jù)實際情況而定[2]。

3.4 支架的搭設(shè)與預(yù)壓

支架以型鋼為基礎(chǔ)材料，經(jīng)焊接后制得，成型的支架與臨時支墩共同受力，可保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及施工的安全性。支架的縱梁（I36b）可作為承重結(jié)構(gòu)，有效承受模板及混凝土的自重、施工期間的各類荷載。根據(jù)受力關(guān)系將縱梁支撐在橫梁上，依托橫梁實現(xiàn)對荷載的傳遞，將其轉(zhuǎn)至立柱后進一步傳遞，由承臺有效承擔(dān)，由此構(gòu)成一條順暢、可靠的傳力路徑，消除異常受力的問題。

3.5 模板拼裝

（1）組織底模的安裝作業(yè)，合理設(shè)定預(yù)拱度。

0#段施工中，底模采用竹膠板，以支架縱橫梁的布置情況為參考，將底模設(shè)置在指定位置，加強對預(yù)拱度的控制。經(jīng)測量得到底模板的標(biāo)高，根據(jù)實測結(jié)果墊入合適厚度的鐵楔，起到調(diào)整的作用。

（2）組織側(cè)模的安裝與加固作業(yè)。

側(cè)模材料為定型鋼模，在現(xiàn)場利用（塔吊）將其轉(zhuǎn)至墩頂，進一步利用倒鏈對側(cè)模進行臨時固定處理（使其可以穩(wěn)定在墩身的兩側(cè)）。使用千斤頂有效調(diào)整模板的姿態(tài)，使其標(biāo)高、垂直度均可以滿足要求。側(cè)模安裝到位后，采取加固措施，以免失穩(wěn)。

3.6 混凝土澆筑

混凝土澆筑采取的是分層的方法，（分兩次澆筑，0#塊高12 m），無異常狀況時不可中斷施工，避免影響層間結(jié)合穩(wěn)定性，引起整體質(zhì)量問題。從中橫隔板處開始對稱澆筑，具即中橫隔板→底板→腹板→頂板[3]。

混凝土澆筑前，全面檢查預(yù)先設(shè)置的各類構(gòu)件，例如梁體鋼筋、預(yù)埋件，位置應(yīng)準(zhǔn)確，且具有足夠的穩(wěn)定性，否則不可施工?；炷劣蓴嚢枵炯猩a(chǎn)，出廠后利用混凝土罐車轉(zhuǎn)至施工現(xiàn)場，車輛盡可能保持勻速行駛的狀態(tài)，避免急剎車以及忽然提速的駕駛行為。考慮梁面混凝土的平整性要求，需要在澆筑后及時進行收面處理，期間有效控制混凝土頂高程和坡度。為確保頂板混凝土的厚度具有合理性，采取焊接臨時豎向鋼筋并在該處設(shè)置高程標(biāo)記的方法，以此為依據(jù)合理澆筑混凝土，使成型混凝土的頂面標(biāo)高滿足要求。經(jīng)過混凝土澆筑施工后，在初凝前抹面收平，終凝前進行二次壓光收面處理，保證混凝土面的平整性與完整性。

3.7 預(yù)應(yīng)力張拉

初拉力取設(shè)計張拉噸位的20%，超張拉時以張拉應(yīng)力為主要的分析對象，利用伸長量校核，要求兩者均無誤。經(jīng)過張拉后，確定多余的鋼絞線，利用切割機予以切除，預(yù)應(yīng)力錨固后的外露長度至少為30 mm。

3.8 孔道壓漿及封錨

預(yù)應(yīng)力筋張拉結(jié)束后的24 h內(nèi)組織孔道壓漿作業(yè)，壓漿前制備適量的高強水泥漿，利用此材料有效封堵錨具空隙，覆蓋層的厚度至少達到15 mm。壓漿全程漿體的溫度需要得到有效控制，即穩(wěn)定在5～30 ℃。壓漿材料的制備中，選用P.O42.5水泥，水灰比0.4，為改善混凝土的綜合性能，摻入適量的減水劑，同一孔道的壓漿應(yīng)具有連續(xù)性。

4 連續(xù)梁撓度和變形控制技術(shù)

受梁體自重、混凝土收縮徐變、溫度、施工荷載等多重因素的變化與影響，不施工中、施工后期、施工結(jié)束工程投入使用后變形都會存在，若處理不當(dāng)，就對連續(xù)梁造成無法修補且永久存在的缺陷。

（1）增強支架剛度，減少基礎(chǔ)沉降。

為防止出現(xiàn)不均勻沉降，減少支架下的基礎(chǔ)沉降，需要清理支架基礎(chǔ)處表層的浮土，并向其中夯填厚度為15 cm的碎石，澆筑厚度為30 cm的C13混凝土作為滿堂的基礎(chǔ)。選取支架時，盡可能選取整體剛度大、受力性能好的碗扣式腳手架，可在節(jié)點和跨中的位置進行支架加密，增加強度。

（2）預(yù)留出支座的偏移量。

預(yù)偏量計算：

式中：Δl——支座偏移量；x——混凝土線性膨脹系數(shù)；Δt——混凝土收縮計算溫差與施工溫差的代數(shù)和；l——支座處梁的溫度跨度。

（3）進行分級預(yù)壓。

安裝完模板和支架后，對模板進行等荷載預(yù)壓，應(yīng)在鋼筋綁扎前分2次進行，兩次預(yù)壓的荷載都控制在50%，以便對桿件間隙、基礎(chǔ)沉降、鋼木結(jié)合、支架上方橫方木等位置的非彈性變形進行消除。

5 結(jié)語

綜上所述，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，合理應(yīng)用施工方法是保證施工安全、提高施工質(zhì)量的關(guān)鍵途徑。工程人員應(yīng)高度重視連續(xù)梁橋的施工，注重對方法的應(yīng)用，加強監(jiān)測與控制，全面保證橋梁的建設(shè)質(zhì)量。