支架现浇跨公路预应力混凝土连续梁施工控制

摘要:预应力混凝土连续梁以其结构整体性好、大跨度，减少影响桥下交通等优点，在高速公路和城市快速路、铁路工程中得到广泛应用。笔者就几年来在预应力混凝土连续梁施工中出现的几个常见问题进行探讨，引起大家共勉。

关键词: 张拉; 压浆; 临时固结;线形控制

Abstract: the prestressed concrete continuous beam with its structure good entirety, big span, reduce influence traffic advantages under the bridge, on the highway and city expressway, railway engineering have been widely used. The author for several years in the construction of prestressed concrete continuous beam appeared in several common problems are discussed, therapists' cause.

Keywords: tension; The pressure mud; Temporary rigid fixity; Linear control

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

由于预应力混凝土连续梁施工方法中，采用支架现浇方法工期短、费用低、安全系数高等优点，在我国桥梁建设中得到广泛应用。笔者就近年施工的集包增建第二双线工程跨呼大高速立交大桥（40m+60m+40m）连续梁施工中存在的问题，谈一下连续梁施工控制的几个关键因素。

1门洞支架

为了减少对公路交通的影响，须在跨公路处搭设门洞，供车辆通行。呼大高速立交大桥门洞支架采用碗扣式脚手架和工字钢梁支架，支架下单向单车道，车道净宽5.5m，净高5.0m，工字钢梁长9.0m；跨匝道段车道净宽5.5m，净高5.0m，工字钢梁长9.0m。隔离带内采用8排碗扣式脚手架（间距为0.3m×0.3m）做竖向支撑，门洞两侧采用6排（间距为0.3m×0.3m）做竖向支撑，脚手架顶设I12.6工字钢作分配梁，设I32工字钢作纵梁，I56工字钢作横梁；采用C20钢筋混凝土条形基础,隔离带处基础截面尺寸为长30m、宽2.5m、高1.2m,门洞两侧基础截面尺寸为长30m、宽1.9m、高0.8m。跨匝道门洞两侧采用6排脚手架（间距为0.3m×0.3m）做竖向支撑，脚手架顶设I12.6工字钢作分配梁，设I32工字钢作纵梁，I56工字钢作横梁；采用C20钢筋混凝土条形基础,截面尺寸为长30m、宽1.9m、高0.8m。脚手架及工字钢梁分车道分幅采用塔吊架设安装，支架钢管上下端使用天地托调节，保证连续梁梁底线形。此方法施工门洞支架既节约工期又节约成本。

2公路防护措施

（1）防撞措施：为了确保连续梁施工期间高速公路交通安全，由公路相关部门在公路上距施工现场500m、300m处上下行分别安装施工减速慢行标识，提示过行车辆减速慢行。

距离施工现场200m处上下行分别设置限速20公里/小时标识、导向标等标识牌，在行车道距离施工现场100m及60m处上下行分别设置限高架（限高5.0m，限宽5.5m）；限高架上设置限速20km/h,道路变为单行道、限高5.0m米标志。

在每个门洞来车方向20m处设三道减速带，间距3m,减缓行车速度，在门洞出口10m处设1道减速带，防止车辆在门洞内就开始加速。

禁止超高、超宽车辆通行，在每侧条基顺门洞方向摆设一排防撞块（每个防撞块长2.0m，高80cm，宽55cm），约10m，并设导向路锥。

（2）防坠物措施：门洞工字钢梁搭设后，立即在梁顶面满铺4mm厚钢板并两侧超出3m防护。防止坠物伤人伤车。在门洞两端搭设作业平台、栏杆等安全设施，栏杆高度不小于1.2m，密目网围护。

（3）防碰挂措施：门洞条基超出梁体范围3m，防止行车碰撞；门洞两侧脚手架要用从路面沿基础边至工字钢梁底的彩钢板围护，防止行车碰挂；在条基及门洞两侧彩钢板设反光警示标志，在门洞顶夜间开启灯光示警标志，必要时，可按协议要求，请交通部门协助疏散车辆。

（4）遵守交通法规:施工期间，进出工地的车辆和人员严格遵守交通法规，服从交通管理部门的指令和管理，两侧设立警示标志，设防护员佩戴标志防护。接受交通管理部门和建设单位的监督检查，发现影响交通的问题，立即进行整改。

（5）防护人员的配备

限高架处上下行各设置4人进行防护，分两班，每班12小时轮流换班，门洞上下行各设置4人，其中两人在施工范围内走动巡视，施工现场配有交通防护人员，防护人员均配有对讲机一台，以便相互联系。

3支架预压

根据设计文件及规范要求，并为了确保现浇施工的安全运行，现浇支架需在混凝土施工之前进行模拟加载试验。以检验临时支架各部分的承载能力及受力变形情况。临时支架的下沉量及弹性、塑性变形采用水准仪测量。同时通过临时支架的挠度变形情况，对本支架的安全性进行综合评价。 加载过程：

（1）支架加载前对支架进行全面的检查，并对支架的各观测点进行测量，合格后方可进行加载。

（2）采用塔吊起吊砂袋到临时支架上进行加载，加载到设计荷载的60%时，停止加载，荷载持续至少30分钟。

（3）分别测试支架的稳定性及底模的沉降量，用精密水准仪测量测点的沉降量填入预定表格，经现场总指挥检查合格后方可进行下一级加载。

（4）按以上步骤，分别将荷载增加到等效荷载的100%、120%，稳定后即可进行有关项目的测试。

4预应力施工

（1）实际施工中很多施工单位固定钢束的井字架位置不准确或不按照规范和设计规定的间距布设，必然造成钢束位置与设计不符、有的还会在曲线变化段产生急弯(半径太小)或孔道局部偏差过大。目前仍有小部分队伍使用人工进行穿束，尤其对多根钢绞线的长束重量很大，人工穿束费时费力，容易造成工人转动钢束穿进，使钢绞线互相缠绞在一起。某快速干道工程共有九联连续梁，施工时固定钢束用的井字架间距为lm，梁高 1.6m，因此竖弯变化量不大，间距满足要求，但是施工时由于工人工作不认真使井子架坐标不准确，并且采用人工穿束，束长在 100m到120m不等。张拉时发现大部分钢束的伸长值与理论伸长值不符。集包增建第二双线工程跨呼大高速立交大桥预应力钢束井字架按照50cm间距布设而且坐标准确，采用人工配合机械穿束 (将钢绞线束固定在一个锥形的牵引装置上，用卷扬机牵引锥形牵引装置)，由于特别注意控制孔道坐标和孔道线形圆顺，张拉过程中钢束伸长值均满足要求。

（2）张拉控制应力能否达到设计规定值直接影响预应力效果，因此张拉控制应力是张拉中质量控制的重点，张拉控制应力必须达到设计规定值。根据实际情况对《铁路桥涵施工规范》(TB10203―2002)中理论伸长值的计算进行说明：

①预应力孔道坐标符合设计要求、曲线孔道圆顺的情况下，孔道局部偏差和预应力筋与孔道壁问的摩擦系数对理论伸长值大小的影响不大，均可按照规范取中值。

②钢绞线的弹性模量Ep取值对理论伸长值大小的影响较大，应根据实测值进行计算。

③L的取值：计算平均张拉力时应按照孔道长度计算，计算伸长值时 L的取值应加上锚垫板至工具夹片的前端的距离。

(3)模板支架的影响

由于施加预应力，混凝土必然产生弹性变形，同时产生轴向变形和上下方向的挠曲。张拉时如果约束其轴向收缩和挠曲，就会使混凝土产生预想不到的裂缝，重则出现质量事故。因此，张拉前必须拆除对梁体轴向收缩有约束作用的梁侧模板，拆除支座周围对活动支座在顺桥方向的移动和旋转、以及固定支座的旋转有约束作用的模板和支架。如果不拆除各种约束，很可能造成梁体局部裂缝或支座变形。

(4)张拉要点

①张拉顺序：张拉顺序应按照设计规定进行，若设计没有规定应避免使构件截面呈过大的偏心受力状态，不使构件边缘产生过大的拉应力。尤其对曲线桥梁更应注意。

②张拉长度：连续梁钢束长度较大，提倡两端同时张拉。如果设备不足，可先固定一端、张拉另一端，然后再张拉固定端补足应力。尤其对曲线预应力筋更应如此，某快速干道工程120米预应力连续梁采用一端张拉，另一端扎花锚固于梁体内，张拉时伸长值不能满足要求，主要原因在于孔道摩阻损失太大。一端张拉长束钢绞线的做法是失败的，一旦出现事故(如断丝等)将很难处理。

5孔道压浆

预应力管道压浆工作在后张预应力构件中起着举足轻重的作用：防止预应力钢材锈蚀；使预应力钢材与混凝土有效粘结，实现整体应力效果，增强梁体的承载能力；减轻锚固体系的负荷。因此必须高度重视压浆质量。 由于灌浆强度低，在孔道内填充不饱满，易产生预应力钢筋的锈蚀，对于通过灌浆握裹钢材来传递预加应力给结构混凝土的作用将有所削弱。如某工程预制T型梁，因波纹管不畅而未引起重视，导致压浆不实，经超声波无损检测后发现孔道内出现空洞，最终废弃，给施工单位造成经济和声誉的损失，给业主造成工期的延误，故施工时应采取以下方法进行控制：①孔道压浆宜在3天内完成。

②进浆口阀门必须待压力上升至0.6～0.7MPa，持荷2min保压时间且无漏水和漏浆时关闭。锚具上的漏浆缝隙，应在压浆前封闭。

③灰浆的配合比要通过试配试验确定。

④灌注前应检查灌注通道的管道状态是否通畅，对孔道应在灌注前用压力水冲洗。

⑤张拉后应尽早进行孔道压浆，压浆应缓慢、均匀、连续

进行，当压浆顺利时，宜加大水泥浆浓度。每孔道应一次灌成，中途不应停顿，因故不能压满时，应立即用压力水冲洗。

同时，项目施工、监理单位要加强预应力结构张拉后管道压浆的施工管理和控制。管道压浆的机械设备、灰浆质量、工艺过程必须完好准确，施工单位的技术主管、驻地监理工程师必须加强对压浆过程的旁站监督，重点检查压浆的充实度和饱满度，凡检验压浆不饱满的构件不得投人使用。

6 合拢

在连续梁合拢施工中，不同的合拢顺序，其引起的结构恒载内力不同，结构体系转换时由徐变引起的内力重分布也不同，导致其结构最终恒载内力也不同。因此施工设计采用“先边后中”，与“先中后边”的顺序相比，可减少超静定次数，使结构更稳定、受力更对称合理，降低了合拢支架的工程用量，经济效益好。由于环境及体系自身温度变化、新浇混凝土的早期收缩及已完成结构混凝土的收缩和徐变、结构体系的变化以及梁段自重、风荷载及其它临时施工荷载等均导致桥墩受到较大的刚架力，此刚架力又反作用于合拢支架，使合拢支架受力复杂。因此，必须采取措施保证合拢段施工的稳定，使合拢段与两侧梁体保持变形协调，在施工过程中能传递内力，确保结构能按设计要求合拢。

连续梁合拢施工按照“临时固结、低温浇灌”的基本原则进行施工。合拢时选择一天中气温最低、温度变化幅度较小时锁定合拢口并灌注混凝土，这样可保证合拢段新浇注的混凝土处于气温上升的环境中，在受压状态下凝结。因此，大桥主跨合拢前，有必要对悬臂共轭端两侧梁体温度及对应长度变化要进行实地测定。

7 施工中的线形控制

（1）加强测量,并进行复核

在主墩梁顶设置控制点，每梁段距前端15cm处按左、中、右设置3个高程观测点，在梁体两侧翼缘板每5m对称设轴线控制点。在梁体施工中跟踪4种施工工况：支架预压前后、混凝土浇筑前后、张拉后、支架拆除后，分别获取正在施工的梁段每种工况下的变形值，再与理论计算值进行比较、分析，从而提供施工梁段较合理的立模高程。

（2）合理安排施工工序

①支架弹性变形值的确定

为确定支架弹性变形及非弹性变形值，对支架进行预压。通过预压将非弹性变形消除，并计算分析支架的弹性变形值，从而为模板的预拱度设置提供数据。

②对称施工钢筋、模板

本现浇连续梁工程由于中跨跨度较大，钢筋、模板数量多，材料如集中在一侧施工，会造成两侧荷载相差太大，对线型控制不利，施工时尽量安排两侧同时施工。

③混凝土浇筑

混凝土浇筑施工时，采用两台泵车从两侧主墩中心对称向跨中浇筑，随时调节两端混凝土的入模速度，保证两侧入模混凝土量基本相同。浇筑中控制混凝土自由下落高度在1m内，尽量减少冲击荷载的影响。同时合理安排机具、劳力的布置，尽量减小两端施工荷载的差值。

④张拉控制

为保证梁体两端不会因预应力荷载不均衡而造成高程变化大，本桥施工中采用4个千斤顶进行两端同时对称张拉，两端张拉应力均衡施加，张拉后张拉应力进行控制，用伸长量做校核，控制两端伸长量的波动范围，并严格控制两端伸长量总和满足：与设计要求值±6%范围内。

(3)加强混凝土养护

为保证混凝土的养护温差，使混凝土早期强度得到保证，我们根据环境温度的变化，采用以下措施：

①塑料布覆盖，使塑料布覆盖下的混凝土表面受水蒸气养护；

②温度较高时采用冷水降温，同时保证混凝土结构的良好通风；

③温度较低时采用箱内设置火炉升温，同时封堵两端端口保持箱内的恒温。养护和测量派专人负责。

8 小结

现浇预应力混凝土连续梁一般都是作为全预应力结构进行设计，准确的建立预应力度极为重要。质量责任，重于泰山，但是实际施工中常有由于以上原因造成安全问题、预应力不足、梁体产生裂缝等问题，因此在建设、设计、监理、施工等各方面、各环节齐抓共管，才能使我们的质量得到保证，才能建成百年工程。

主要参考文献：

[1]《大跨度桥梁施工控制》，徐君兰编著，人民交通出版社，2000

[2]《铁路桥涵施工规范》(TB10203―2002),中铁三局主编，中国铁道出版社，2002