探讨预应力混凝土预制梁桁架预制施工及安装技术的应用

摘要：在道路桥梁施工中，使用最广泛的就是预应力混凝土预制梁结构。根据不同的地质形态和工况，预制梁的施工方法也是可以进行选择的。其中最为常见的就是集中预制，然后用架桥机进行统一安装。这种方法通常是在场地比较大，并且交通条件允许的情况下使用，但如果没有这样的条件则需要采用空中预制桁架的方法进行预制。文章通过工程案例，探讨了桁架预制技术的施工特点和应用。

关键词：预应力混凝土 桁架预制 预制梁 施工 水平移动

桁架空中预制弥补了预制场几种预制的缺陷，在现代桥梁施工中有着十分重要的作用，加之市政道路拥堵情况严重，空地缺乏，这种预制梁预制技术的应用也越来越广泛，下面重点探讨其技术的特点和安装应用。

1 桁架预制技术的特点

桁架空中预制后需要使用平移就位技术对预制梁进行安装，这个技术的原理就是在两个桥墩的中间沿着桥梁走向搭设钢制桁架，并将其作为预制梁基础。接着使用平移就位的安装技术进行安装。这种施工技术的优点就是不需要使用专门的预制场地以及预制梁的堆放场地，另外也节省了中间运输环节以及大型起吊机械的安装，这节省了很大一笔工程开支，有效控制了工程造价。其工艺技术简单易学，并且具有可靠性，钢制桁架也能够循环使用，大大降低了工程成本，加快工程进度。

桁架预制技术的适用范围非常广泛，基本上对所有的预应力混凝土预制梁施工都能使用，尤其在没有多余场地进行集中预制和堆放的情况下，或者在桥头的引路部分。

2 施工和安装工艺的具体应用

在A市某桥梁结构施工过程中，桥梁上部结构采用的是预应力混凝土预制梁。预制梁单幅5片梁每孔，共30米梁125片，40米；梁30片。该市交通拥堵，场地有限，使用传统的预制梁施工技术非常困难，采用桁架空中预制以及水平移动就位的技术进行预制以及预制梁的安装。

在此施工过程中，设计如下施工流程：承台施工-钢制桁架搭设-布置预制平台-预制梁施工-预制梁平移就位-循环。

2.1 承台、盖梁以及墩柱的施工 要想使用桁架预制技术进行施工，需要先进行两个桥墩的墩柱、承台以及盖梁的施工。该施工过程中，施工人员首先进行承台的施工，在桁架搭建处浇筑一个混凝土平台，这是便于桁架的钢制立柱的建设使用。下图是承台以及墩柱等的施工平面示意图：

2.2 桁架搭设 桁架立柱底部建立在找平之后的承台上，通过墩柱，上部的荷载就能够转移到承台之上，承台可以将载荷传给钻孔桩，这样就避免进行地基处理了。下图为钢制桁架的搭设示意图：

钢桁架通常是由几段桁架连接构成的，每段之间都使用螺栓进行连接，这样施工完毕之后也便于拆卸。在进行桁架拼装时，为了安装安全通常需要使用临时支撑以及安装平台。计算钢立柱以及钢桁架的参数时也是非常方便的，通常只需要对施工荷载以及预制梁自重进行计算。由于钢绞线出现张拉情况时预制梁就会中间起拱，因此相当一部分的荷载都会被分散到盖梁的两端，所以在进行桁架设计时一般不用考虑张拉力的影响。

2.3 预制梁的施工 虽然桁架空中预制不是在地面上，但是其施工的工艺和地面施工是相同的。首先都是先进行底模的铺装，接着进行钢筋绑扎和波纹管安装，然后再对端头和侧模进行安装，穿插钢绞线束，完成之后就可以向模中浇筑混凝土，和地面浇筑不同的是，空中预制最好使用天泵进行浇筑。等混凝土养护结束以后进行拆模处理，当其达到设计强度后准备对钢绞线进行张拉，然后灌浆。等待灌浆的强度达到标准值的百分之七十时开始进行移动和安装。为了便于拆装模板，施工人员将局部底部预制梁模板安装成活动模板，并在模板上加入两个木楔，当进行平移就位时，将木楔敲掉，并对端头模板进行拆除，并空余一定的位置方便顶升梁。

2.4 预制梁的安装 在移动预制梁时，需要在盖梁的顶部铺设上枕木，并使枕木的上部在同一个高度，接着铺设钢轨，这样就可以开始预制梁的平移就位和安装了。为了加强平移的稳定性和安全性，铺设的钢轨通常使用两根或三根。在开始移动前，首先要把端头模板上的几个木楔敲掉，然后把局部活动底模拆除并空出一些空间顶升梁。如下图所示，在梁端的底端套上U形的钢托，每个端头使用一个50t的千斤顶缓慢进行顶升：

顶升后再梁底部装上钢轨，并安装倒扣钢槽当做滑板，落梁到槽钢上。通过预制梁两端的倒链葫芦将预制梁水平横向移动，牵引至预定位置。槽钢的长度应比梁的宽度略大，并在槽钢的左端安装耳板，将倒链葫芦的挂钩和耳板进行连接，要注意移动的过程中，两边的倒链葫芦一定要保持统一步调，用力均衡，这样才能保证平移的正常进行。

在施工时，最先对靠边的预制梁进行施工，然后再使用同样的施工方法对其他的预制梁进行施工，对一跨的预制梁全部施工完毕之后再对下一跨进行施工，如此循环。下图是预制梁平移就位示意图：

3 施工工艺要求

在桁架空中预制以及平移就位安装过程中，虽然工艺简单方便，但是也要注意一些事项才能够保证工艺的正常进行。

首先，要保证空中作业安全。预制平台的两边要设置通长的施工操作台，这样方便施工人员进行钢筋绑扎以及混凝土浇筑等施工活动，在平台两边必须设置护栏，保护施工人员的人身安全。其次，进行预制梁施工和平移时，预制梁的两端必须要设置三角支撑架，这样可以控制外界不良环境以及移动过程中出现摇动而发生倾倒现象，预制梁安装就位之后也要进行固定。再者，在顶升预制梁的过程中，最好不要两端一起顶升。通常要在一短顶升、落梁之后再对另外一端进行顶升、落梁。最后，预制梁平移过程中倒链葫芦的力度一定要均衡，保证两端能够步调一致。为此可以在钢轨上预先划定刻度，然后进行统一指挥，这样就能够最大可能保证预制梁的两端有相同的位移。在移动过程中，由于预制梁本身比较长也比较重，因此需要缓慢前进，保证颠动在允许范围内，确保移动的安全和顺利进行。

4 桁架预制梁施工和安装优点汇总

本技术和传统的技术相比有以下几点技术优势：一，无须大型的安装设备。利用桁架预制避免了大型起吊设备的安装，只需要在安装桁架和转移的过程中使用小型吊车。平移就位安装预制梁时，使用钢轨和倒链葫芦就能够完成，所用工人极少。二，工期短。平均每个工作面七天就能够将一片梁完工，其中包括钢筋、模板的安装以及浇筑混凝土、平移就位等这些主要的工序。三，工艺简单、技术明了。钢立柱和桁架的计算非常方便，并且受力明显。和传统预制梁不同，进行桁架空中预制时，不需要考虑张拉钢绞线的张力产生的影响，不用做任何的地基处理。四，不需要进行地基处理。由于预制梁的施工平台是空中桁架，因此不必进行专用场地的布置。由于在梁的两端都有一根钢立柱，而钢立柱的支撑点在桥墩的承台之上，通过钢立柱可以将预制梁的荷载传递到承台上，进而通过承台将荷载传递到地下桩孔。这样就不必再进行堆放地和预制的地基处理，便于工程管理。五，工程造价低。桁架空中预制基本上都是采用焊接处理，钢材可以循环利用，在类似的工程中可以再次使用。在进行预制梁安装时，投入费用非常小，只需要四个工人和两个倒链葫芦以及钢轨就能够完成。由于不需要安装大型的起吊机械以及运输和场地布置，省去了大笔工程费用，因此大大降低了工程造价。

5 结语

使用该技术进行使用，经过工程验收完全符合设计要求，达到了预计效果。在该工程的施工过程中不必考虑预制梁的安放场地以及运输条件的要求，不仅降低了施工人员的劳动强度，也节省了大量的支出。在今后预应力混凝土预制梁施工和安装中，该技术值得推广使用。

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