贵阳北二环偏坡大桥主桥连续刚构0#段施工技术

摘 要：贵阳市北二环道路工程偏坡大桥位于云岩区偏坡村，跨越川黔铁路、盐沙公路，是北二环道路工程的一个重要节点，主桥上部结构为75m+3×130m+75m连续刚构，分为8个T形刚构，本文着重介绍该桥T形刚构0#段施工的施工工艺，该工程的建设对西南山区陡峭地形桥梁建设具有重要的参考意义。

关键词：桥梁工程 施工技术 T构 墩旁托架 三向预应力

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（b）-0072-03

由于大跨径连续刚构桥采用悬臂施工，且跨径大、连续孔数多，有效地实施施工控制对桥梁施工过程中的结构安全、确保最终大桥的顺利合拢以及成桥状态的线形和受力情况符合设计要求是必不可少的。随着国民经济的发展，我国铁路桥梁事业迅猛发展，我国在桥梁设计理论、建造技术和装备方面正在赶上或接近世界先进水平。在建贵阳市北二环道路工程偏坡大桥位主桥上部结构为75 m+3×130 m+75 m连续刚构，主梁为变截面单箱单室箱梁，箱梁顶板宽14 m，底板宽7 m，最大梁高8.4 m。预应力混凝土连续刚构采用挂篮悬臂现浇施工方法。全桥分为8个T形刚构，计8个0#段。箱梁混凝土为C55级，设计为三个方向（即纵向、横向、竖向）对梁体预加应力。论文以该桥施工为技术背景，详细介绍了该桥主桥连续刚构0#段施工技术。

1 工程概况

贵阳市北二环道路工程偏坡大桥位于云岩区偏坡村，跨越川黔铁路、盐沙公路，是北二环道路工程的一个重要节点。大桥分左右幅，全桥位于直线段，其中左幅桥梁19跨，全长1046.04 m，右幅桥梁18跨，全长1011.04 m。线路纵坡3.5%，设计荷载为公路I级，设计车速60Km/h。主桥上部结构为75 m+3×130 m+75 m连续刚构，主梁为变截面单箱单室箱梁，箱梁顶板宽14 m，底板宽7米，最大梁高8.4 m。预应力混凝土连续刚构采用挂篮悬臂现浇施工方法。全桥分为8个T形刚构，计8个0#段。箱梁混凝土为C55级，设计为三个方向（即纵向、横向、竖向）对梁体预加应力。纵（横）向预应力束采用符合GBT/T5224-2003标准的Φs15.2高强度低松驰预应力钢绞线，竖向预应力束采用PSB930级JL32精轧螺纹钢筋，锚具采用OVM锚具。纵向预应力束共设置了腹板束、顶板束、中跨底板束、边跨底板束、合龙束和预备束共六种，钢束每束分22、17、19根三种，锚具为M15-22、M15-17、M15-19型，均采用两端张拉。横向钢束采用3Φs15.2，锚具为BM15-3和BM15-3P，一端张拉。竖向预应力筋采用JL32精轧螺纹钢筋，锚具为YGM-32，一端张拉。该工程施工中墩旁托架设计、加工、安装与调试、预压是施工重点。

2 主桥连续刚构0#段施工技术

2.2 托架安装、预压和

托架的安装采用地面分片拼组、分片吊装的方法。首先在墩身混凝土施工时，将托架预直件埋入墩身。拆除墩身模板后，托架在地面分片组拼，然后用塔吊将其吊于墩侧与预埋件联接在一起，同时联接横向杆系，最后安装纵、横分布梁及底模支架。

托架在安装过程中，各杆件与螺栓、结点板之间有一定的间隙，在荷载作用下，除弹性变形外还将产生部分非弹性变形，这部分变形往往大于弹性变形乃至是弹性变形的几倍，须对托架进行等效预加荷载来消除非弹性变形，同时测出弹性变形。所以必须对托架进行不小于施工总重量（托架理论上应分摊的0#梁段悬出墩顶钢筋混凝土重量+施工荷载）120%等效荷载进行充分预压，以消除非弹性变形，同时测出弹性变形，绘制出荷载—变形曲线，以找出托架下沉量，以便为确定0#梁段底模预拱度提供依据。根据现场条件，采用砂袋逐级加载的方法，每级加载重量为10 t，同一墩柱两侧托架必须对称均衡加载，两侧托架加载偏差不得超过1t，单侧托架荷载中心必须与托架结构中心相符，不允许存在单榀托架受力过大的现象存在；加载时，对加载重量进行精确控制，每一级荷载偏差不得超过0.5 t。卸载时，采用逐级对称卸载的方法，与加载程序相反。变形的测量采用吊线的方法，对加载和卸载过程进行测量，形成托架加载和卸载曲线，确定对应于施工总重量的底模预抬值。

2.3 0#段模板及支撑

0#段底板底模采用墩身模板组装，外侧模采用拼装式大块企口式钢模，水平方向加拉杆以防跑模，内模采用竹胶板，考虑到梁体较高，内模中部横向每隔1.5 m预留30 cm高工作洞，以便砼的振捣。内模使用碗扣钢管支撑；悬臂部分底模安装在底模架上，底模架放在墩旁托架上；双肢内侧底模采用I25+I45工字钢组合支撑，支点利用托架预埋件，外侧模通过2[25槽钢支撑。

2.4 钢筋、预应力孔道安装

安装底板和腹板钢筋安装底板和腹板纵向预应力管道安装腹板竖向预应力管道和预应力筋安装端横梁、中横梁预应力管道安装底板和腹板预埋件监理工程师检查内模就位校正安装顶板钢筋安装顶板纵向、横向预应力管道安装顶板预埋件监理工程师检查进入下一工序。

施工准备时，应组织项目部和施工队技术人员详细复核设计图纸，应对设计各部分图纸综合考虑，全面细致，重点注意一些容易遗漏的问题诸如箱梁预应力齿板、槽口、箱梁通风孔及泄水管、防撞护栏、伸缩装置、交通工程等预埋件的安装以及挂篮（包含底模、内模后吊点）后支点等预埋件的安装。为此，应绘制每个梁段预埋件图纸，图纸内容包含预埋件类型、数量、位置（诸如是在顶板、底版还是腹板，具体尺寸等），避免遗漏。

进行预应力筋孔道施工。在绑扎底板钢筋时，用φ8定位钢筋将底部钢垫板焊接固定在底面钢筋上。在腹板钢筋绑完后，将波纹管、螺旋筋套入下垫板内。在顶板顶面将上垫板直接固定在顶板钢筋上，此时，形成孔道。从上端穿入预应力筋，底部旋紧螺母，上部螺母最后旋入。为保证其轴线位置，可在焊接垫板时，先用沿轴线通焊的一根辅助钢筋作为坐标轴，以控制安装精度。先焊垫板最后穿预应力粗钢筋的目的是为了避免垫板与钢筋同时焊接定位时产生预应力粗钢筋过电造成张拉时断筋现象，因为竖向预应力钢筋断筋是无法更换的。纵向预应力筋孔道采用塑料波纹管，用定位钢筋网格固定在普通钢筋上，其坐标以校正好的模板为参照物控制，波纹管孔道定位钢筋每50 cm布置一道，在起弯点及曲线部位适当加密。纵向预应力管道在梁段分段浇筑过程中需不断接长，被接管与接管交叉段应布置在待浇梁段内，不允许跨过梁段接缝布置。波纹管接长采用接头管，长度30 cm，接头管与波纹管的接缝处要用胶布缠裹严密，以防漏浆。波纹管穿过端模通过在端模上打孔来实现锚垫板通过螺栓定位于端模，注意其平面与孔道切线垂直。其角度以木楔调整。锚垫板与波纹管的衔接处缝隙要塞严密以防漏浆。纵向预应力管道必须设置塑料内衬管，内衬管外径可比波纹管内径小3～4 mm，内衬管应插过梁段接缝。在混凝土浇注过程中要设专人负责内衬管随时来回抽动，防止渗浆固结，在混凝土初凝时，应及时拔去内衬管。内衬管应有足够强度保证拔管不断。其作用为：增大纵向波纹管本身刚度，防止浇注混凝土时造成波纹管变形，破裂；防止浇注砼时纵向波纹管露浆，即使渗浆，也不影响孔道通过性。在纵向波纹管内穿一根φ6钢筋，φ6钢筋随纵向波纹管的接长而接长，并露出波纹管端部，φ6钢筋的作用是：在穿长束时作为牵引绳，便于穿钢绞线。横向预应力筋张拉端和锚固端应交错布置。顶板钢筋骨架应牢固、不变形，以保证横向预应力定位网格的准确定位。在所有的预应力孔道施工中，可能会发生相互抵触现象，如纵向预应力筋在顶板的张拉槽口处与顶板横向预应力筋、竖向预应力筋之间或者顶板横向预应力筋与竖向预应力筋之间位置相互矛盾。在普通钢筋焊接施工中，应对已成形的波纹管采取保护措施，防止焊渣烧穿，可在焊接作业面周围的波纹管上铺卷防火布。

2.5 混凝土施工

箱梁砼标号为C55，为提高砼抗裂性，在梁段砼中掺入聚丙烯纤维。箱梁0#梁段混凝土应一次浇筑完成。根据设计要求，梁段砼强度达到砼设计强度等级的85%以上且混凝土养护龄期不小于5 d，再进行预应力钢束的张拉。由于梁体高度较大（8.4 m），混凝土自由落体高度大于2 m，所以要搭设滑槽、漏斗，安装腹板串筒，搭设顶板卸料平台，然后用净水冲洗模板表面特别在气温较高时要洒水使模板和钢筋降温，在做以上工作的同时，检查混凝土的拌合、运输、振捣等机械（具）是否齐备，运转是否正常。底板混凝土以滑槽、漏斗入模，入模后人工摊平，用50振捣棒振捣。灌注顺序由中线向两侧进行，砼采取分层浇注，每层厚度在30-50 cm之间，并在倒角、张拉齿板处、锚垫板下加强振捣，以防出现蜂窝、麻面等现象，底板混凝土灌注完成后用抹子将顶面抹平。腹板混凝土以扁串筒入模，并分层灌筑，分层厚度以40 cm为宜，振动棒移动距离（即插入间距）不得超过振动棒振动半径的1.5倍，插入下层的深度以10 cm为宜，不得超过20 cm。在腹板内侧模上每隔1.5 m左右开设观察窗口，以利于观察混凝土的振捣情况，待混凝土灌至窗口下缘时将之封严，腹板混凝土灌至翼板根部为止。顶板混凝土灌注顺序是从中线及翼板向两腹板对称灌注，混凝土直接由吊斗入模，并辅以人工摊平，顶板混凝土灌注完成振捣结束后，用木抹子将表面抹平拉毛，并预埋2根30 cm长的钢筋，外露混凝土表面1 cm左右，作为测量观侧点的预埋件。

2.6 预应力施工

顶板横向预应力束采用一端张拉方式，竖向预应力钢筋采用JL32精轧螺纹粗钢筋，采用梁顶一端张拉方式。纵向预应力管道采用真空压浆用塑料波纹管成孔，横向预应力管道采用扁平塑料波纹管成孔，竖向预应力管道采用Φ50塑料波纹管成孔。

高强精轧螺纹粗钢筋进场验收，除应具有合格证外，应对外观、外形尺寸和机械性能进行抽验。外观检查每20t钢筋抽查2根，表面不得有裂纹、机械损伤、氧化浮皮、结疤、劈裂现象。另外，需对每批次（但不大于50 t）取两组试件，每组3根，每根长度不小于500 mm，且在未进行处理与加工时取样，用钢筋环规和止环规检验。尺寸合格后，用这两组试样进行拉力试验和冷弯试验。以上各指标全部合格才能使用。锚具（YGM32锚）也应进行外观检查，另外锚具应逐个进行洛氏硬度检验，合格者贴上标识后使用。锚具拉力试验应为钢筋拉断，不能出现螺纹连接剪断或挤压破断。

梁体预应力筋张拉分为纵向钢绞线、横向钢绞线和竖向Φ32高强精轧螺纹钢筋三向预应力。对同一梁段而言，张拉顺序为先纵向预应力，然后横向、竖向预应力。为保证受力均匀性，在施工完n+1号梁段后，再张拉n号梁段的横向、竖向预应力。合龙段混凝土强度达到设计要求的张拉强度后，开始进行合龙段预应力钢筋张拉，张拉顺序为先张拉纵向预应力束，然后张拉横向预应力束和竖向预应力钢筋；对于纵向预应力束，先张拉长束而后张拉短束，合龙束补拉到设计吨位。预应力筋张拉采用张拉力和伸长值双控方式。张拉力控制为主，伸长值控制为辅。在预施应力过程中，难免发生滑丝、断丝现象，所以必须认真操作，仔细观察，及时处理。

压浆是连续梁施工的关键工序，直接影响着连续梁的使用寿命。本桥预应力管道压浆方法为真空压浆法，孔道压浆应在预应力筋张拉完成后24 h内完成。纵向预应力管道压浆应从下至上进行。其操作程序如下。

（1）清洗孔道：锚外多余预应力筋割掉后，观察确无滑丝等异常现象， 即可开始清洗孔道，先用高压水冲洗管道，将管道内的铁锈、污水等冲出，然后用高压风清吹管道，将预应力管道内的水吹净，直至出风口无水雾喷出为止。

（2）安装压浆器具：依次安装密封盖、压浆嘴、压浆阀，并将压浆管道与压浆机、 进浆阀联接在一起，使进浆阀和出浆阀为开通状态。

（3）拌制灰浆：先加水，然后倒入水泥和减水剂，在加入水泥和减水剂之前开动拌合机，拌合时间不少于3 min。水泥浆倒入存浆罐时要经过小于5 mm的过滤网筛滤。注意预先计算管道所需灰浆数量，压注前至少备足所需灰浆的1.5倍的数量。

（4）抽制真空：启动真空泵，将管道抽成真空，压力为-0.05 MPa。

（5）压注灰浆：启动压浆泵开始压浆。待出浆阀溢出的稀浆变成浓浆时，关闭出浆阀，并保持0.4～1.0 MPa的压力2～5 min，然后关闭进浆阀，最后压浆泵回浆，卸掉压浆管。

（6）拆卸压浆器具：待灰浆达初凝后（一般为1～4 h），拆除压浆阀、压浆嘴、 密封盖等，并清洗干净，以备下次使用。

3 结语

在建贵阳市北二环道路工程偏坡大桥位主桥上部结构为75 m+3×130 m+75 m连续刚构，主梁为变截面单箱单室箱梁，箱梁顶板宽14 m，底板宽7 m，最大梁高8.4 m。预应力混凝土连续刚构采用挂篮悬臂现浇施工方法。全桥分为8个T形刚构，计8个0#段。箱梁混凝土为C55级，设计为三个方向（即纵向、横向、竖向）对梁体预加应力。在偏坡特大桥预应力混凝土连续梁0#段制施工过程中，由于托架设计合理，结构稳定性可靠，安装简单，通过对钢筋绑扎吊装，内模安装、钢筋绑扎吊装、混凝土入模角度进行反复研究，并进行现场模拟实验，使得0#段高标号大方量混凝土一次灌注成功，工期较原计划提前了一个星期，外模还可以作为其他节段外模继续使用，节约了不少施工成本。

参考文献

[1] 赵进锋.高墩大跨径弯连续刚构桥施工仿真分析及控制[D].河海大学，2005.

[2] 白光耀.大跨度连续刚构桥的施工监控与结构仿真分析[D].广西大学，2006.

[3] 于忠涛.连续刚构桥施工中标高及应变的监控[D].大连理工大学，2003.

[4] 李杰.大跨径PC连续刚构桥设计参数优化研究[D].长安大学，2003.

[5] 周光伟.大跨预应力混凝土连续刚构桥施工控制研究及温度效应分析[D].湖南大学，2003.

[6] 闫燕红.大跨度连续刚构桥施工监控及温度效应分析[D].北京交通大学，2008.

[7] 周军生，楼庄鸿.大跨径预应力混凝土连续刚构桥的现状和发展趋势[J].中国公路学报，2000（1）：34-40.