（中国铁建十六局集团第三工程有限公司，浙江，313000）
【摘 要】预应力连续梁或连续钢构梁在我国桥梁建设中已经得到很大的应用，也在施工过程中不断发展和创新，它结构刚度大，跨径大，可以跨越既有线路、河流、山谷等地质条件复杂的区域，在桥梁的建设和发展过程中起到非常重要的作用。连续梁以它独特美观的造型和流畅的线形成为城市一道独特的风景线。然而连续梁桥发展到现在，依然存在较多的问题，如何在施工过程中做到保证内部质量和外观线形是非常重要的。本论文着重对连续梁施工存在的裂缝、线形监控、预应力等主要几个方面的问题进行分析，提出合理的解决办法，为今后的连续梁施工提供参考和指导。
【关键词】质量控制；裂缝；线形控制；预应力；监控
一、前言
预应力连续梁或连续钢构施工方法主要采用悬臂浇筑法施工，也就是挂篮施工法施工，采用分节段对称悬臂浇筑，先从0#块开始形成T构，进行合拢，完成体系转换，最后形成预应力混凝土连续梁桥。在整个连续梁施工过程中涉及到0#块的支架现浇和临时固结，挂篮的悬臂施工，边跨的支架现浇，合拢段的合拢施工，体系转换等关键工艺程序。而这中间又包含模板、钢筋、混凝土施工，养护，预应力的施工，以及线行监控等施工工序。要保证“内实外美”就要对内在质量和外在质量进行很好的控制。
二、工程概况
东扎沟大桥悬浇刚构连续梁（42.8+4×72+42.8）m（即为6孔， 5个“T”构）位于甘肃省漳县金钟镇境内，全长385.96m（含桥台长度），位于R=4500m的圆曲线上，主梁梁体采用C50三向预应力钢筋混凝土,跨越东扎沟及S212公路。
三、存在的主要问题和分析解决办法
在这几年的连续梁施工过程中，我们碰到了比较多的问题，这些也是连续梁施工比较常见和共性的问题，但是不处理好，就会使桥梁留下缺陷。这些问题主要有以下几点：
1、裂缝
连续梁在施工过程中经常会产生不同程度的裂缝，这些裂缝产生的原因比较复杂，但是却具有一定普遍性和规律性，这也是一直困扰施工技术人员的难题。
在东扎沟大桥施工过程中，以及以往的连续梁施工中，发现0#块横隔梁人孔顶部都有数条贯穿型裂缝一直延伸至箱梁顶板，缝宽在0.1mm-0.15mm左右，经定期裂缝观测，没有扩大趋势。0#块横隔梁与腹板倒角处有竖向裂缝。箱梁腹板沿预应力管道方向有裂缝，经竖向预应力张拉后，裂缝慢慢缩小。合拢段顶板出现沿预应力管道纵向裂缝，在横向预应力张拉后裂缝缩小。
裂缝的产生原因比较复杂，一般是从设计，施工，和材料等方面进行分析，设计方面如果箱梁的抗拉，抗弯，抗剪应力考虑不足，温度应力考虑不足，预应力产生的附加力考虑不足等都会引起裂缝的产生；施工方面主要有挂篮的弹性变形量过大，钢模板的刚度强度不够，预应力损失太大，张拉力不足，灌浆不及时，保护层不够，混凝土浇筑时间超过混凝土的初凝时间，养护不及时等；材料方面如混凝土骨料的级配，水泥和外加剂的相容性，材料的计量误差，混凝土的初凝时间等等。裂缝的产生一般分为两大类，一类是强度形成过程中产生的裂缝如收缩裂缝，温度裂缝，第二类是后续施工造成的裂缝，如剪切裂缝，局部应力裂缝等。
（1）0#块人孔顶部裂缝发生原因主要是由于人孔模板刚度不够，混凝土浇筑过程中和混凝土凝固过程中，模板产生变形，导致人孔顶部出现裂缝，还有就是横隔板位置属于大体积混凝土，水化热温度高，内外温差比较大，导致混凝土在人孔位置温度应力集中而产生裂缝，针对出现以上这样的情况，我们采取刚度强度比较大的钢模板代替原来的竹胶板，减小模板的变形量，在横隔板的内部位置增设循环水设施，给0#块中横梁进行降温处理，可以有效的减少水化热的聚集，减小内外温差，最后给箱梁外表面加设防裂钢筋网片，可以有效的防止裂缝的产生。通过上述的措施，我们在后期施工过程中很好的避免了这一部位裂缝的产生，收到了预期的效果。
（2）横隔梁与腹板倒角的竖向裂缝发生的主要原因还是水化热和温度变化引起的收缩裂缝和温度裂缝，首先我们采取的措施主要是延缓拆模，及时养护，防止温度干燥，混凝土收缩导致裂缝的产生还有就是曾设防裂钢筋网片，效果比较不错。
（3）腹板沿预应力管道方向的裂缝主要是由纵向预应力束张拉的荷载引起的，我们在张拉预应力筋前，应检测混凝土的弹性模量是否达到要求，如果没有达到设计要求，很有可能出现裂缝，预应力张拉产生的荷载和温度产生的荷载共同作用，也导致裂缝的产生。我们采取的措施时首先加强张拉断锚下螺旋筋和锚下加强筋，增加混凝土的延展性和承载力；保证张拉时间，使混凝土的弹性模量和抗压强度达到设计要求；增加防裂钢筋网。以上措施能很好的减少裂缝的产生。
（4）、合拢段顶板纵向裂缝的产生是比较普遍的现象，主要原因有合拢段两端新老混凝土结合部位收缩不一致，形成一定的横向拉应力；预应力管道定位不准确，防崩钢筋数量不够；纵向预应力荷载和温度荷载共同作用，混凝土强度和弹性模量不够等都是引起合拢段裂缝的原因。我们首先采取的措施是减小合拢段施工和前段施工的时间差，保证合拢段在一天中气温最低时施工，且最好是气温变化不大的季节；预应力管道定位准确，特别是竖向坐标，加密定位钢筋间距；保证纵向预应力筋的张拉顺序和张拉时间；及时的进行养护，防止内外温差大，必要时可对混凝土外表面进行保温措施。通过以上的措施，可以有效的避免合拢段裂缝的产生。
连续梁或连续钢构桥的裂缝问题不可能完全杜绝，但是我们通过裂缝发生的原因分析采取措施，可以很有效的减少裂缝的产生。从根本上保证我们的内部质量没有大的问题。
2、监控
连续梁的施工既要保证箱梁内部质量没有缺陷，也要保证外部线行的美观。这就要求我们在施工过程中对整个梁体进行全方位的监控，在施工过程中，混凝土的收缩徐变，T构两端的不平衡，挂篮的变形，体系的转换和合拢等因素都会影响整座桥梁的线形和内部应力与设计出现偏差，所以我们在施工过程中需要对误差进行及时的观测和纠偏，避免误差的累积，造成不可挽回的损失。
应力监控我们通过在桥梁主要受力区域埋设应力温度传感器，在施工过程中对传感器进行定期采集分析，对比设计受力状态来发现施工过程中存在的问题，如桥梁有无横向扭转，局部应力集中等，从而进行调整。
线形监控是从挂篮的变形情况以及T构的变形情况，来分析整个挂篮悬臂的工作情况和安全状况，了解已经施工好的混凝土和设计线形的差异情况，以及为以后的合拢最好准备。
我们通过线形的监控，设置合理的预拱度，线形控制的关键在于分析预拱度的组成以及确定各组成的取值。预拱度控制主梁悬浇段的各节段立模标高可按下式确定: Hi = H0 + fi + f挂篮 + 1/2fp 式中: Hi—等待浇筑节段主梁底板前端立模标高；H0 —该点设计标高；fi —该施工阶段及今后各施工阶段对该点挠度影响值，该值包括恒载、移动荷载、徐变、体系转化、预加应力等影响；f挂篮—本节段的挂篮变形值，由预压加载试验提供；fp —活载作用下产生的挠度。上述各参数在有限元分析基础上，根据实测信息，对计算预拱度进行调整和预测，确定最佳预拱度。
为进行线形监测与控制，需要选择合适的测量控制点，并在底模模板上、混凝土梁端预埋钢筋以及在挂篮上的关键位置设置观测点。采用几何水准方法对悬臂浇筑过程各测点的变形情况进行监测，观测挂篮就位后的模板调整，钢筋安装完毕浇筑前的变化，混凝土浇筑过程中的变化，混凝土浇筑后张拉前的标高变化情况，张拉后观测点的变化情况。根据标高的变化情况，来计算挂篮和混凝土节段的变形情况。有效的监控，可以使桥梁的施工在安全合理的范围内进行，最终精确合拢，桥梁外形美观，线形圆顺，行车舒适，达到外美的效果。
3、预应力
预应力施工是整座桥梁施工的重中之重，预应力出现问题对桥梁的内部质量和外部线形影响都非常大，甚至影响桥梁的使用寿命。连续梁的预应力施工一般都是后张法，多采用塑料波纹管成孔或金属波纹管成孔。在以往的施工过程中，我们预应力张拉一般都是采用双控法，即以张拉力为主，伸长量校核的方法。但是也碰到不少问题，最多就是预应力钢绞线的伸长量超标问题，还有出现断丝情况，混凝土拉崩情况。预应力的施工不仅仅是质量问题，更是一个安全问题，所以我们从一开始就不能有懈怠。
（1）预应力施工首先我们要严把质量关，进场的钢绞线，锚具等材料要及时进行检验，最容易出现问题的是锚垫板，厂家偷工减料，锚垫板长度不足，角度偏差很大，承压板面积偏小等，容易造成张拉出现问题。还有就是钢绞线的质量参差不齐，同一批次的钢绞线弹性模量相差很大，也容易造成张拉出现问题。
（2）预应力张拉时我们一般都是按照设计图纸给出的钢绞线截面面积，预应力孔道摩阻系数，和偏差系数来计算张拉应力和张拉伸长量，但是我们往往忽略了这里存在的问题，图纸给出的数值和我们实际进场的材料以及我们安装的孔道实际系数是有误差，这些误差累积起来，也最终导致我们的伸长量偏差很大。在条件允许的情况下，我们应该进行管道摩阻试验，可以得出实际的孔道摩擦系数μ和每米管道对设计位置的偏差系数K，结合实际弹性模量计算出实际的理论伸长量，还有我们在计算时还要考虑工作长度。
（3）预应力在施工过程中首先要确保管道的定位准确，这是保证预应力张拉力达到设计要求的前提。孔道的不准确定位，导致了管道的摩擦系数和偏差系数发生变化，影响最终的张拉力。
（4）预应力张拉时我们要确保张拉设备做到定期校验，用前复核。张拉时我们要做到“三控”即强度、弹模、和龄期。我们在保证张拉顺序的前提下要做到“三同心”即钢绞线、锚具、张拉千斤顶的圆心在同一直线上。“两同步”即两端同步张拉，同时到达同一荷载。
（5）张拉的实际伸长量计算时我们很多技术人员没有考虑钢绞线回缩量。预应力钢绞线张拉锚塞回缩量在两个部位出现：即产生在张拉千斤顶使用的“工具锚”，和参与预应力钢绞线工作，将钢绞线锚固在混凝土中的“工作锚”部位。通俗的说就是工具夹片的回缩和工作夹片的回缩两个部分。
如今已经在大力推广智能张拉和智能压浆系统，可以大大减少人为的失误率，减少工作量，但是作为施工技术人员，必须时刻注意细节，防止出现失误。只有箱梁的预应力张拉压浆没有问题，才能保证做到内实外美。
四、结束语
连续梁施工是非常系统和繁琐的工程，其中涉及到模板、钢筋、混凝土、预应力、支架现浇、挂篮、预压、临时固结、体系转换、合拢、监控等等，每一个工序都非常的重要，都会影响到桥梁的内部质量和外观质量，所以我们在施工过程中要紧盯关键工序和工序中的关键步骤，做到按照规范、设计和标准化的要求，使我们的桥梁内实外美。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》人民交通出版社2011
[2]王昌将 悬臂浇注预应力连续梁桥[M] 北京 人民交通出版社 2004
[3]向中富. 桥梁施工控制技术［M］北京人民交通出版社, 2001
[4]孙静更-客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件-四大特点及桥梁生产技术纲要
论文作者:费杰
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年2月供稿
论文发表时间:2016/5/25
标签：预应力论文; 裂缝论文; 混凝土论文; 挂篮论文; 线形论文; 过程中论文; 桥梁论文; 《工程建设标准化》2016年2月供稿论文;