摘要：大跨径预应力混凝土连续刚构桥具有造型美观、跨度大等特点，被广泛采用在公路及市政道路建设当中。近年来随着我国桥梁工程施工技术的发展，积累了大量的成功经验。大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁由于其跨度大，对称悬臂施工是目前最常用的一种施工方法。在对称悬臂施工过程中，存在着众多的控制因素和风险源，需要加强对施工过程的管理，优化施工工序和工艺，保证大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁悬浇的安全施工和施工质量，使桥梁的内力和轴线满足设计要求。本文以具体的工程案例为工程背景，对大跨径预应力混凝土连续刚构桥悬浇施工工艺进行分析，为提高该类工程施工质量提供技术借鉴。
关键字：大跨径；预应力混凝土；连续刚构；悬臂施工；
引言
随着我国桥梁工程取得了飞速的发展，桥梁设计和施工技术也获得了很大的进步。大跨径预应力桥梁由于其跨度大、刚度强、运行养护管理成本低、外形美学价值高等优点逐渐的成为工程师的首选桥型。
大跨径预应力混凝土连续刚构桥将桥梁的下部结构和梁体进行固结，形成一种高刚度的桥梁受力体系。这种桥梁由于桥墩和桥梁的上部结构固结为一体，虽然提高了桥梁的力学特性，但是作为一种超静定结构在整体性施工浇筑时，如果施工工艺不当，非常容易受到外界温度变化和预应力损失以及混凝土自身的收缩徐变特性的影响，而造成连续刚构桥梁发生结构内力集中，造成桥梁自身的失稳，具有非常大的安全隐患。另外，大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁的悬臂施工方案不合理也会造成桥梁线型和结构内力难以达到设计要求[1]。
1.工程背景
本文以东峰互通 A 匝道1号大桥为工程背景。1号大桥桥长487.5m, 为先简支后连续结构。全桥由5 联组成：(45+80+45)m+(2×25)m +(2×20)m +(20+25+25+20)m +(5×25)m，其中主桥(45+80+45)m 为预应力混凝土连续刚构变截面箱梁，主桥采用挂篮悬浇施工。施工现场如图 1 所示[2]。
图1 大跨径混凝土连续刚构变截面箱梁悬浇施工现场图
2.悬臂施工技术特点分析
大跨径混凝土连续刚构桥梁的施工最为常见和成熟的施工方法便是悬臂施工技术。悬臂施工顾明思议就是：自桥墩浇筑施工完成之后，从墩顶0号块开始向两端对称悬臂浇筑或者对称拼装。由此可以发现，悬臂施工方法可以分为悬臂浇筑施工和悬臂拼装施工两种施工工艺。其中悬臂拼装工艺是指将预制好的模块利用悬臂托架进行拼接，然后通过预应力张拉构成一个整体，使得桥墩两侧处于受力平衡状态；对于悬臂浇筑施工，其施工原理是将挂篮平台对称地安装在桥墩顶0#块的两侧，利用挂篮进行悬臂箱梁逐节段浇筑，在现场浇筑的过程中，逐段进行预应力的张拉，最终到达跨中合拢。对于大跨径混凝土连续刚构桥梁的悬臂施工工艺而言，悬臂浇筑法比悬臂拼装法使用的更多。
3.大跨径预应力混凝土连续刚构桥悬浇施工关键技术分析
根据本工程的实际特点，采用悬臂浇筑施工工艺。悬臂浇筑施工中拥有众多的质量控制环节，如托架预压、托架结构设计和安装、钢筋绑扎安装、混凝土浇筑、施工缝施工以及箱梁预应力张拉等等。
3.1施工方案
大跨径混凝土预应力连续刚构桥梁的悬臂施工方案需要根据实际工程特点进行分析和选择。根据本工程的特点，悬臂浇筑的工艺流程如下：按照先边跨后中跨，逐节段张拉预应力，进行浇筑直至合拢。悬臂浇筑采用挂篮结合牛腿和托架施工，采用分层浇筑工艺，控制分层浇筑厚度，箱梁混凝土浇筑应遵从：由底板开始，再到腹板，最后顶板和翼板，顺桥向采用从桥墩中心向两侧悬臂对称浇筑的施工方式。
3.2托架结构安装及预压
连续刚构桥的墩顶梁连续浇筑，需要采用托架进行施工。托架在施工过程中起承重作用，其构成内容比较多。以本桥梁工程为例，托架的构成部分包括附着牛腿、三角托架、钢管支撑、模板、纵横大梁等。三角托架安装在墩顶墩身的正面和背面，三角托架需要和牛腿支撑通过斜支撑进行连接。因此需要在墩身上设置24个附着位置点用于牛腿预埋。牛腿预埋之后，通过斜支撑将牛腿和三角托架焊接牢固。
为了消除托架受力体系的非弹性变形、检测托架的受力情况及采集托架变形数据，需要采用托架预压处理。本桥通过成捆的钢绞线和钢筋束对托架整体进行预压。托架的预压处理，需要通过计算确定预压荷载，预压荷载取值为悬臂梁的混凝土自重荷载与施工荷载之和的1.2倍，具体预压工艺如下：取预压荷载的40%进行第一阶段预压，第一阶段荷载加载时间为两个小时。第一阶段预压处理完成之后，连续进行第二段预压，在第一阶段的基础上，再加载预压荷载的40%进行预压一个小时。第三阶段加载预压荷载的20%进行预压24小时。经过三个预压阶段之后，逐渐的卸除预压荷载。预压过程中，持续对托架体系进行监控量测，预压完成之后便可以准确地测算出弹性变形量，从而为悬臂浇筑提供立模标高。
3.3钢筋绑扎安装
悬臂箱梁的钢筋采用现场绑扎。钢筋通过预处理加工之后，运输到施工现场由塔式起重机提升到工作平台，在进行钢筋绑扎安装时，需要注意对竖向应力管、预应力钢筋、腹板钢筋和底部钢筋绑定。对于0#梁段的钢筋绑扎安装不能采取一次绑扎成型，需要采取二次绑扎。
3.4混凝土浇筑
混凝土浇筑是悬臂浇筑当中重要的一个工序。0号梁块混凝土浇筑，分为两次浇筑完成。第一次浇筑0号块底板、部分腹板；第二次浇筑剩下的腹板、顶板和翼缘板[3]。在混凝土浇筑时，需要控制混凝土传输的速度，加强对混凝土的振捣。对于部分难以振捣密实的部位，如钢筋密度较大的位置，采用局部开口振捣的办法，加强混凝土振捣，以保证混凝土浇筑质量。
3.5施工缝处理
悬臂浇筑的施工缝处理工艺是保证建筑质量的关键环节。在混凝浇筑前使用嵌入式梯形木箱来促进沟槽的形成。同时在腹板的两侧嵌入锚固钢筋。然后在进行各节段混凝土施工时，需要对混凝土的接合面及时凿毛处理。并在浇筑下一块段的混凝土之前在其表面洒水，将其湿润，避免混凝土的接合处出现干缩裂缝。
3.6箱梁预应力张拉
悬臂箱梁预应力张拉采用后张法施工。后张法预应力张拉应当在混凝土强度和弹性模量达到设计要求之后进行，采用两端张拉方式，两端同时进行。张拉过程需要严格的遵循先张拉长束，然后张拉短束的原则。按照先腹板束张拉，然后顶板束张拉的顺序进行。在第一次张拉完成，经过1-2天的时间，预应力损失区趋于稳定，再进行第二次预应力张拉，预应力达到设计标准之后及时的进行锚固。
结束语
通过分析可以发现，大跨径混凝土预应力连续刚构桥梁的悬浇施工具有十分繁琐的施工工艺流程，其中质量控制重要环节多。本文以实际工程背景为例，对悬臂浇筑的重要施工环节、施工工艺进行分析，初步的探究了大跨径预应力混凝土连续刚构桥悬浇施工的控制要点。
参考文献
[1]万建平. 大跨径预应力混凝土连续刚构桥悬浇施工技术[J]. 中外建筑, 2013(9):106-108.
[2]杨文刚, 王雄, 姚二华. 大跨径预应力混凝土连续刚构桥悬浇施工技术[J]. 绿色环保建材, 144(02):120+123.
[3]杨旭. 大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工监控技术研究[D]. 湖北工业大学.
论文作者:沈承选
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
标签：悬臂论文; 预应力论文; 混凝土论文; 预压论文; 托架论文; 桥梁论文; 荷载论文; 《基层建设》2019年第26期论文;