青通河特大桥主桥施工技术探讨

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[摘要]铜池高速公路青通河特大桥主桥为32.5m(边跨)+4*60 m（主跨）+32.5m（边跨）的六跨一联预应力混凝土变高度斜腹板连续箱梁。本桥上部结构受力复杂，施工控制较为困难，本文讨论分析大跨径预应力混凝土连续箱梁在施工中存在的技术问题，以对类似桥梁设计的施工有所借鉴。

[关键词]连续箱梁、悬臂浇注、施工技术

Abstract:Copper pool highway green tong river great bridge for 32.5 m (edge cross) + 4 * 60 m (main) + 32.5 m (edge cross) across the six a prestressed concrete continuous box girder oblique webs variable height. The bridge is the upper structure complex loading, the construction control is very difficult, this paper discusses analysis of long-span prestressed concrete continuous box girder in construction problems of technology, to the construction of similar Bridges design be reference.

Keywords: continuous box, cantilever pouring and construction technology

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1、前言

青通河特大桥主桥为双幅六跨预应力混凝土变高度斜腹板连续箱梁，单箱单室，其跨度根据结构合理搭配及计算确定，布置为32.5m（边跨）+4*60 m（主跨）+32.5m（边跨）。主桥总长305米，位于半径为45000m的竖向圆曲线上，梁高从距跨中16m至距主墩2.0m处由1.9m按直线变化至3.5m，箱梁顶板宽12.65m，底板4.5m~5.884m，主桥箱梁采用挂篮悬臂浇注施工，纵横竖三向预应力体系。主桥总体布置见下图：

主桥总体布置图一

2．临时固结方法

由于主梁的纵向坡度、现浇或挂篮行走时引起的不平衡、主墩两端设计重量不等（多出现在边跨由齿板数量不等引起）等，墩梁的临时固结就成为主梁上部悬臂施工的关键环节，临时固结系统由临时固结支座、临时固结支撑、临时固结精轧螺纹组成。用以在上部悬臂施工中抵抗两边悬臂施工中的不平衡力矩。在安装盆式橡胶支座时，地脚螺栓应有足够的埋深；钢盆内应清洗干净，不得有油污杂屑；支座不锈钢板，四氟板及各滑移面用丙酮或酒精认真擦干净，确保四氟板在钢盆内（不水平运输或吊装时四氟板易脱离钢盆）；支座底板中心线必须与垫石顶上的理论中心线重合对中，偏差不大于1mm；支座板四角平面高差不大于2mm；支座的上下支座板纵横向必须对中，活动支座的上下支座板顺桥方向中心线应重合，其交角不大于50；支座上板应与梁底预埋板密贴，以保证支座受力均匀。

箱梁悬臂浇筑时，首先应锁定墩顶盆式橡胶支座，使其暂时成为固定支座, 设计在每个主墩墩顶设50号混凝土临时支座，以利于体系转换，主墩需采用40根Ⅳ级φ32精扎螺纹钢筋进行墩顶临时固结措施，以抵抗施工中可能出现的不平衡弯矩。为保证施工安全可适当加大临时锚固块的的尺寸（当为带倒角的矩形扩大头墩时避免向横向边缘加宽以防墩柱受剪过大而劈裂）以及在墩柱旁用钢管桩、贝雷片、碗扣支架等作为临时托架。位于临时锚固垫块底面的墩顶以及与箱梁接触的垫块顶面，必须抹浆刮平，在浇筑垫块和箱梁混凝土前，先在墩顶面与垫块顶面涂抹隔离剂，以便拆除临时锚固块。临时锚固垫块顶、底面不得填塞任何其它物质，以保证各接触面的平整。

3．挂篮的预压

挂篮拼装完成后需要对挂篮进行预压，以检测挂篮的强度及稳定性进，同时测量挂篮的非弹

性变形值和弹性变形值。加载分四极进行，加载的重量按照悬臂施工最重的一块确定，考虑施工荷载和施工的安全取系数1.2,加载的材料选用了碎石屑，碎石屑用大包装袋盛放，便于吊装和运输。加载前先在底模和挂篮主要受力杆件上布设观测点，并测量其标高和平面位置。加载的先后顺序应按照混凝土的浇筑顺序进行，先浇筑混凝土的部位先压重，后浇筑混凝土的部位后压重，当荷载压至设计荷载的50%、75%、100%静置两小时后对观测点进行沉降观测，当压至总重量的120%时停止压重并持荷二天。在这期间对观测点进行连续观测。作好详细记录。卸载的顺序按照加载的反顺序进行并且作好观测记录 ，对获得的数据进行分析，找出残余变形和弹性变形作为调整模板的依据。当变形过大时应对挂篮进行改进或加固。4.挂篮悬浇施工该项目选用的是三角挂篮，其结构和行走系统在许多文献都有阐述在此不做说明，挂篮压载完成后，对2号～8号梁段进行悬浇施工，施工方法为常规施工方法。悬浇施工时应注意经常对已浇注各梁段变形进行观测，将观测结果及时反馈施工控制组，施工控制组据此提供立模标高，以指导悬浇施工的有序进行。

4.1混凝土浇注工艺

挂篮悬臂施工箱梁，混凝土浇注量大，且需对称浇注。我标段采用拖式输送泵浇注工艺。由于混凝土浇注要求两侧对称进行，其偏载量不得大于一个底板混凝土量，传统方法是通过拆装弯管实现向两端泵送混凝土。此种方法操作麻烦，时间长，巳因混凝土停止时间过长容易造成堵管，更降低浇混凝土速度，影响质量。为了满足对称浇注要求，提高浇注速度，宜采用了三通管，即可单向泵送混凝土，又可双向同时泵送。采取这一措施可将每梁段浇注时间缩短至6～8h，避免了由于混凝土浇注过慢可能出现的明显接茬和断面新老混凝土可能出现的裂缝。在浇注的过程中作好两方面的记录，一是浇注过程中挂篮标高的变化情况，二是对称两边混凝土的浇注数量，根据本段的标高变化情况及混凝土的灌注数量确定下一施工段挂篮的立模标高。冬季混凝土浇注完成后采用覆盖蓄热的办法进行养护。4.2预应力管道的处理 青通河特大桥一个主墩有42根纵向预应力管道，管道最长达60m，穿束顺利与否是预应力施工的一个很重要的环节。若施工不慎或方法不当，穿束时往往会戗起波纹管，引起钢带聚积而造成管道堵塞。此时打开堵塞处处理会对梁作结构造成损害，既影响质量又影响进度。所以要处理好波纹管的接头，同时保证管道的顺畅，减少不必要的弯曲也是穿束顺利的关键因素。把好波纹管质量关，为保证波纹管的圆顺，在将波纹管的位置、起弯点及弯角依图定位好后，宜于管内穿入φ85mm的橡胶管作衬芯，以防堵孔。在施工缝处，由于凿毛时波纹管伸出部分容易损害，造成接管处衔接不紧密，引起穿束困难，在施工时将标准管回缩已浇混凝土内10~20cm，只将直径稍大的接管伸出已浇混凝土，此处即使接管被破坏，也可修整后将下段波纹管旋至已浇混凝土内，同原标准管紧密结合。为使桥梁的预应力达到设计理想受力状态以及防止混凝土张拉时开裂，安装时要确保管道的线形、定位筋数量以及保护层的厚度。

4.3预应力筋张拉

4.3.1、预应力束张拉时，梁体砼的实际强度须大于设计强度的90%，即砼试件的抗压强度Ra≥45 MPa。

4.3.2、钢绞线的下料长度应准确，留取足够的工作长度。下料应用砂轮切割机切割，勿用电焊或氧气切割。成盘钢绞线或下料好的钢绞线应远离电焊或氧割作业区，以免受伤降低强度。下料长度应根据所采用的锚具型式，分别用不同公式确定预应力束，下料长度计算：两端张拉

L=l+2（L1+L1+b+C）

l―孔道长度（cm）

L1―千斤顶长度（cm）

L2―锚具长度（cm）

b―端部垫板厚

c―外露长度

4.3.3、下料切割好的钢绞线应编号成束，梳理顺直后，用8#铁丝每隔1.5～2.0m左右绑扎一道，以防穿束时散花和打绞，影响张拉。

4.3.4、钢绞线穿束前，应将孔道予以疏通。同时将孔道中的杂物用高压水和压缩空气冲洗与吹拂干净。

4.3.5、钢绞线穿束时，宜用橡胶块和胶布将一端的头部缠绕成“炮弹头”的型式穿束；如若将端头 部焊连成“鱼刺”状型穿束，钢绞线束穿过孔道后宜用砂轮切割机将电焊损伤段切除；穿束时注意防止钢绞线挂拉波纹管，并严禁将挂拉坏的波纹管抽出

4.3. 6、清除锚垫板上的砼，检查锚垫板是否与孔道垂直，如有偏差用楔形垫圈校正。并检查锚垫板下的砼是否有蜂窝和空洞，否则需要采取补强措施。

4.3.7、千斤顶安放好后，应使孔道、工作锚、千斤顶、穿心孔及工具锚之间相互精确对中，同时注意工作锚与工具锚的孔位排列一致，避免钢绞线在千斤顶穿心孔内出现交叉和旋扭，影响张拉。

4.3.8、锚环夹片套入时（尤其是工作锚），应注意保持每个夹片的两瓣对接平齐，牛筋圈完整并露出锚环孔眼外。

4.3.9、预应力筋张拉原则：

(1)、先纵向预应力钢绞线束，次横向预应力钢绞线束，箱室间对称进行，严防偏心张拉。

(2)、纵向预应力钢绞线束张拉应遵循：先长束后短束，先弯束后直束，先悬臂束后合拢束顺序。在悬臂阶段：先顶板束后腹板束，先中间束后两边束。在合拢状态：先底板束后顶板束，先两边束后中间束。

(3)、预应力筋张拉采用“双控”，以张拉力控制为主，伸长量作校核。

(4)、纵、横向预应力钢绞线张拉采用两端对称同步分级串动式张拉

4.3.10、钢绞线张拉质量要求：

(1)、实际伸长量与计算伸长量的误差不超过6%，否则应暂停张拉，从钢绞线弹性模量Eg，梁体砼弹性模量Eh，管道摩阻系数k、h，张拉设备，锚圈口损失，限位板变化等方面查明原因。

(2)、每束钢绞线只允许断丝一根，全梁断面断丝、滑丝总数不得超过钢丝总数的0.5%。

(3)、钢绞线回缩量，两端之和不得超过8mm。

(4)、 千斤顶放松后，测量锚具夹片外露量不得小于5mm。

(5)、预应力束钢筋张拉时不允许有断筋或滑丝，否则应进行处理或设计变更补强。

4.4悬浇节段接缝处裂缝控制

在节段施工中，节段之间裂缝极易产生，主要原因有：（1）挂篮挠度偏大。吊带数量不足，挂篮梁片局部刚度偏小导致挂篮挠度偏大。（2）箱梁构造钢筋偏少。节段混凝土分两次浇注时，第二次浇注顶板易对第一次浇注的底腹板混凝土产生纵向裂缝。（3）混凝土施工工艺影响。采用一次浇注时，混凝土初凝时间小于7小时，未严格控制由外向内浇注原则，在腹板接头处未进行二次振捣，不断增加的重量使节段之间产生裂缝。当混凝土浇注完后，应对梁体进行连续的观察，若出现裂缝，则应分析原因找到相应的对策。

5．合拢段施工及体系转换

在单幅5个T构及边跨现浇段完成后，再进行合拢段施工。青通河特大桥主桥采用吊架及平衡法工艺进行合拢，遵循先边跨后中跨的顺序进行，完成体系转换，形成6跨连续预应力箱梁。

5．1合拢及体系转换顺序

第一步进行26#～27#墩及31#～32#墩边跨的合拢。张拉相应底板索，解除27#、31#墩临时锚固体系；

第二步进行27#～28#墩及30#～31#墩合拢，张拉相应底板索，解除28#、30#墩临时锚固体系；

最后一步进行28#～29#墩及29#～30#墩合拢，张拉相应底板索，解除29#墩临时锚固体系，形成6跨连续箱梁体系。

5．2边、中跨合拢施工注意事项

5.2.1、合拢段两侧的已浇梁段，其相对竖直最大变形要求不大于20mm。轴线偏差不大于10mm，若不符合要求，则应采取水箱不平衡压重法等有效措施进行调整。同时也避免大差别的不对称压重以免桥梁开裂，在既成事实的情况下，应鉴别细部铺装层削弱与桥梁开裂这两种质量问题的轻重，不应片面去追求满足规范的要求，而忽视主要质量隐患。

5.2.2、边孔、中孔合拢段临时锁定选择在温度为16~20℃左右的时段进行，尽量加快焊接速度完成锁定。部分预应力束临时张拉应提前做好穿束和准备千斤顶等准备工作，待劲性骨架锁定后即进行二根顶板临时束及二根底板束的张拉到预设吨位，随即迅速浇注合拢段砼。

5.2.3、合拢段砼立模浇筑前，拟采用水箱装水预压的办法，预先消除因浇筑砼时所产生的竖向变形，从而使合拢段上下口尺寸为恒定值。预压水重量为待浇合拢段砼重量的80%，并在浇筑砼过程中分阶段排水卸载。

5.2.4、合拢段预应力束张拉前，须先解除合拢段的劲性骨架。

5.2.5、合拢段砼强度达到90%的设计强度后，按先长束后短束张拉其余预应力束。

5.2.6、合拢段混凝土可采用加入IM-III型减水剂的微膨胀混凝土，以防止收缩裂缝

结束语：挂篮悬浇的施工控制是个循序渐进的过程。我们通过每一节段的施工，逐步发现问题、解决问题，集思广益，来确保悬浇梁体的受力状态、挠度、外观质量，据已完成的挂篮悬浇段和合拢段来看主桥线形和实桥应力基本与设计一致，但也存在不足之处。如临时支撑的设置、顶板模板钢度不足、块段之间的接缝偏大等问题，我们今后将努力做的更好。

参考文献

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[2] 公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000，路桥集团第一公路工程局

[3] 桂业昆.邱式中桥梁施工专业技术手册,人民交通出版社,2005.01

[4] 范立础,预应力混凝土连续梁桥,北京人民交通出版社,1997

[5] 丁大均,钢筋混凝土结构学,上海科学技术文献出版社,1985

作者简介：李国峰 男1975.6大学本科工程师