1 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁因變形小、 受力好等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。 但預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋有著相對(duì)復(fù)雜的施工流程，在對(duì)稱懸臂澆筑完墩頂梁段后， 需施工各跨合龍段并解除臨時(shí)固結(jié)已轉(zhuǎn)換橋梁體系。 在整個(gè)施工流程中隨著不斷進(jìn)行的施工工序，主梁的標(biāo)高和內(nèi)力也在不斷改變[1]。 當(dāng)前已經(jīng)有較多關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制的研究， 為提高預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工質(zhì)量， 本文將從預(yù)應(yīng)力損失和張拉順序以及施工工藝的優(yōu)化開展研究。

2 施工中預(yù)應(yīng)力損失及張拉順序分析

2.1 現(xiàn)場(chǎng)施工預(yù)應(yīng)力損失問題

預(yù)應(yīng)力筋張拉后， 錨下控制應(yīng)力中扣除應(yīng)力損失后的預(yù)應(yīng)力即為有效預(yù)應(yīng)力。 有效預(yù)應(yīng)力數(shù)值應(yīng)合理可靠，過大或過小均不利橋梁受力， 有效預(yù)應(yīng)力不足時(shí)容易導(dǎo)致梁體出現(xiàn)裂縫和下?lián)系萚2]，對(duì)橋梁的耐久性和安全性有一定影響。

預(yù)應(yīng)力損失以其發(fā)生順序可分成瞬時(shí)損失和長(zhǎng)期損失兩種類型。 瞬間損失多出現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力張拉施工流程，瞬時(shí)損失在控制應(yīng)力中的占比約10%。 預(yù)應(yīng)力的長(zhǎng)期損失可以通過軟件模擬的方式準(zhǔn)確取得其數(shù)值，因此，在室內(nèi)即可得到長(zhǎng)期損失的數(shù)值，在設(shè)計(jì)時(shí)即可加以彌補(bǔ)。

2.2 預(yù)應(yīng)力張拉順序不同的影響

在連續(xù)梁懸臂施工的全橋合龍階段張拉全橋頂?shù)装妪X塊鋼束時(shí)，需進(jìn)入箱室內(nèi)完成錨固操作，而相關(guān)的施工機(jī)械在梁面上，導(dǎo)致施工較為復(fù)雜煩瑣，需要較多人員配合。 在實(shí)際施工時(shí)常出現(xiàn)施工人員違背設(shè)計(jì)張拉順序的情況[3]。以某連續(xù)梁為研究對(duì)象，探討張拉順序不同時(shí)對(duì)其受力性能的影響。 根據(jù)該橋梁的設(shè)計(jì)要求，需分5 批張拉鋼束，為便于描述，將剩余鋼束編號(hào)匯總，如表1 所示。

表1 剩余鋼束編號(hào)

基于剩余鋼束的張拉順序，將其分成兩種張拉方法。

方法一：交替張拉中跨和邊跨（設(shè)計(jì)張拉順序）

第一批（N2 和N11）、第二批（N2 和N10）、第三批（N3 和N9）、第四批（N2 和N8）、第五批（N1、N6 和N7）。

方法二：邊跨—邊跨—中跨

先張拉一側(cè)邊跨頂?shù)装宓娜夸撌?再?gòu)埨硪粋?cè)邊跨的全部鋼束，最后張拉中跨鋼束。 即分跨單獨(dú)張拉三跨的剩余鋼束，在完成一跨鋼束的張拉后再?gòu)埨乱豢纭?/p>

2.2.1 不同方法下的梁體撓度值

通過有限元分析軟件Midas Civil 進(jìn)行建模分析， 在建模時(shí)以施工荷載組劃分的方式模擬合龍后梁體剩余鋼束不同的張拉順序，將各方法下梁體各跨計(jì)算累計(jì)撓度值匯總，如表2所示。

表2 不同張拉工況下梁體各跨撓度累計(jì)值

從表2 中可以發(fā)現(xiàn)，不同張拉順序下橋梁各跨的最終撓度僅有較小差值，中跨處上拱值僅差1 mm，可忽略不計(jì)。 但各跨撓度在開始張拉至張拉結(jié)束的過程中，梁體變幅相差較大。 為便于分析對(duì)比，提取模型中未張拉前剩余鋼束前梁體的最大撓度值，所得結(jié)果為17.3 mm。 此外，從兩種方法的張拉累計(jì)撓度變化看，方法一節(jié)點(diǎn)撓度變化更合理，從第一批到第五批鋼束張拉時(shí)梁體撓度累計(jì)最大值分別為：18.2 mm、18.0 mm、22.2 mm、25.5 mm 和25.2 mm，最大變幅約5 mm；方法二梁體累計(jì)撓度最大值分別為：28.9 mm、30.4 mm、26.0 mm，最大變幅約12 mm，撓度變幅更大，從各張拉順序下梁體同個(gè)截面的撓度變化情況看，方法二下的截面撓度存在突變，不利于整體結(jié)構(gòu)的受力。

2.2.2 不同方法下梁體應(yīng)力值分析

從撓度變化看， 梁體各跨跨中截面受張拉順序的影響最大，即危險(xiǎn)截面主要為各跨跨中截面，因此，在應(yīng)力分析時(shí)，選擇以各跨跨中截面作為研究對(duì)象。 在張拉剩余鋼束時(shí)，將梁體各跨跨中截面在不同張拉方法下頂?shù)装遄畲髴?yīng)力值計(jì)算結(jié)果匯總，如表3 所示。

表3 不同張拉順序下梁體各跨頂?shù)装鍛?yīng)力最大值

從結(jié)果看，方法一應(yīng)力變化均勻，截面受力合理，中跨跨中頂板在第五批鋼束張拉后的最大拉應(yīng)力為1.72 MPa。 方法二中，頂板應(yīng)力值在張拉完中跨鋼束后出現(xiàn)較大突變，產(chǎn)生約1.94 MPa 的拉應(yīng)力，大于C50 混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，產(chǎn)生裂縫的可能性較大，對(duì)橋梁運(yùn)營(yíng)質(zhì)量影響較大。

綜合上述分析可知，方法二的張拉順序不合理，即預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)應(yīng)交替張拉邊跨和中跨。

3 施工工藝改進(jìn)

3.1 優(yōu)化鋼筋和鋼束管道間距

目前，若施工時(shí)出現(xiàn)鋼筋間碰撞或鋼筋碰撞管道等情況，往往采取移動(dòng)鋼筋或截?cái)噤摻畹姆绞郊右员苊猓?但該種處理方法將導(dǎo)致梁體內(nèi)鋼筋不連續(xù)，內(nèi)部鋼筋受力不完整。 為避免此類情況，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)通過BIM 軟件模擬管道線形檢查碰撞情況，優(yōu)化鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道間距，并按照施工需要截取管道不同斷面的坐標(biāo)以指導(dǎo)施工。

3.2 連續(xù)梁澆筑多孔振搗

3.2.1 腹板部位設(shè)置振搗通道

在腹板高度較大時(shí)， 混凝土泵送的澆筑高度也會(huì)隨之增大。 以某連續(xù)梁為研究背景，在該橋梁施工時(shí)，混凝土下料口采用的是160 mm 直徑的PVC 管， 并以70 mm 直徑的PVC管作為振搗通道，管道數(shù)量根據(jù)節(jié)段長(zhǎng)短進(jìn)行選擇，管間距70 cm，下料口底部距離底板50 cm， 且隨混凝土澆筑持續(xù)提升下料口，避免因混凝土澆筑高度過大而出現(xiàn)離析問題。 此外，還可根據(jù)振搗棒作用范圍， 按先前埋設(shè)的振搗孔道進(jìn)行多孔定點(diǎn)振搗， 并腹板外側(cè)安裝附著式振動(dòng)器， 避免出現(xiàn)混凝土不密實(shí)、鋼筋外露等問題。

3.2.2 0#塊支座部位加寬段振搗天窗

為確保0#塊底部混凝土的振搗質(zhì)量， 可在起加寬區(qū)段沿縱橋向每側(cè)設(shè)置振搗天窗， 在當(dāng)澆筑到振搗天窗下沿時(shí)即可封閉振搗天窗。

3.3 預(yù)應(yīng)力管道及鋼筋的定位工藝

3.3.1 整體剛性井形架

以設(shè)計(jì)圖紙為標(biāo)準(zhǔn)，采用軟件模擬管道線形，截取管道在各斷面的坐標(biāo)，以確保各截面整體井形架的精確加工。 井形架鋼筋應(yīng)和管道間隙應(yīng)保持約2 mm，井形架可采用直徑12 mm的鋼筋制作，直線段和曲線段的間距可分別布置成1 m 和50 cm，以確保預(yù)應(yīng)力孔道定位的精準(zhǔn)度， 避免預(yù)應(yīng)力管道彎曲不平順等問題。

3.3.2 預(yù)應(yīng)力孔道端模定位

為確保準(zhǔn)確定位預(yù)應(yīng)力孔道端部位置， 可在鋼板上按照梁端預(yù)應(yīng)力管道坐標(biāo)精確加工孔道定位。

4 結(jié)語