李學(xué)鈺/ LI Xueyu

（中鐵十六局集團第一工程有限公司，北京 101300）

采用現(xiàn)澆橋梁簡支箱梁施工技術(shù)進行整體橋梁施工，是目前國內(nèi)外普遍采用的一種橋梁施工工藝，主要進行大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁技術(shù)工程施工。在此基礎(chǔ)上，提出了一種新的大跨度預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆橋梁簡支箱梁施工技術(shù)設(shè)計方案。不過最近幾年，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對城市立交橋、過街天橋等橋梁的修建也越來越多，橋梁跨度也隨之越來越大。然而在有些情況下，由于不能對施工技術(shù)要點進行分析和研究，從而造成了一些工程事故的頻發(fā)，其中大跨度橋梁的坍塌事故也占據(jù)了一定的比重。由于高速鐵路的大量應(yīng)用，因此有必要對國內(nèi)大多數(shù)高速鐵路橋梁采用的混凝土簡支預(yù)應(yīng)力箱梁的施工技術(shù)進行深入的研究。施工技術(shù)的優(yōu)劣直接影響到工程的質(zhì)量，要想提高高速鐵路箱梁的施工質(zhì)量，加快施工進度，降低工程造價，就需要一種優(yōu)良的施工技術(shù)，并加以改進，從而產(chǎn)生很好的經(jīng)濟和社會效益。例如安徽省休寧縣寧河大橋就采用了簡支箱梁現(xiàn)澆技術(shù)進行施工，具有一定的施工效果[1]。因此，本文現(xiàn)提出大跨度預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆橋梁簡支箱梁施工技術(shù)研究。

1 工程概況

某大跨度橋梁的區(qū)段18～25 號墩的橋跨為跨徑的四跨預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆橋梁簡支箱梁，下端采用自壓樁基和自重橋墩，上端為兩幅分開的單箱單室箱梁，兩側(cè)箱體上翼緣間距為5cm，上端為兩幅分開的單箱單室箱梁。箱梁的寬度為12.67m，底部寬度為6.3m，在橫橋方向上，箱梁的底部是水平的，頂部是3%的單向斜率，它是由不同高度的腹板構(gòu)成的，箱梁的中心軸為130m，中間的跨度為3.5m，在21、22 號橋墩的支點處，梁的高度為6.8m，兩側(cè)的跨度為2.8m，面板的厚度為25～40cm，底部的厚度為30～58cm，梁下弦為一條圓曲線，底部的厚度也為一條圓曲線。腹板厚度在45～65cm 之間。

在中支點21、22 號墩的兩端和130m 的跨距上，分別設(shè)置一塊厚度為155cm 的隔板。在各橫梁中間開有一個貫穿入料孔。箱梁在縱向和橫向方向上均采用雙向預(yù)應(yīng)力。箱形梁頂板、腹板及底板縱向綁扎用15-655 鋼索，橫梁使用23mm 的預(yù)應(yīng)力鋼絲條，在22、23 號墩的1～4 號墩附近，設(shè)垂直預(yù)應(yīng)力筋，使用的是IV 級冷拉式垂直預(yù)應(yīng)力筋。梁身混凝土采用C45，滿足新規(guī)范C 級要求。

2 大跨度預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆橋梁簡支箱梁施工技術(shù)設(shè)計

2.1 搭設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)模板支架

伴隨著交通運輸?shù)目焖侔l(fā)展，不僅是汽車的數(shù)量在迅速增長，同時汽車的載重也在不斷地增大，大量的橋梁因為設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)偏低，設(shè)計承載力達不到目前的交通需求，已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的病害，無法滿足使用要求，必須降低使用標(biāo)準(zhǔn)，或者對其進行維護和加固。本文介紹了一種基于大跨度預(yù)應(yīng)力的現(xiàn)澆橋梁施工方法[2]。目前，國內(nèi)外專家和學(xué)者們對該計算模式的確定還存在著諸多疑問，難以形成共識，導(dǎo)致該方法不能得到廣泛應(yīng)用，直接影響到施工的設(shè)計和應(yīng)用[3]。因此，對橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)模板的設(shè)計與計算方法進行深入的研究就顯得尤為重要?，F(xiàn)澆橋梁簡支箱梁的施工流程為：支架搭設(shè)→鋪設(shè)底模→安裝鋼筋→澆筑混凝土→預(yù)應(yīng)力張拉→管道壓漿→澆封梁端混凝土。

基于升板式建筑結(jié)構(gòu)群柱穩(wěn)定性的研究結(jié)果，推導(dǎo)出多層排架模板模型。將多層排架組合在一起，將其簡化為等代柱模型，每一端都有鉸接。等代柱模型以多層柱模型的排架柱高度為長度的計算值，以每一根排架柱的剛度之和為剛度的計算值[4]。這一類型的排架模板簡單明了，便于實踐運用，并具有很好的可視性。這種設(shè)計方法所需的長度比規(guī)范所要求的要大得多，因此所得到的穩(wěn)定承載力也比規(guī)范所要求的要小得多，在許多情況下都會出現(xiàn)偏離。所有的計算模式都要依賴于實際施工項目，只有這樣才具有現(xiàn)實的意義。到目前為止，這種方法均缺乏實測數(shù)據(jù)的支撐。目前對大跨度現(xiàn)澆橋梁工程的設(shè)計和計算方法，基本上都是按照工程規(guī)范進行施工[5]。

在工程中，超過5m的混凝土模板支架結(jié)構(gòu)，在每隔5 排立桿的同時，從頂層向下，每隔3 個步距設(shè)置一道水平剪刀撐，在模型中只設(shè)置了水平向剪刀撐，對相對桿間距不同與步距不同展開了對比分析[6]。作用在該混凝土模板支架上的荷載包括：靜荷載、風(fēng)荷載、活荷載，可以計算出該支架的穩(wěn)定性，其計算公式如下。

其中，φ代表軸心受壓支架的穩(wěn)定系數(shù)，n表示支架的軸心壓力設(shè)計值，q表示混凝土模板支架抗壓強度計算值。

施工前對相關(guān)人員進行專業(yè)培訓(xùn)和安全培訓(xùn)，提高模板支架搭設(shè)的效率和安全性。

2.2 現(xiàn)澆簡支箱梁預(yù)應(yīng)力張拉

由于大跨度的現(xiàn)澆橋梁簡支箱梁的混凝土質(zhì)量比較大，因此采用了連續(xù)澆筑的方法。第一次凝固前需要完成全部混凝土澆筑。在對箱梁混凝土進行澆筑時，按照腹板、底板、腹板、頂板依次澆筑的順序進行預(yù)應(yīng)力張拉的施工。圖1 為簡支箱梁澆筑混凝土的橫切示意圖。

圖1 簡支箱梁澆筑混凝土

在橋梁施工過程中，應(yīng)采取預(yù)應(yīng)力整體張拉的方法。張拉時，要使起重器的軸心、工作錨桿和工具錨桿的中心線一致。在張拉前，對鋼絞線和錨桿的種類和數(shù)量進行了合理的選擇，并選用了具有2 000MPa，公稱直徑13m 的低松弛高強度鋼絞線。錨桿選擇了M08-3 型和M12-1 型圓錨及與之相匹配的附件。預(yù)應(yīng)力管道在錨固后，通過焊接的方法將錨固好。在簡支箱梁的混凝土全部澆注完畢，其強度在設(shè)計強度85%以上，并且混凝土齡期至少5 天以上后，才能張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。在簡支箱梁中，所有預(yù)應(yīng)力鋼筋都要在兩頭同時張拉，并且要把張拉應(yīng)力控制在設(shè)計應(yīng)力的80%以上。在張拉時，應(yīng)對張拉的應(yīng)力與伸長進行有效的控制。張拉完畢后，進行注漿，用C45 水泥壓漿，并在注漿完畢后，對注漿質(zhì)量進行了嚴(yán)格的控制，并對注漿后的水泥強度進行了測試。

最后的張拉工作是在簡支箱梁的彈性模量達到100%強度后，混凝土的強度也達到了預(yù)定的數(shù)值之后完成的。當(dāng)張拉力到達預(yù)定強度后，在5min 內(nèi)維持負載，并計算出活塞外露時出現(xiàn)的數(shù)值。根據(jù)上述情況，對張拉的實際延伸量進行了計算。當(dāng)延伸值與預(yù)定值的偏差超過5%時，應(yīng)找出造成偏差的原因，并采取切實有效的對策。

2.3 安裝墩上鋼斜撐

在大跨度施工方案比選時，參建各方同意將橋域基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工平臺上的鋼管樁改造為鋼斜撐，使邊跨的80m 支點跨徑降低到60m。這樣既可將簡支箱梁80m 分解成60m，方便用浮吊拼裝，又可借鑒65m 跨徑內(nèi)的現(xiàn)澆橋梁頂推施工經(jīng)驗，用此方法成功地嘗試并完成了大跨度簡支箱梁的施工。圖2 為橋梁工程上的鋼斜撐示意圖。

圖2 鋼斜撐

在進行大跨度預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆簡支橋梁頂推施工時，不僅確保了頂推施工跨徑不超過45m，而且還有效地減小了頂推施工時在支點和跨中處梁的內(nèi)力峰值。取消了橋跨臨時墩的設(shè)置，避免了臨時搭設(shè)的施工難度、風(fēng)險以及額外的成本投入，從而減小了對施工地區(qū)原有地質(zhì)和水文的擾動，更好的減小了對橋下車輛和船舶通行的影響。進一步發(fā)揮橋域臺架施工平臺的功能，利用損壞臺架施工的鋼支座，建立鋼斜撐，減少鋼構(gòu)件的安裝、拆卸和搬運。施工完成后，該斜撐易于拆卸，且可循環(huán)使用，可有效降低工程造價的成本。

工程要保證梁內(nèi)支座鋼板與支座同時進行安裝，并將四角螺栓固定好，以確保底模與支座之間不存在漏漿。為了保證支座能夠被安裝到預(yù)定的位置，在制梁之前，必須用全站儀放出支撐墊石上的中心線，并將支座周圍上下底板的中心點用紅鉛筆標(biāo)出。

2.4 施工結(jié)果與討論

在指定的簡支箱梁區(qū)域進行施工，此時橋梁支架結(jié)構(gòu)施工示意圖如圖3 所示。

圖3 橋梁支架結(jié)構(gòu)

橋梁支架連接部分覆蓋完整，與墻體連接外觀良好，本文設(shè)計的大跨度預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆橋梁簡支箱梁施工技術(shù)的施工性能良好。為了進一步獲取該橋梁工程的施工數(shù)據(jù)，使用檢測儀進行檢測，得到7 處不同測點的箱外裂縫分別為：3.25mm、3.74mm、2.69mm、5.17mm、8.61mm、4.92mm、6.48mm，均小于最大允許裂縫10mm。

3 結(jié)語

大跨度預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆橋梁簡支箱梁施工技術(shù)方法是一種切實可行的施工工藝，其施工質(zhì)量進度、安全和成本均優(yōu)于目前普遍采用的懸臂橋梁法施工工藝，是一種切實可行、先進的施工工藝，值得在大跨度預(yù)應(yīng)力等斷面連續(xù)梁橋施工中推廣使用，本文對該工程的施工方案進行多方面優(yōu)化設(shè)計，對該養(yǎng)護與加固工程施工工藝的分析，對同類橋梁的養(yǎng)護與加固具有一定的借鑒意義。以保證施工工程的順利實施以及過程中的安全、穩(wěn)定性。