变截面预应力连续箱梁悬浇施工控制

２０１３年第４期　广东公路交通　ＧｕａｎｇＤｏｎｇ　ＧｏｎｇＬｕ　ＪｉａｏＴｏｎｇ　总第１２７期　文章编号：１６７１—７６１９（２０１３）０４—００５４—０４　变截面预应力连续箱梁悬浇施工控制　张金洲　（广东华路交通科技有限公司，广州５１０４２０）　摘要：我国目前在内河上建设的桥梁，多采用悬浇变截面预应力混凝土连续箱梁的形式。以石岐河特大桥施　工为例，有针对性地提出了变截面预应力连续箱梁悬浇施工过程中的控制要点，着重对临时支撑固结进行了　介绍。　关键词：　变截面预应力连续箱梁；悬浇；施工控制　中图分类号：Ｕ４４８．２１５　文献标识码：Ｂ　Ｏ　概　变截面预应力混凝土连续箱梁结构刚度大、　桥面变形小、动力性能好、变形曲线平顺、有利于　高速行车，因此在我国桥梁建设上广泛应用。在　固结支座，安装桥墩永久支座。　（２）在桥墩承台上设临时钢管砼支撑墩（先浇　筑一部分钢管砼支撑墩，以作为Ｏ　块支架支撑）。　（３）主墩０　块利用钢管混凝土临时支撑墩搭　变截面预应力混凝土连续箱梁施工中，合理地选　择施工方法、科学地组织施工对工程质量具有十　分重要的意义。　设托架，在临时支墩上横向安放贝雷片，在贝雷片　上纵向安放１２５工字钢铺设底模，搭设完成后进行　预压。支架预压后安装侧模板、顶板模板、钢筋，　进行０　块施工。待０　块浇筑完成，砼强度达到设　石岐河特大桥是国家高速公路珠江三角洲环　线广东省中山市沙溪至月环段路线上的一座特大　计强度后，张拉预应力束并压浆。　（４）０　块浇筑张拉完成，在Ｏ　块上安装挂篮并　预压。因Ｏ　块为８ｍ，长度较短，所以２个挂篮需暂　时连接在一起。　型公路桥梁。全桥长７６１．０６ｍ，最大跨径１１０ｍ，基　础为钻孔灌注桩基础。　石岐河特大桥４　一７　墩为６２ｍ＋１１０ｍ＋６２ｍ　的变截面预应力连续梁，其中４　、７　墩为过渡墩，　（５）１　块悬浇完成后，２个挂篮分离前移，将钢　管砼支撑墩的钢管接长，和预埋在０　块箱梁底板　的预埋钢板焊接。钢管顶部不便于灌注砼，压水　５　、６　墩为主墩、单箱单室结构，每单幅箱梁底板宽　８．０ｍ，顶板宽１６．４ｍ，主跨箱梁截面高度从墩顶处　６．３ｍ按照２．０次抛物线变化到跨中处为３．Ｏｍ。　泥浆以保证密实。　（６）继续悬浇２　～ｌ３　块。　（７）当挂篮悬浇到９撑段时，开始搭设ｌ５　块边　跨现浇段支架，支架进行预压后现浇直线梁段。　现浇支架采用钢管桩基础，钢管桩横向安放型钢，　纵向上安放贝雷片，在贝雷片上横向安放Ｉ２５工字　各单“Ｔ”共ｌ５个块件，其中Ｏ　块长８ｍ，采用支架　现浇，１　块长３ｍ，采用挂篮悬浇施工，２　～１３　块为　挂篮悬浇块，块件长度３．０ｍ～４．５ｍ，块件长度组　合为３　Ｘ　３．０ｍ＋５×４．０ｍ＋４×４．５ｍ，其中５　块的　重量最大为１６８．２ｔ；１４　块为合拢段长２ｍ，１５　块为　边跨现浇段长５．８８ｍ，采用支架现浇。　钢和底模。　（８）１３　块悬浇完成后，挂篮对称下放底篮，并　１　施工要点　１．１施工顺序　后退以便进行边跨合拢段施工。　墩顶０　块的浇筑一挂篮悬浇施工一边跨箱　梁现浇段施工一合拢段施工。　１．２施工要点概述　（１）５　墩、６　墩墩身施工完毕后，浇筑墩顶临时　（９）边跨合拢段ｌ４　块施工：将１５　块现浇段下　的纵向贝雷片接长３ｍ到１３　块下，用穿过１３　块预　留孔的吊杆将贝雷片收紧后，在贝雷纵梁上安装　ｌ４　块合拢段的模板钢筋，选择适当的时机安装合　作者简介：张金洲（１９７８．０９一），男，大学本科，路桥工程师，从事高速公路施工监理工作。Ｅ—ｍａｉｌ：３４４４３４８１２＠ｑｑ．ｃｏｒｎ　・５４・　２０１３年第４期　张金洲　变截面预应力连续箱梁悬浇施工控制　总第１２７期　拢劲性骨架，浇筑边跨合拢段砼。待砼强度达到　设计强度的１００％后张拉预应力钢束。　（１０）待１４　块边跨合拢段张拉压浆完成后，先　拆除钢管砼临时墩，再左右对称人工凿除临时支　座。　１．Ｏｍ，曲线上为０．５ｍ。定位架应与箱梁纵横向钢　筋点焊连接。管道的制作、安装及连接必须保证　质量，现场在预应力管道附近对钢筋等施焊时，应　采取保护管道的措施，严禁因管道漏浆造成预应　力管道堵塞。　（１１）安装中跨合拢段吊架，安装模板、钢筋，　在合拢口两端设置合拢段混凝土一半重量的配　重，选择适当的时机安装中跨合拢劲性骨架，浇筑　（７）梁段混凝土强度达到设计强度的９０％　（且梁段混凝土龄期不小于７ｄ）时，方可进行该梁　段的预应力钢束张拉。预应力钢束张拉应按设计　张拉顺序、张拉控制应力及工艺进行。预应力张　中跨合拢段砼。砼浇筑时逐步卸载配重，使合拢　段处于平衡加载过程中，待合拢段砼强度达到设　计值后张拉预应力钢束。　（１２）拆除挂篮等所有的施工临时荷载，进行　桥面铺装和防撞栏施工。　２施工注意事项　（１）采用挂篮施工的梁段，必须对称平衡浇筑　施工各单“Ｔ”浇至最大悬臂，然后浇筑边跨合拢　段，再浇筑中跨合拢段，解除墩梁临时固结，完成　体系转换，成为ＰＣ连续箱梁。　（２）箱梁浇筑过程中，应严格控制箱梁线型，　使之符合设计要求。各悬浇单“Ｔ”悬浇完成后，相　邻两悬臂端的相对竖向标高差不应大于ｌＯｍｍ，轴　线偏差不大于ｌＯｍｍ。悬臂浇筑过程中，应按相关　要求，确定是否在每个块件的前端顶、底板布设测　点及箱内埋设有关测试元件，加强变形观测，对箱　梁标高、线型及轴线等进行控制调整。　（３）箱梁挂篮悬浇施工，原则上应对称、平衡　进行，并严格控制浇筑各梁段混凝土时的超方，任　何梁段实际浇筑的混凝土重量不得超过该梁段理　论重量的３％。箱梁顶板顶面混凝土的平整度控　制在５ｍｍ内，箱梁底板厚度亦应予以严格控制。　（４）挂篮结构应轻便合理。施工挂篮及其机　具重量不得超过设计规定值。挂篮拼装好后，应　检算其承载能力，并实测挂篮变形值，为箱梁悬臂　浇筑施工控制提供可靠的依据。　（５）钢绞线和预应力粗钢筋进场后，必须按有　关规定对其强度、外观尺寸、初始应力和力学性能　等进行严格试验。锚头应进行裂缝探伤检验，夹　片应进行硬度检验，锚具应进行组合锚固性能试　验。同时应就实测的弹性模量和截面积对计算伸　长量作修正。　（６）本桥纵向预应力管道采用波纹管形成。　管道应严格保证弯曲坐标及弯曲角度，用“井”字　及“ｕ”定位架精确定位，定位架间距在直线段为　拉用的千斤顶应按有关规定定期标定，并做好张　拉记录。　（８）施加预应力必须采用张拉吨位和钢束引　伸量双控。钢束张拉时应在初始张拉力（可取设　计张拉吨位的１０％）状态下作出标记，以便直接测　定各钢绞线的伸长量。当预应力钢束张拉吨位达　设计吨位时，实际伸长量与理论伸长量误差不得　大于±６％，否则应停下检查，分析原因，采取相应　措施处理后方可继续张拉。　（９）钢束张拉时，应尽量避免滑丝、断丝现象。　当出现滑丝、断丝时，其滑丝、断丝总数量不得大　于该断面总数的１％，每一钢束的滑丝、断丝数量　不得多于一根，否则应换束重新张拉。　（１０）为确保结构受力符合设计要求，应严格　控制竖向预应力张拉施工质量。要求每根竖向预　应力钢筋锚固后，必须进行复拉。　（１１）合拢段采用劲性骨架合拢，视实际控制　情况在悬臂端加压水箱，在一天中气温最低时，在　尽可能短的时间内，采用平衡施工法浇筑合拢段　混凝土。合拢段劲性骨架要求焊接迅速完成，并　形成刚接。焊接时在预埋件周边混凝土上浇水降　温，避免烧伤混凝土。合拢段混凝土达设计强度　的１００％后方可进行合拢段预应力钢束张拉。　（１２）钢束张拉完毕，严禁碰撞锚具和钢绞线，　钢绞线剩余长度必须采用切割机切断并采用水泥　浆封锚。　（１３）锚固齿板内的钢筋应与腹板、底板钢筋　采用点焊连接；箱梁内平衡拉筋必须与底板内上　下层主筋点焊连接。　３　悬浇临时支撑固结施工　３．１　固结施工方案设计　（１）在永久支座垫石两侧设置临时支座，每侧　两个共４个临时支座，每个临时支座宽６２ｅｍ、长　３．７ｍ，采用Ｃ４０砼浇筑。每个临时支座内设置４５　・５５・　２０１３年第４期　广东公路交通　总第１２７期　根直径３２ｍｍ螺纹钢筋，下端锚固在墩身中１．５ｍ，　穿过临时支座在箱梁底板内锚固１．１ｍ（临时支座　位于横隔板和底板的倒角处，底板平均厚１．２ｍ），　并设弯钩加强锚固作用。　（２）在主墩两侧的腹板下再设置直径６３ｃｍ壁　厚９ｒａｍ的钢管混凝土临时支撑墩，纵向临时支撑　中心间距６．４ｍ，钢管内灌注Ｃ４０混凝土。钢管桩　底部焊接在预埋在承台上的钢板上，钢管桩顶部　焊接在预埋在箱梁底板的钢板上。预埋钢板厚　１５ｍｍ，预埋钢板上焊接直径２５ｍｍ的锚固钢筋。　（３）为确保安全，由监控单位埋设应变片监测　临时支座的受力情况，以临时支座内锚固钢筋不　出现拉应力为控制标准，以便及时调整。　３．２固结施工设计方案验算　３．２．１　当作用９５００ｔ・ｍ不平衡力矩时，临时支座　和钢管砼临时墩受力计算　按照图纸设计要求，临时支撑固结能够承受　的不平衡弯矩不小于９５００ｔ・ｍ，对设计方案按照　９５００ｔ・ｍ不平衡弯矩进行验算。　根据设计方案，按照设计箱梁、墩身、临时支　座和钢管砼临时墩的材料、尺寸、布置采用有限元　软件建立模型。在梁端加载１７５．９ｔ的集中力，梁　端距离主墩中线５４ｍ，１７５．９ｔ　Ｘ５４ｍ＝９５００ｔ・ｍ，从　而模拟设计要求的不平衡力矩。　经计算，受压侧每根钢管砼临时墩受压力为　４３９．８ｔ，另一侧钢管砼临时墩每根受拉力为　１０９．９ｔ；受压侧临时支座受压力为４１８８．ｉｔ，另一侧　临时支座受拉力为８４．５ｔ，　临时支座和钢管砼临时墩所产生的弯矩为　９５００ｔ・ｍ。　３．２．２一根钢管砼临时支撑墩的最大承载力验算　（１）单根钢管砼临时支撑墩的支撑力：　Ｎ＝　Ｎｏ＝０．７８×１３６９．５ｔ＝１０６５．４ｔ＞４３９．８ｔ　３．２．３　受压一侧临时支座验算　＝４１８８．１ｔ／４２３４８ｃｍ　＝９．９ＭＰａ＜１８．４ＭＰａ　（１８．４ＭＰａ为Ｃ４０砼设计抗压强度；４２３４８ｃｍ　为一　侧临时支座的面积）。　３．２．４受拉一侧临时支座验算　平均每根应力为：０．９４ｔ／（３．１４×１．６×１．６）　ｃｍ　＝１１．７　ＭＰａ＜２８０ＭＰａ。　３．２．５　受拉一侧钢管砼临时墩验算　平均每根应力为：６．１ｔ／（３．１４×１．２５×１．２５）　ｃｍ　：１２４ＭＰａ＜２８０ＭＰａ。　・５６・　根据以上计算，设计方案能够承受９５００ｔ・ｍ　的设计不平衡力矩，并且有较大的安全系数。　３．３固结施工要点　（１）施工承台、墩身时，注意按照设计图纸预　埋临时固结的螺纹钢筋、加强钢筋网片、预埋钢板　等预埋件。　（２）墩身施工完成，墩顶和临时支座间刷一层　油漆，以便日后拆除时脱开。　（３）立模板浇筑临时支座砼，注意和永久支座　垫石之间用海绵或模板隔开。　（４）临时支座砼顶面打磨平整并刷油漆作为　底模，便于日后拆除脱开。在施工主墩墩身和箱　梁时，派技术人员现场监控，确保锚固钢筋的施工　质量和混凝土的浇筑，保证临时固结的施工质量。　（５）１　块浇筑完成，挂篮移出后，向钢管内灌　注混凝土，并将钢管接长和预埋在箱梁底板的钢　板焊接，钢管桩顶部不便于灌注砼的部分可采用　压水泥浆，确保密实。　３．４临时墩固结的拆除　临时墩固结的解除过程是箱梁的重量由永久　支座和临时墩共同承担的状态，转化为箱梁重量　全部由永久支座承担状态的过程。４　～５　和５　～　６　墩结构形式也由刚结单悬臂梁转化为单悬臂简　支梁。　边跨合拢段施工完成后，进行体系转换。先　拆除两侧钢管砼临时支墩，再采用人工左右对称　凿除墩顶临时支座砼，临时支座砼凿除后，再割除　钢筋实现体系转换。每个临时支座配１名工人１　把风枪对称进行凿除，并派技术人员现场统一指　挥，凿除时由测量人员对箱梁、永久支座的标高变　化进行监测。如有异常，立即停止，查明原因后再　做处理。　临时支撑固结解除后，箱梁底板要打磨修饰　平整，对锚固人箱梁底板的钢筋，打磨平齐后，刷　防锈漆和与混凝土颜色相同的漆，确保箱梁底板　表面美观。　４　结语　（１）在临时固结施工前对施工人员进行技术　交底，对施工步骤、要求和注意事项进行细致的说　明和要求。在施工主墩墩身和箱梁时，安排技术　人员现场监控，确保锚固钢筋的施工质量和混凝　土的浇筑质量，保证临时固结的施工质量，挂篮施　工期间严格控制平衡施工。　２０１３年第４期　张金洲变截面预应力连续箱梁悬浇施工控制　总第１２７期　（２）解除固结施工时，安排技术人员在现场统　工的工程质量，同时也为后续同类型施工提供了　一指挥，严格控制临时墩凿除的施工顺序和凿除　经验。　进度，凿除按照约每１０ｃｍ左右一个阶段，控制各　参考文献：　临时墩凿除进度相差在１０ｃｍ以内，保证凿除的进　［１］周永兴，等．路桥施工计算手册［Ｍ］．北京：人民　度基本一致。　交通出版社，２００１．　（３）在凿除施工时，要连续对箱梁、永久支座　［２］林新元．预应力混凝土变截面连续箱梁裂后受力　进行检查，由测量人员对箱梁及永久支座的标高　性能研究［Ｄ］．西安：长安大学，２０１０．　变化进行监测。如有异常，立即停止，查明原因后　［３］郑文杰，陈章，田荣兵．红土地立交预应力连续箱　梁施工技术［Ｊ］．重庆建筑，２００７，（１０）：１７—２０．　再做处理。为了便于仔细检查，均安排在白天施工。　（收稿日期：２０１３—０４—１５）　（４）通过精细全面的质量控制，确保了悬浇施　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒ　Ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｃｒｅｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ＢＯＸ　Ｇｉｒｄｅｒ　ｗｉｔｈ　Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｃｒｏｓｓ．ｓｅｃｔｉｏｎ　ｚＨＡ　Ｇ　ｊｉｎｚｈｏｕ　（Ｇｕｎｇｄｏｎｇ　Ｈｕａｌｕ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１０４２０）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｂｒｉｄｇｅｓ　ｂｕｉｌｔ　ｏｖｅｒ　ｒｉｖｅｒｓ　ｉｎ　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｒｙ　ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｍｏｓｔｌｙ　ａｄｏｐｔ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍ　ｏｆ　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒ　ｂｙ　ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｉｎｇ　ｃａｓｔｉｎｇ．Ｔａｋｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｈｉｑｉｈｅ　Ｂｒｉｄｇｅ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｋｅｙｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｉｎｇ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｆｏｒ　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｉｔｈ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｅｍｐｈａｓｉｓ　ｂｅｉｎｇ　ｐｕｔ　ｏｎ　ｔｅｍｐｏｒａｒｙ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒ　ｗｉｔｈ　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎ；ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｉｎｇ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏ】　（上接第４６页）　考虑维修和养护引起的极端工况，提前做好设计，　以降低其他不可预测因素对其正常使用的影响。　以降低后续维修和养护的难度。　参考文献：　（２）注意横梁弧线形构造对承载力的影响，提　［１］林元培．斜拉桥［Ｍ］．北京：人民交通出版社，　高抗扭能力，降低钢束径向力。　”Ｕ４‘　（３）建议在设计阶段减小下塔柱刚度，降低横　［２］叶见曙・结构设计原理［Ｍ］・北京：人民交通出版　推力的方法改善下塔柱受力。兰　曼　必要时可采用设置顶　ｕｕ］‘曾亚Ｉ宣Ｉ：：Ｉ＋商ｌｌ－ｔ＋ｌ折Ｉ￣Ｉ儒．金塘大桥主通航孔桥的索塔施　（４）建议在索塔施工到一定高度时分批张拉　　工［Ｊ；［３Ｉ［４］项海帆．桥梁概念设计［Ｍ］．　＇２００９，（１）　．，１Ｉ………　。…～～　．北京：人民交通出版　下横梁预应力，控制好下横梁根部和索塔根部受　料２０】１　力，保证施工过程中横梁的结构安全。　（收稿日期：２０１３—０５—２２）　（５）在运营态横梁应尽可能做足压应力储备，　Ｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｉｓｓｕｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｃａｂｌｅ　Ｔｏｗｅｒ　Ｂｅａｍ　ＨＵＡＮＧ　Ｃｈｅｎ　（Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０５０７）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｉｅ　ｂｅａｍｓ　ｏｆ　ｃａｂｌｅ　ｔｏｗｅｒ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｓｈｕｎ　Ｂｒｉｄｇｅ，ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ，ｄｅ－　ｔａｉｌｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｓｏｍｅ　ｋｅｙ　ｉｓｓｕｅｓ　ｏｆ　ｔｉｅ　ｂｅａｍｓ　ｏｆ　ｃａｂｌｅ　ｔｏｗｅｒ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ，ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄ－　ｉｎｇ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｓｕｂｍｉｔ，ｗｈｉｃｈ　ｗｉｌｌ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｉｅ　ｂｅａｍｓ　ｏｆ　ｃａｂｌｅ　ｔｏｗｅｒ　ｏｆ　ｏｔｈｅｒ　ｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄ　ｂｒｉｄｇｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ　ｂｒｉｄｇｅ；ｔｏｗｅｒ；ｂｅａｍ　ｄｅｓｉｇｎ；ｃｒｉｔｉｃａｌ　ｉｓｓｕｅｓ　・５７・