２０１ ０ ＮＯ ０５ 工业技术 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｎｎｏｖｅ 鬲 话 大跨度预应力混凝土连续梁桥施工技术① 陈新新 （乌鲁木齐铁路局南疆吐库二线铁路建设指挥部 新疆库尔勒８４ １ ００ １） 摘要：在桥梁施工过程中，结构体系受力也不断的转换，各施工阶段的结构受力都将伴随着结构体系、约束条件和荷裁作用的变化而不 断变化。介绍了三种目前工种上常用的粱桥施工方法。通过实例，介绍了悬臂浇筑方法施工的要点及监控措施，供参考。 关键词：预应力混凝土 连续梁 施工监控 中图分类号：Ｕ４４ ５．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—０９８Ｘ（２０１Ｏ）０２（ｂ）一００６３—０２ 前言 改革开放后，国民经济持续高速发展，公路运输需求强劲增 长，公路基础设施建设丌始发生了很大的转变。短短十儿年『日Ｊ，我 工方法主要有：预制粱的逐孔施工法、移动支架法、移动模架法。随 连续操作。桥越长，施工设备的周转次数愈多，其经济效益越高。对 于跨径在７５ｍ以下的多跨桥梁，则以逐孔施工法最为经济。逐孔施 国高速公路的发展走过了发达国家高速公路发展一般需要几十年 着城市高架道路、轻轨交通的建设，该方法逐渐被广泛采用。 完成的发展历程。高速公路及其他高等级公路的建设，改善了我国 桥梁的施工要经历一个长期而复杂的施工过程，在这施工过 公路的披术等级结构，政变了我国公路事业的落后面貌，同时也大 程中，结构体系受力也不断的转换，各施工阶段的结构受力都将伴 大缩短了我国同发达国家之间的差距。与此同时，高等级公路的快 随着结构体系、约束条件和荷载作用的变化而不断变化。由于施工 速发展对公路桥梁的设计及施工技术提出了更高的要求，推动了 过程中受到影响因素繁多、复杂，比如材料的性能、施工荷载、预应 公路桥梁技术水平的提高，住软基处理、冻土施工、路面材料及路 力损失、混凝土收缩徐变、温度等，这些不确定的因素给桥梁结构 面结构设计、桥梁隧道建设等方面，一批新材料、新工艺、新技术得 实际状态与理想状态造成差异，因此在桥梁施工过程中有必要对 到推广应用，比如各种大跨度预应力混凝土连续梁桥的设计、施工 桥梁的实际反应（高程、线形、应力等）实施严格的全过程施工控制， 技术等。２００８年６月建成通车的苏通长江大桥是桥梁创新建设的典 保证桥梁建造质量、确保施工过程的安全，以及成桥结构内力和线 型代表，带动了我国桥梁建设住标准规范、计算理论、结论分析、模 形等符合设计要求。随着预应力技术和施工控制方法的发展，各种 型实验、材料科学、施工工艺、监测控制、专业设备等方面的进步。 施工方法也得到了相应迅速的发展，大大增强了混凝土桥梁在实 用上和经济上的竞争性。 １大跨度梁桥施工方法 大跨度连续梁桥足我国目前广泛采用的 种桥型，施工方法 ２工程实例 上主要有ｉ种： ２．１工程概况 （１）悬臂法施工。悬臂施工法指混凝土梁由墩顶节段开始逐渐 某跨河大桥位于江西省，是为了配合新城区的开发而建的一座 向两侧增加节段形成，已完成的节段承受下一个节段及施工机具 跨江的大型城市桥梁。主桥上部结构为９７．０ｍ＋１２８．０ｍ＋９７．Ｏｍ三跨变 重量，在每一节段住达到设计强度时，施加预应力使之与前一节段 高度预应力混凝土连续箱梁结构。全长３２２．Ｏｍ，桥宽２１．６．Ｏｍ，为单 连成整体，然后施工下一个节段。这种施工方法从开始施工到最后 箱单室结构。箱梁为三向预应力混凝土结构，顶面宽度为２１．６．Ｏｍ， 成桥，其荷载工况随工程进度不断变化、桥梁结构要经过多次体系 箱宽为１０．Ｏｍ。箱梁根部梁高为６．８０ｍ，边跨及中跨合拢段梁高为 转换，内力和变形也随之变化，施工进度过程状态直接影响成桥的 ２．８７．Ｏｍ，梁底下缘按二次抛物线设置。设计荷载为汽车－２０级， 线形和『大Ｊ力状态，其优点足它不仪 施工期间不影响桥下通航或 挂车一ｌＯ０。 行４ｉ，同时密切配合设计和施工的要求，充分利用了预应力混凝上 ２．２施工方案 承受负弯矩能力强的结构特点，将跨中止弯矩转化为支点负弯矩， 本桥施工方案初步设想采用悬臂浇筑方法施工，在施工过程 提高了桥梁的跨越能力、适合公路或铁路的大型桥梁的施工，目前 中考虑设置临时支撑，大跨径预应力连续梁桥的施工采用分阶段 工程中此法采用较多。 逐步完成的悬臂施工方法时，结构的最终形成必须经历一系列的 （２）顶推法施工。顶推法的施工是沿桥纵轴方向的台后开辟预 施工过程，对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分 制场地。分节段预制混凝土梁身，并用纵向预应力筋连成整体，然 析，是桥梁施工控制最基本的内容之一。大多数情况下，采用规范 后通过水平液压千斤顶施力，借助不锈钢板与聚四氟乙烯模压板 设计参数计算的结构内力和位移均较实测值大，这对设计是偏于 特制的滑动装置，将梁逐段向对岸顶进，就位后落架，更换正式支 安全的，但对于结构施工控制来说是不容忽视的偏差，因为它将直 鹰完成桥梁施工。该方法主要特点有：临时设备费用比较少，能够 接影响到成桥后结构线型及内力是否符合设计要求。因此，在计算 多次循环使用小型的模板；劳动强度小，施工作业安全，对桥下交 中除了考虑设置永久支座外，在悬臂施工期间设置了４个临时竖向 通无影响；如果在制梁平台上设置棚盖，则可形成工，一式作业，不 约束，以模拟实际施工的临时支撑。本次计算实际共划分为２６个施 受外界环境影响，易于保证质量；但由于顶进过程中每一截面都要 工阶段和２个运营阶段，严格和实际施工状态相对应。 经受反复弯矩，牛闩应的用筋量有所增加。顶推的施工方法很多，依 为了达到施工控制的目的，我们必须首先通过计算来确定桥 照顶推的施力方法、顶推的方向和支承系统可以分为很多类：按施 梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形的理想状态，以此为依 力方法分为单点顶推和多点顶推；按顶推方向分单向顶推和双向 据来控制施工过程中每个阶段的结构行为，使其最终成桥线型和 顶推；按支承系统分为设置临时滑动支承顶推和使用永久支座兼 受力状态满足受力要求。 用的滑动支承顶推。顶推法施 在预 力混凝土连续梁桥施工Ｅ ２．３施工控制的措施 应用也较为广泛。 预应力混凝土工程施工工艺较复杂， 质量要求较高，随着大 （３）逐孔施工法。逐孔施Ｉ 法是中等跨径预应力混凝土梁桥常 跨度、大悬挑构件的不断出现，预应力构件会越来越多。因此从设 采用的一种施工方法，将连续梁分为若干梁段，预制时对梁段先施 计到施工的所有技术人员都应精心设计、精心施工，编制科学合理 加・部分预应力，以承受自重，然后逐孔安装施工。它使用一套设 的施工方案严格按照施工验收规范、操作规程作业，同时应不断应 备从桥梁的一端逐孔施工。采用逐 Ｌ施＿＿『＝的主要特点在于施工能 用新技术、新材料、新工艺确保工程施工质量。在本工程施工过程 ①作者简介：陈新新（１９６３一），男，助理工程师，乌鲁木齐铁路局南疆土库、库阿二线铁路建设指挥部安全质量部副部长，主要从事铁路 建设工作。 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ６３ 蠹两ｌ２ ０ １ ０ Ｎ；－Ｏ －．－ ０ ５ｄ Ｔｅｃｈｎ。ｌ。ｇｙ １ｎｎ。ｖａｔＩ。ｎ Ｈｅｒａｌｄ 工业技术 在实际施工中，检查曲线孔道竖向坐标时经常遇到跨中处坐 中，我们实行工期目标管理，建立岗位责任制，签订包保责任状，明 影 确各级管理人员的职责，完善考核及奖罚制度，实行分工负责。各 标偏高与支座处坐标偏低的现象，降低了预应力筋的有效高度，我们采取了防治措施：在本项目中， 职能部门进行目标管理，按工序分工把守，围绕工期制定进度计 响梁的承载力。针对这种情况，口】坐标以预埋的波纹管中心线为准。在编制施 划、工作计划。每月检查落实情况，定期召开工程例会，及时掌握施 曲线预应力筋的竖ｒ工组织设计期间，应核对曲线预应力筋的坐标高度是否会引起波 纹管与梁的钢筋相碰。如遇到这种情况，就及时与设计人员商讨， ２．３．１施工监控目的 （１）采取科学有效的措施对箱梁挠度实施监控，预测分析、实时 能否调整钢筋的规格和排列方式，不得已时考虑降低波纹管的坐 标高度。至于任其它部位，钢筋应避开波纹管，不得影响波纹管的 调整，以达到大桥实际线形尽可能地吻合设计线形； 跨中） （２）通过在箱梁、主墩关键部位埋设应力传感器进行大桥应力 曲线形状。各施工小组应分解绘制预应力盘曲坐标图，支座（处钢筋与预应力筋孔道排列详图，并交待给有关操作人员。施工中 监控，确保大桥的安全施工。 加强督促检查，严格按图施工。 ２．３．２施工措施 工动态，了解各项目进度情况。 （１）在悬臂施工过程中，精密监控梁桥的挠度和施工标高。 （２）对悬臂施工实行第三方监测，确保挠度和施工标高的测量 ３结语 该桥施工历时１年零７个月，主桥合龙后线形流畅，预拱度设置 准确无误。 （３）预应力钢绞线在具体张拉过程中，及时与设计院沟通，以便 合理，各项监控内容均达到了预期的效果，监控结果也均满足设计 核对延伸量，同时也是验证预应力有关参数的准确性。经现场实 文件及相关规范的规定。通过对该桥大桥主桥１２８米预应力混凝土连续梁桥的施工和 测，施工过程中延伸量和理论延伸量符合较好，满足设计要求。 （１）该施工工艺实现了整体张拉、 （４）悬臂施工按照对称平衡的原则进行施工，施工过程中应随 施工控制的实践，我们的得出：时注意两悬臂不得出现不平衡荷载。 （５）预应力钢筋张拉时，应以引伸量和应力进行双控，但应以引 伸量控制为主，这样才能保证梁体中预应力钢筋发生瞬时损失后 的应力满足设计要求，同时，在施工中应加强管理，尽量采用两端 张拉，并使混凝土早强而减少徐变和弹性压缩损失，保证梁体中的 整体放张，保证了逐根钢绞线受力均匀，张拉、放张速度快，并保 证了梁端部混凝土质量。合拢时合拢段的相对高差也在５ｍｍ以 内，合拢时不需要进行压重和纠偏。这样就保证了成桥后桥面线 型平顺，与设计相吻合。（２）张拉、放张采用拉杆系统，可以多次张 拉、放张，方便易行，并且采用螺母锚固安全可靠、回缩值小。由于 拉杆系统的使用，可以大量节约钢绞线，降低了成本，增加了效 有效预应力满足设计要求。 屎证了桥梁变形、 （６）为了避免施工不平衡荷载的出现，悬臂施工段除了施工机 益。确保了施工过程中结构的可靠度和安全性，具外，不得堆放其它物品和材料，以免引起挠度偏差。 梁段的挠度变化和结构的应力状态符合设计要求。 （７）加强温度控制。温度是影响主梁挠度的最主要的因素之～一， 温度变化包括日温度变化和季节变化两部分，１３温度变化比较复 杂，尤其是日照作用，季节温差对主梁的挠度影响比较简单，其变 化是均匀的。因此为了摸清箱梁截面内外温差和温度在截面上的 分布情况，在梁体上布置温度温度观测点进行观测，以获得准确的 温度变化规律。 （８）加强养护。养护采用蒸汽养护，养护槽内通人蒸汽管道，用帆 参考文献 ［１】范立础．桥梁工程（上）【Ｍ】北京：人民交通出版社，２００１． 【２】李绍通．公路桥梁预应力混凝土施工中的问题和处理【Ｊ】．中国 港湾建设，２００６． ［３］李国平．预应力混凝土结构设计原理［Ｍ】．北京：人民交通出版 社，２００２． 布覆盖严实，养护时应特别注意升降温速度不可太快，应保证２５℃ 左右，以防止产生混凝土温度裂缝。 ［４Ｊ陈永良．浅谈预应力混凝土箱梁的外观质量控制【Ｊ】．山西建筑， ２００７，３５（２）：２２１～２２２． （上接６２页） Ｊ．Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｍａｔｈ ７（２），ｌ９９４，２２１．２２４． 表１，表２可以看出式（７）的结果更好一些，而且式（７）的算法更好 【４］Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ Ｇ Ｕｂｅｒ ｄｉｅ ｇｌｅｉｃｈｕｎｇｅｎ，ａｕｆ ｗｅｌｃｈｅ ｍａｌｌ ｂｅｉ ｄｅｒ ｕｎｔｅｒｓｕｃｈｕｎｇ ｄｅｒ Ｌｉｎｅａｒｅｎ ｖｅｒｔｅｉｌｕｎｇ ｇａｌｖａｎｉｓｃｈｅｒ ｓｔｒｏｍｅ 寻找，更易于在操作。另外，从上面的推论的结论，可以把它推广到 ｇｅｆｕｈｒｔ．Ａｎｎ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，１ ８４７，７２：４９７～５Ｏ８． 简单连通有向图的谱半径估计问题上面来。 ［５】Ｂａｐａｔ Ｒ Ｂ，Ｇｒｏｓｓｍａｎ Ｊ ｗ；ＫＬｌｌｋａｒｕｉ Ｄ Ｍ。Ｇｅｍｅｒａｌｉｚｅｄ ｍａｔｒｉｘ 参考文献 ［１】Ｂｅｌａ Ｂｏｌｌｏｂａｓ．Ｍｏｄｅｍ Ｇｒａｐｈ Ｔｈｅｏｒｙ（影印版）．北京：科学出 版社，２００１． ［２］Ｊ．Ａ邦迪等著，吴望名等译，图论及其应用．北京：科学出版社， ｌ９８４． ｔｒｅｅ ｔｈｅｏｒｅｍ ｆｏｒ ｍｉｘｅｄ ｇｒａｐｈｓ．Ｌｉｎｅａｒ ａｎｄ Ｍｕｌｔ山ｎｅａｒ Ａｌｇｅｂｒａ， ｌ９９９．１６：１ ３—２Ｏ． 【３］Ｒ．Ｇｒｏｎｅ，Ｒ．Ｍｅｒｒｉｓ，Ｔｈｅ Ｌａｐｌａｃｉａｎ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ａ ｇｒａｐｈ，ＳＩＡＭ 表１ 公式２－７对图Ｇ１，Ｇ２的拉普拉斯谱半径的上界估计值 图 （； （Ｇ） （２－７）ｋ－Ｉ （２ ７）ｋ－２ （２ ７）ｋ－３ （２ ７）ｋ￣４ （２ ７）ｋ ５ （２ ７）ｋ－６ ５．１９５ ６．０００ ５．８０００ ５．７５８６ ５．６８８６ ５．６４８４ ５．６２６７ Ｇ， ４．３４３ ５．０００ ４．８０００ ４．７３００ ４．７３６８ ４．７３３Ｏ ４．７３２４ 表２现有数据对图Ｇ１，Ｇ２的拉普拉斯谱半径的上界估计值 图 （Ｇ）ｌ ｋ一－ｌ ｌ ｋ＝２ ｌ ｋ＝３ ｌ ｋ：４ ｌ ｋ：５ １ ｋ－－６ （ ５．１９５ ｌ ５．８３７ ｌ ６．８２８ ｌ ６．１２３ ｌ ６．０００ ｌ ６．４２４ ｌ ６．６９０ Ｇ、 ４．３４３ ｌ４＿８００ ｌ ５．４４９ ｌ ４．８２８ ｌ４．７２０ ７０２ ｌ ５．４６４ ６４ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ