中等跨径预应力混凝土桥梁施工技术

中等跨径预应力混凝土桥梁施工技术

摘要：本文就中等跨径混凝土桥梁技术进行了探讨。 关键词：预应力；混凝土桥梁；施工技术 中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号： 1．前言

中等跨径预应力混凝土桥梁泛指跨径在30m以下，有简支、连续等各种体系预应力混凝土桥梁。其中连续体系无论在力学性能还是运营条件等方面均比简支体系有明显的优点，施工难度又较悬臂体系容易，因而在中等跨径的预应力混凝土桥梁中，连续体系被广泛应用，本文论述以连续体系为例。 2．预应力理论分析

预应力混凝土的内部应力和分布规律有利抵消荷载作用下产生的拉应力，使混凝土构仵不致开裂或减少裂缝开展的宽度。 定义：混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度混凝土，设法在混凝土结构件，用荷载预先对受拉区的混凝土施加压力后的混凝土就是预应力混凝土。

目的：预应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。 分类：预应力值大小对构件截面裂缝控制程度的不同分类： 1）预应力混凝土在使用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现

拉应力的构件，属严格要求不出现裂缝的构件。

2）部份预应力混凝土允许出现裂缝，但最大裂缝宽度不超过允许值的构件，属允许出现裂缝的构件。

3）预应力钢筋将预应力钢筋的外表面涂以沥青，油脂或其他润滑防锈材料，以减小摩擦力并防锈蚀，并用塑料套管或以纸带,塑料带包裹，以防止施工中碰坏涂层，并使之与周围混凝土隔离，而在张拉时可沿纵向发生相对滑移的后张预应力钢筋。

4）构件的耐疲劳性能。因为具有强大预应力的钢筋，在使用阶段因加荷或卸荷所引起的应力变化幅度相对较小，故此可提高抗疲劳强度，这对承受动荷载的结构来说是很有利的。连续体系桥梁下部结构受力和构造简单，有变形和缓，伸缩缝少，刚度大，行车平稳，超载能力大，养护简单等优点，在近年公路建设中得到广泛应用。连续体系在受力上属超静定体系，基础墩台的不均匀沉降会使梁内产生不利的附加内力，连续梁要承受正负两种弯距，基于这些力学点，制定了有关施工工作重点。 3．预应力桥梁的施工 3．1基础施工是施工重点

由超静定体系力学性质可知，墩台基础不均匀沉降会使主梁产生不利的附加力（此种内力会随混凝土的塑性性质随时间减少），连续体系桥梁对基础要求较严。灌注桩基础是目前应用较为广泛的桥梁基础，施工中考虑不周、操作不当或因其它因素造成的问题，

往往要补桩或钻孔压浆，费时费力，使工程陷入被动。因此，严格进行事前准备工作的检查，施工中发现事故苗头并采取措施是这一阶段施工人员的任务。

1）实际地面高程设计。一排桩只提供一个地面高程，而同排桩位的地势往往变化很大，施工人员要根据各桩位实际地面高程，结合预计钢筋笼外长度搭接焊长度，查施工钢筋笼下料长度，保证笼底高程的准确，而钢筋笼是否达到设计深度对桩基的使用性能影响较大。

2）钢筋笼定位后要进行全站复测，防桩变位偏差过大。 3）成孔后的要点是检查回淤厚度，注意不应采用加深孔底深度方法来代替清孔。沉淀层过厚一方面不利混凝土灌注，重要的是会严重降底桩的承载力，而加深孔底深度增加的承载力是远不能补偿清孔不力造成的承载力损失。

4）混凝土远输车，现代化拌和站，高强度卡口导管等现代化施工机具的普及，基本避免了在灌注过程中易出现的事故，而值得注意的是在钻孔过程中易常发生的事故，如缩径、扩径、坍孔、梅花孔等，其中缩径最具有隐蔽性和危害性。在钻孔过程中有缩孔倾向而未进行处理，成孔检测又马虎，那么缩径就会在混凝土灌注过程中体现出来。这就要求施工人员一定要旁站灌注全过程，熟记灌注施工各种数据，一旦混凝土面上升幅度超过限值，则要考虑到有缩孔的可能（先要排除拌和站运输车计量问题）此桩应经无破损检测

（超声波或静载加荷）试验，判定是否可用，如现场判定缩径严重，则应按废桩处理。塑性土遇水膨胀有卡钻现象。要延缓进度，并上下反复扫孔，施工自检人员和监理人员在成孔后要认真检测各项指标，不给工程留下隐患。

5）基础工程而言，桩位准确是基本要求。施工人员不但要依据坐标复测施工桩位，还要根据相关结构（如桥台，盖梁，预制大梁，湿接缝）复核坐标，有条件的可采用计算机模拟放样，可避免较大的误差。

3.2预制大梁的施工

有支架就地浇注施工是古老的施工方法，多用于互通立交桥和城市高架桥中的中、小跨径梁桥以及一些造型新颖的景观桥梁。3.2.1孔架设法主孔架设法是逐孔装配、逐孔现场浇筑和逐孔架设、连续施工的一种方法，它适合于中等跨径。桥长大于500m，宜选用等截面梁的施工方法。3.2.2移动支架法移动支架法适合于等截面梁、中等跨径的长桥。3.2.3浇筑法施工预应力混凝土连续梁桥梁的特点预应力混凝土连续梁桥的施工方法很多，有支架现浇法、悬臂浇筑和悬臂拼装法、顶推法、移动模架法、大型浮吊施工和旋转施工法等。其中自架设体系施工方法一悬臂浇筑和悬臂拼装施工法应用最广，特别在1953年悬臂法成功问世以来，预应力混凝土连续梁桥有了飞速的发展。我国已建成的跨度较大的预应力混凝土连续梁桥大部分采用此法施工。悬臂浇筑法又称无支架平衡伸臂法、

挂篮法、吊篮法。它是以已经完成的墩顶段(通常称“0”号块)为起点，通过悬吊的挂篮进行立模、浇筑混凝土、张拉预应力钢筋，逐段对称地向两侧跨中合拢，形成整桥。悬臂浇筑法施工预应力混凝土连续梁具有如下特点：1）混凝土连续梁桥的结构受力状态有利于悬臂施工，即悬臂施工时的受力与成桥后的结构受力较为接近。施工时的预应力筋张拉既是施工时的临时需要，又是成桥后的结构受力筋;2)作为无支架施工，有利于通航河流建桥、有利于深山峡谷之间建桥，有利于城市立交建桥，不妨碍桥下净空，不影响桥下交通;3)利于节省施工费用，降低工程造价。因为挂篮结构简单，成本低廉，逐段浇筑混凝土无需大型吊装设备;

4)利于施工作业，加快施工进度。每个节段施工(包括立模、钢筋绑扎、管道定位、混凝土浇注、预应力张拉、管道压浆等)均在挂篮内进行，挂篮可设顶棚和养生设备，施工较少受环境影响，可以保证施工的连续性，每个墩至少有两个工作面平行作业，几个墩可同时施工，各作业面互不干扰，施工速度较快，施工进度有保证; 3.3安装工程的施工

预制梁的安装是桥梁工程施工中的关键工序。此阶段施工工作应以保证安装客观存在安全为原则，并检查施工方制定的安装方案，分析和计算承力设备的受力情况，采取周密的安全措施，在施工中监督，检查方案执行情况，根据实际情况对方案进行完善。 3.4湿接缝施工

对湿接缝工程的施工除常规工作以外，还要注意施工方是否按设计程序施工。为使简支转连续这一过程不造成“二次内力”图纸均明确规定各个湿接缝的先后施工顺序，临时支座拆除顺序以负弯矩预力筋的张拉顺序。施工人员应在此阶段监督、规范施工行为，确保转变过程顺利完成。 3.5桥面混凝土铺装

1)桥面混凝土铺装层可增加桥梁上部结构的横向刚度，提高主梁的承载能力。一般情况下，在承担外荷载时，普通混凝土作铺装层可将其厚度的45％～55％计入与主梁共同承担外力；钢纤维混凝土作铺装层时，可将其厚度的60%～70%计入与主梁共同承担外力。 2)桥面混凝土铺装层的耐久性不但与铺装层材料及其与梁体顶面的粘结性能有很大的关系，而且混凝土铺装层的厚度和均匀性对其也有着很大的影响。研究证明，混凝土铺装层的合理厚度为120mm左右。选用钢纤维混凝土时，混凝土铺装层厚度可相应减薄1/4，但最小厚度不宜小于80mm。

3)针对试验得出桥面混凝土铺装层及其与桥面板的受力特点，提出了混凝土铺装层厚度的计算方法和一些有关加强桥面混凝土铺装层耐久性的措施及方法。

4)混凝土铺装层的受力特点是铺装层与主梁界面处在单调集中力作用下拉压应力交替出现，影响范围约为加载面尺寸的二倍，这是导致铺装层疲劳破坏的主要原因。

3.6 伸缩缝的构造

要求伸缩缝在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向，均能自由伸缩，牢固可靠，车辆行驶过时应平顺、无突跳与噪声；要能防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞；安装、检查、养护、消除污物都要简易方便。在设置伸缩缝处，栏杆与桥面铺装都要断开。 3.7伸缩缝的类型

1)镀锌薄钢板伸缩缝：在中小跨径的装配式简支梁桥上，当梁的变形量在20—40mm以内时常选用。

2)钢伸缩缝:它的构造比较复杂，只有在温差较大的地区或跨径较大的桥梁上才采用，钢伸缩缝也宜于在斜桥上使用。 3)橡胶伸缩缝：它是以橡胶带作为跨缝材料。这种伸缩缝的构造简单，使用方便，效果好，在变形量较大的大跨度桥上，可以采用橡胶和钢板组合的伸缩缝。 4．结语

桥梁的施工工作，影响因素多种多样，施工人力物力的配备，个人技术素质，政治觉悟的高低，施工队实力强弱，任何一个因素都可能影响施工的主要因素，这就要我们技术人员总结经验，提高水平，才能在实际中更好的完成工作。