铁路大跨度预应力混凝土刚构连续梁桥施工技术

摘要：随着技术研究的持续深入与工程经验的逐步积累,预应力混凝土连续刚构梁桥施工技术得到了快速发展,且取得较突出的工程应用效果。文章结合跨铁路刚构连续桥梁工程实例,对具体的应用要点展开探讨,体现在施工控制措施、各细分阶段的作业内容等方面。

关键词：跨铁路;刚构连续梁桥;挂篮预压;

冯家寨特大桥全长约为654.51 m，主墩连续梁采用(92+168+92) m连续刚构和2×50 mT结合的结构布置方案。桥梁跨越冯家寨深切河谷及乡道，在河谷两侧设墩，6#主墩高120 m、7#主墩高129 m，使用了56根Ф2.5 m的桩基。

2 大跨度预应力混凝土连续梁桥的施工控制措施

2.1 加强线形控制

线形是桥梁施工中的重点控制对象，结构变形将影响桥梁结构的布设位置，偏离预设要求，偏差过大会明显加大合龙难度，甚至出现无法正常合龙的情况，轻则影响桥梁的外观，重则威胁桥梁的稳定性。在施工期间应采取有效的线形控制措施，最大限度减小线形误差。

2.2 加强应力控制

应力是影响桥梁整体安全性的关键指标，在桥梁施工以及使用阶段，应力均应控制在合理范围内。为准确判断桥梁的应力状态，宜将观测点布设在危险截面处，观测后得到具体的应力值，若该值与设计应力的偏差超出许可范围，需要查明原因，采取控制措施。

2.3 加强结构稳定性控制

桥梁的安全状况还与结构的稳定性有关。在施工期间，有必要做好结构变形观测工作，根据实测结果判断桥梁结构的稳定状态，若存在异常则及时采取控制措施，消除不良因素的干扰，全面保证桥梁的稳定性。观测是正确开展稳定性控制工作的前提，观测时需要重点考虑结构内力和变形，对桥梁的稳定性进行综合评价。

2.4 加强安全控制

采取安全控制措施时，需要将其落到桥梁施工、使用全流程中，从源头上消除安全隐患，创设安全的桥梁施工以及使用环境。

3 铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥施工要点

3.1 临时支墩的设置

悬臂施工期间存在梁体自重作用和不平衡弯矩，为有效承受此类作用力，设4个临时支墩。支墩基础均采用承台混凝土基础，各支墩设置Ф1 600×12钢管，通过此构件使承台与梁段固结;为保证钢管柱的稳定性，填充C40混凝土;设水平连接杆、剪刀撑，构成横向连接系，提升支架稳定性。

3.2 挂篮的结构、施工方法及安全防护措施

挂篮形式多样，通常选用三角形挂篮，原因在于其结构组成较为简单、受力条件良好、稳定可靠。三角桁架是关键的负重结构，主杆件采用A3型号的钢材，通过桁架、横联、门架等相关构件的结合，构成完整的主体结构。为进一步增强稳定性，利用加强螺栓予以加固。

挂篮施工采用悬浇法，但周边存在已处于运营状态的铁路，易由于施工控制不当影响既有铁路路线正常运行，在挂篮外侧搭建封闭安全棚架进行防护。为避免放电事故，设置挂篮和防抛网时分别配套接地线。随着施工进程的推进，待梁体顺利合龙后，拆除不使用的挂篮模板和内外滑梁系统，对设置在挂篮前端的横梁进行接长处理，配套外侧吊杆，回退至铁路限界以外的区域内，通过塔吊的配合完成剩余挂篮模板的拆除作业[1]。

(1)挂篮预压。

挂篮拼装后安排预压，测定结构的弹性变形值，消除非弹性变形，根据测定结果对结构的安全状况进行客观判断，获得立模标高控制依据，以便后续高效立模。桥墩较高，堆载预压的工作量较大，常规的加载砂袋、水箱的方法缺乏可行性(耗时长、可控性差)，提前在箱梁腹板处预埋牛腿，再焊接反力架。进入静压试验环节，配套液压千斤顶，对挂篮进行预压加载。

(2)主梁悬浇。

悬浇施工前，根据要求将钢筋和预应力管道设置到位，再正式进入悬浇施工环节。施工采用双向浇筑的方法，即从两侧开始，同步向中间推进。

(1)测量标高、控制线形。

提前测量标高(发生在钢筋和预应力管道安装前)，根据检测结果，明确桥体的高度和跨度;为保证测量结果的准确性，采用激光测距仪等高精度的仪器，并由专员操作;加强对浇筑主线的控制，以便高效推进悬浇施工进程。

(2)绑扎钢筋。

明确标高的具体情况并对其采取线形控制措施后，开始绑扎钢筋。将准备好的钢筋束横向安置在指定位置，采用焊接的方法处理衔接部位，稳定连接;进一步将预应力管道设置到位，此处包含顶板纵向和横向两部分，各自的预应力管道均要准确到位且维持稳定，为避免管道翻滚问题，可在管道两侧配套支架。

(3)仪器测量。

安装过程中，由专员利用水平仪、弧度定位仪等具有高精度特性的仪器测量，准确掌握钢筋以及预应力管道的安装情况，若存在偏差或其他问题，及时查明原因，采取处理措施，以免对后续的施工造成不良影响。参与安装、测量的工作人员应具有足够的资质，按照规范开展工作。

3.3 挂篮行走

挂篮行走前做好准备工作，即全面检查挂篮系统，确保其结构具有完整性与稳定性。挂篮行走时，需要加强控制，例如挂篮在行走过程中容易出现中线偏移或难以有效控制挂篮的前行方向，需要严格控制两个挂篮桁片的运动状态，保证其速度、方向均具有一致性;主梁体容易出现变形或局部不均匀沉降，应在前走船支点处铺设钢板，厚度根据实际情况而定[2]。

3.4 支架的搭设与预压

支架以型钢为基础材料，经焊接后制得，成型的支架与临时支墩共同受力，可保证整体结构的稳定性以及施工的安全性。支架的纵梁(I36b)可作为承重结构，有效承受模板及混凝土的自重、施工期间的各类荷载。根据受力关系将纵梁支撑在横梁上，依托横梁实现对荷载的传递，将其转至立柱后进一步传递，由承台有效承担，由此构成一条顺畅、可靠的传力路径，消除异常受力的问题。

3.5 模板拼装

(1)组织底模的安装作业，合理设定预拱度。

0#段施工中，底模采用竹胶板，以支架纵横梁的布置情况为参考，将底模设置在指定位置，加强对预拱度的控制。经测量得到底模板的标高，根据实测结果垫入合适厚度的铁楔，起到调整的作用。

(2)组织侧模的安装与加固作业。

侧模材料为定型钢模，在现场利用(塔吊)将其转至墩顶，进一步利用倒链对侧模进行临时固定处理(使其可以稳定在墩身的两侧)。使用千斤顶有效调整模板的姿态，使其标高、垂直度均可以满足要求。侧模安装到位后，采取加固措施，以免失稳。

3.6 混凝土浇筑

混凝土浇筑采取的是分层的方法，(分两次浇筑，0#块高12 m)，无异常状况时不可中断施工，避免影响层间结合稳定性，引起整体质量问题。从中横隔板处开始对称浇筑，具即中横隔板→底板→腹板→顶板[3]。

混凝土浇筑前，全面检查预先设置的各类构件，例如梁体钢筋、预埋件，位置应准确，且具有足够的稳定性，否则不可施工。混凝土由搅拌站集中生产，出厂后利用混凝土罐车转至施工现场，车辆尽可能保持匀速行驶的状态，避免急刹车以及忽然提速的驾驶行为。考虑梁面混凝土的平整性要求，需要在浇筑后及时进行收面处理，期间有效控制混凝土顶高程和坡度。为确保顶板混凝土的厚度具有合理性，采取焊接临时竖向钢筋并在该处设置高程标记的方法，以此为依据合理浇筑混凝土，使成型混凝土的顶面标高满足要求。经过混凝土浇筑施工后，在初凝前抹面收平，终凝前进行二次压光收面处理，保证混凝土面的平整性与完整性。

3.7 预应力张拉

初拉力取设计张拉吨位的20%，超张拉时以张拉应力为主要的分析对象，利用伸长量校核，要求两者均无误。经过张拉后，确定多余的钢绞线，利用切割机予以切除，预应力锚固后的外露长度至少为30 mm。

3.8 孔道压浆及封锚

预应力筋张拉结束后的24 h内组织孔道压浆作业，压浆前制备适量的高强水泥浆，利用此材料有效封堵锚具空隙，覆盖层的厚度至少达到15 mm。压浆全程浆体的温度需要得到有效控制，即稳定在5～30℃。压浆材料的制备中，选用P.O42.5水泥，水灰比0.4，为改善混凝土的综合性能，掺入适量的减水剂，同一孔道的压浆应具有连续性。

4 连续梁挠度和变形控制技术

受梁体自重、混凝土收缩徐变、温度、施工荷载等多重因素的变化与影响，不施工中、施工后期、施工结束工程投入使用后变形都会存在，若处理不当，就对连续梁造成无法修补且永久存在的缺陷。

(1)增强支架刚度，减少基础沉降。

为防止出现不均匀沉降，减少支架下的基础沉降，需要清理支架基础处表层的浮土，并向其中夯填厚度为15 cm的碎石，浇筑厚度为30 cm的C13混凝土作为满堂的基础。选取支架时，尽可能选取整体刚度大、受力性能好的碗扣式脚手架，可在节点和跨中的位置进行支架加密，增加强度。

(2)预留出支座的偏移量。

预偏量计算：

式中：Δl——支座偏移量;x——混凝土线性膨胀系数;Δt——混凝土收缩计算温差与施工温差的代数和;l——支座处梁的温度跨度。

(3)进行分级预压。

安装完模板和支架后，对模板进行等荷载预压，应在钢筋绑扎前分2次进行，两次预压的荷载都控制在50%，以便对杆件间隙、基础沉降、钢木结合、支架上方横方木等位置的非弹性变形进行消除。

5 结语

综上所述，大跨度预应力混凝土连续梁桥的结构复杂，合理应用施工方法是保证施工安全、提高施工质量的关键途径。工程人员应高度重视连续梁桥的施工，注重对方法的应用，加强监测与控制，全面保证桥梁的建设质量。

参考文献

[1]马冲.探析大跨度预应力混凝土连续梁桥的施工管控[J].决策探索:中,2020(11):51.

[2]陈胜.大跨度预应力混凝土连续梁桥施工监控[J].建材与装饰,2020(7):287-288.

[3]黄伟.大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制[J].交通世界,2019(7):86-87.