高速公路预制箱梁先简支后连续体系转换施工技术分析

高速公路预制箱梁先简支后连续体系转换施工技术分析

张成发

上海振华重工（集团）有限公司 上海市浦东新区 200125

摘要：现代技术快速发展的背景下桥梁大量先简支后连续结构体系，并且取得了显著成就。简支梁结构比较简单，加上施工方便，因此广泛使用在建筑施工当中，制作成本方便低廉，安装方便而受到重视。高速公路预制箱梁先简支后连续箱梁结构提高了行车舒适度，加上支点负弯矩的存在让跨中正弯矩数值明显减少，这种设计方式降低了材料使用成本，也减少结构自重。这些特征远远超过简支设计本身的优势，克服大量传统施工技术的缺陷。

关键词：连续箱梁；先简支后连续；施工工艺

由简支转换为连续体系的设计施工主要通过箱梁端部顶部负弯矩增设预应力束缚实现设计，为配合梁体实现支撑设计，转换中需要设置支撑体系作为临时支撑点，之后将其拆除即可。对于高速公路施工而言，施工环境复杂内容涉及面广，预制箱梁先简支后连续体系的运用，负弯矩区预应力束张拉、临时支座安装与拆除是施工技术的关键要点，同时也是施工中质量难以掌控要点之一。现阶段高速公路建设修筑越来越复杂，预制箱梁先简支后连续体系的广泛运用，是保证施工开展的重要内容。

1. 工程概述

以某高速路项目施工为例，在该项目中，桥梁使用装配式预应力混凝土连续箱梁施工，共六联，整个结构使用单独预制、简支安装、现场浇筑的先简支后连续结构施工体系修筑。

该施工体系整体上可以划分为的以下阶段：

其一：预制主梁架设，体系进入到临时支撑状态，有正弯矩。此时主梁主要承受这个阶段内的自重力、高速公路施工对应的荷载力，两箱梁则为简支。

其二：现场浇筑胯部、跨间混凝土，提前做好配比确定混凝土浇筑顺利完成，且等待混凝土施工质量达到标准，运用张拉负弯矩钢束施加压力，二次钢绞线的张拉逐渐转变为超静结构转换。此时主梁所承受结构与第一期承受荷载力、重力一致，已经初步形成连续梁结构，结构内部受到荷载与重力的影响而产生变形、约束，内部有次内力产生。

其三，根据施工方案设计的连接跨，重复连接方式，此时的梁体承重增加，需要承受自重、施工荷载力、徐变次内力，

其四，拆除临时支座，拆除之后实现了先简支后连续梁体系的施工，静定体系变成超静定体系。之后制作横向接缝，横向接缝的位置在桥梁墩顶，完成之后会有二次应力、二次负弯矩的现象产生，在一定程度上降低了正弯矩，墩顶位置还存在剪应力，从而形成连续桥梁。此时结构的承载力越来越多，仍旧是自重、施工荷载、徐变次内力。

2.预制箱梁先简支后连续体系转换施工技术分析

2.1架设施工

首先预制出主梁，当混凝土设计强度达到设计强度的90%之后，张拉正弯矩区预应力钢束施加对水泥浆的压力，同时随时清理箱梁底板的通气孔。其次制作临时支架，使用无缝钢管来制作临时支架。临时支架主要由上部结构、墩底、漏砂口组成。在中上部位与底部无缝钢管位置将内腔填满干砂之后，支撑箱梁在临时支撑的上部分对其形成压力。在箱梁转换的时候打开临时漏砂点的螺栓，管内的干砂等会缓慢流淌出去，支座内部无砂之后变得空虚下降，箱梁结构缓慢降低，降到永久制作上面。按照设计顺序逐步完成主梁的安装^[1]。

2.2 体系转换

（1）安装底模、永久性支座

首先将墩部的垫石表面物质清理干净，尤其是施工中存在的浮砂物质，保证表面清洁无油污。如果墩台垫石的标高差距比较大，可以根据现场实际情况使用水泥砂浆等物质来进行调整。在支承垫石上根据设计方案画出支座的位置，并且做好标记，随后的橡胶支座同样在中心线位置上做好标记，将橡胶支座安放在支座垫石上，两者的中心线处于重合状态确保定位准确。同一片梁上的两个支座应在同一个平面上，应提前做好找平工作。为保证找平工作可以顺利开展，可以在浇筑之前使用水泥砂浆来铺洒在橡胶支座和垫石之间，让支座能够快速找平。在浇筑混凝土材料之前，橡胶支座上可以加设一块支承钢板，支承钢板应尽量比支座的平面更大，而且在钢板上使用焊接手段将钢筋和梁体牢固的连接在一起。接下来进行下一步施工，支承钢板已经成为现浇模板的一部分，连接之后形成整体。为避免出现现漏浆应在支承钢板孔隙位置运用纱、油灰、软木板等填设避免影响施工。后期拆除工作中，工作人员需要注意去除填充物质，随后再进行后续施工，逐步完成先简支、后连接的施工体系，顺利完成项目施工操作。

2. 底模安装

当永久支座放置好之后在支座的外围安装底模。施工之前根据情况选择合理的建筑材料。这个环节也要注意避免出现漏浆现象，永久性支座和底模之间的缝隙应使用密封物质材料来封堵^[2]。

2.3 钢筋施工

按照湿接缝钢筋构造图的方案设计进行钢筋工程的施工，做好绑扎钢筋、钢筋连接等作业，按照设计来合理进行。预制梁伸出在顶板、底板下层的钢筋使用单面焊接的方式，预制梁钢筋伸出的其他构造可以使用铁丝的绑扎。

2.4

预应力束道

为防止预应力筋与管道之间摩擦所引起的预应力损失增加，改变了预应力筋的受力，因此需要合理控制预应力束道位置，塑料波纹管应按照图纸做好定位。束道在两预制端和现浇混凝土两者之间的间距应控制在2mm之内。在现浇混凝土中，预埋与预制梁中使用同种材料来进行设置，而且束道应与预制梁道实现顺接，保证连接性能可靠，而且要保证不漏浆。施工之前做好各方面检查，针对进场的钢绞线也要按照要求检查，只有检查合格之后才可以投入使用。预应力钢绞线下料长度应为孔道的净长度与构件两端预留张拉所预留长度。在切断预应力束的时候使用砂轮切割机，保证切口的凭证与光滑，保证线头稳固。不能使用电弧切割下料。钢绞线的盘重大、盘卷大、弹力小，在下料的过程中需要防止钢绞线紊乱后弹出伤害人，因此需要事先制作简单的钢绞线盘，将其卷在铁笼内，钢绞线会逐渐从卷盘中抽出，可以保证整体安全。

2.5 现浇混凝土

日温度最低的时候浇筑混凝土，为避免混凝土收缩、开裂等造成损失，应在混凝土中加入膨胀剂。由于钢筋密集，需要规定混凝土内石子颗粒的大小。严格配比控制材料用量。浇筑完毕初凝之间绑扎面板连接钢筋，再浇筑面板混凝土，控制浇筑速度，避免产生施工缝。在施工中需要避免出现振捣入仓困难、卡棒的现象。使用小直径振动棒来进行作业。

2.6 养护、压浆

混凝土施工完毕之后使用塑料薄膜覆盖，做好养护管理。等待混凝土强度达到设计强度后，张拉预应力束，使用特殊千斤顶对预应力钢筋进行张拉。张拉完成后及时封锚、压浆，做好各项处理^[3]。在施工中提前做好准备工作，比如混凝土强度检查、构件中端清理、安装设备等。压浆过程需要做好各方面记录，而且确保符合标准。压浆完成之后将所有沾水泥的设备进行清洗。随后拆除临时支座。

结语：

现阶段交通路桥建设受到了国家重视，道路施工过程中存在很多不确定性因素，这些要素的存在严重影响项目施工完成。工程项目是一个比较复杂的过程，因此监理工作人员应做好全面分析，针对施工实际情况做好观察，及时找到不确定性因素，保证工程顺利施行。

参考文献：

1. 王亮明. 装配式预应力混凝土箱梁先简支后连续结构施工技术[J]. 中华建设， 2020(1):156-158.

2. 李洪斌、李富春、张克浩、孙文火、李汉渤、胡恩纯、梁国栋. 75m大型预制混凝土箱梁SPMT转运施工技术[J]. 施工技术， 2020.49.564(17):22-26.

3. 涂光亚， 雍郡， 吕香华. 宽幅短线预制混凝土箱梁横向预应力分次张拉研究[J]. 世界桥梁， 2019, 47(02):67-71.

作者简介：张成发（1988.10），性别：男，民族：汉，籍贯：甘肃白银，职务/职称：公路与铁路工程师，学历：本科，单位：上海振华重工（集团）有限公司
研究方向：工程技术，单位所在的省、市和邮编：上海市浦东新区 200125