1、PAGE 17節段箱梁預制拼裝技術調研報告20166年9月目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc462078255 第一章概概述 PAGEREF _Toc462078255 h 1 HYPERLINK l _Toc462078256 1.1引引言 PAGEREF _Toc462078256 h 1 HYPERLINK l _Toc462078257 1.2國國內外發發展現狀狀 PAGEREF _Toc462078257 h 1 HYPERLINK l _Toc462078258 1.2.1國外外發展現現狀 PAGEREF _Toc462078258 h 1 HYP

2、ERLINK l _Toc462078259 1.2.2國內內發展現現狀 PAGEREF _Toc462078259 h 3 HYPERLINK l _Toc462078260 第二章節節段箱梁梁預制及及安裝方方法 PAGEREF _Toc462078260 h 8 HYPERLINK l _Toc462078261 2.1 節段箱箱梁長線線預制法法 PAGEREF _Toc462078261 h 8 HYPERLINK l _Toc462078262 2.1.1 長長線法預預制工藝藝 PAGEREF _Toc462078262 h 8 HYPERLINK l _Toc462078263 2.

3、1.2長線線法匹配配預制技技術的特特點 PAGEREF _Toc462078263 h 8 HYPERLINK l _Toc462078264 2.2節節段箱梁梁短線預預制法 PAGEREF _Toc462078264 h 99 HYPERLINK l _Toc462078265 2.2.1 短短線法預預制工藝藝 PAGEREF _Toc462078265 h 9 HYPERLINK l _Toc462078266 2.2.2 短短線法匹匹配預制制技術的的特點 PAGEREF _Toc462078266 h 110 HYPERLINK l _Toc462078267 2.3 節段箱箱梁安裝裝方

4、法 PAGEREF _Toc462078267 h 111 HYPERLINK l _Toc462078268 2.4.1 懸懸掛法施施工 PAGEREF _Toc462078268 h 111 HYPERLINK l _Toc462078269 2.3.2 懸懸臂法施施工 PAGEREF _Toc462078269 h 122 HYPERLINK l _Toc462078270 第三章節節段箱梁梁體外預預應力體體系研究究 PAGEREF _Toc462078270 h 14 HYPERLINK l _Toc462078271 3.1體體外預應應力混凝凝土結構構 PAGEREF _Toc462

5、078271 h 14 HYPERLINK l _Toc462078272 3.1.1 體體外預應應力混凝凝土結構構的概念念及應用用 PAGEREF _Toc462078272 h 14 HYPERLINK l _Toc462078273 3.1.2體外外預應力力工藝的的優點與與缺點 PAGEREF _Toc462078273 h 116 HYPERLINK l _Toc462078274 3.2體體外預應應力系統統構造 PAGEREF _Toc462078274 h 117 HYPERLINK l _Toc462078275 3.2.1體外外預應力力索構造造 PAGEREF _Toc4620

6、78275 h 17 HYPERLINK l _Toc462078276 3.2.2體外外預應力力筋的錨錨固系統統 PAGEREF _Toc462078276 h 18 HYPERLINK l _Toc462078277 3.2.3體外外預應力力筋的轉轉向裝置置 PAGEREF _Toc462078277 h 19 HYPERLINK l _Toc462078278 3.2.4 體體外預應應力系統統的防腐腐與防護護 PAGEREF _Toc462078278 h 20 HYPERLINK l _Toc462078279 3.2.5 體體外預應應力筋的的定位與與減振 PAGEREF _Toc46

7、2078279 h 221 HYPERLINK l _Toc462078280 3.3 體外預預應力混混凝土結結構的受受力性能能 PAGEREF _Toc462078280 h 21 HYPERLINK l _Toc462078281 3.3.1 整整體施工工的體外外預應力力混凝土土結構的的力學性性能 PAGEREF _Toc462078281 h 222 HYPERLINK l _Toc462078282 3.3.2 節節段施工工體外預預應力混混凝土結結構的力力學性能能 PAGEREF _Toc462078282 h 23 HYPERLINK l _Toc462078283 3.3.3 影影

8、響體外外預應力力結構力力學性能能的主要要因素 PAGEREF _Toc462078283 h 224 HYPERLINK l _Toc462078284 第四章*橋南南岸灘橋橋總體施施工方案案 PAGEREF _Toc462078284 h 27 HYPERLINK l _Toc462078285 4.1工工程特點點 PAGEREF _Toc462078285 h 27 HYPERLINK l _Toc462078286 4.2 跨徑選選擇 PAGEREF _Toc462078286 h 277 HYPERLINK l _Toc462078287 4.3 施工方方案選擇擇 PAGEREF _T

9、oc462078287 h 28 HYPERLINK l _Toc462078288 第五章工工程實例例、耐久久性研究究及方案案比較 PAGEREF _Toc462078288 h 330 HYPERLINK l _Toc462078289 5.1 國內相相關內似似工程采采用節段段預制拼拼裝法施施工的典典型實例例 PAGEREF _Toc462078289 h 30 HYPERLINK l _Toc462078290 5.1.1 武武西高速速公路桃桃花峪黃黃河大橋橋節段梁梁工程概概況 PAGEREF _Toc462078290 h 300 HYPERLINK l _Toc462078291 5

10、.1.2 泉泉州灣跨跨海大橋橋南岸淺淺水區節節段梁工工程概況況 PAGEREF _Toc462078291 h 31 HYPERLINK l _Toc462078292 5.1.3 虎虎門二橋橋節段梁梁工程概概況 PAGEREF _Toc462078292 h 322 HYPERLINK l _Toc462078293 5.1.4 蕪蕪湖長江江公路二二橋節段段梁工程程概況 PAGEREF _Toc462078293 h 333 HYPERLINK l _Toc462078294 5.2耐耐久性研研究 PAGEREF _Toc462078294 h 344 HYPERLINK l _Toc462

11、078295 5.2.1承載載極限狀狀態的力力學性能能 PAGEREF _Toc462078295 h 34 HYPERLINK l _Toc462078296 5.2.2各種種因素引引起預應應力損失失下結構構安全度度 PAGEREF _Toc462078296 h 34 HYPERLINK l _Toc462078297 5.3方方案比較較 PAGEREF _Toc462078297 h 36 HYPERLINK l _Toc462078298 第六章調調研結論論及建議議 PAGEREF _Toc462078298 h 39 PAGE 46第一章概概述1.1引引言隨著社會會經濟和和現代化化建

12、設的的快速發發展，橋橋梁建設設的發展展也迎來來了良好好的機遇遇期，因因此橋梁梁設計的的各種新新的理念念和橋梁梁施工的的各種新新的方法法都不斷斷的被嘗嘗試。其其中，節節段箱梁梁預制拼拼裝技術術的應用用及發展展最令人人矚目，而且得得到了世世界各國國建設領領域的廣廣泛認可可。20 世世紀600 年代代初期，節段預預制拼裝裝施工方方法首先先出現在在歐洲，70 年代傳傳到美洲洲，直到到80 年代才才被引入入中國，并且結結構型式式呈現了了多樣化化和復雜雜化的趨趨勢。到到目前為為止，節節段箱梁梁預制拼拼裝技術術在美國國、歐洲洲、日本本等工業業化發達達國家應應用比較較廣泛，而在我我國只是是處于起起步階段段。隨

13、著著橋梁建建設的發發展，橋橋梁施工工正朝著著構件生生產的工工廠化、標準化化、結構構拼裝化化和裝配配化以及及施工設設備機械械化的方方向發展展，因此此預制拼拼裝技術術將是今今后預應應力混凝凝土橋梁梁主要施施工方法法之一。節段箱箱梁預制制拼裝技技術是近近五十年年內才發發展起來來的一種種施工技技術。它它是借助助預應力力束施加加于混凝凝土預制制節段上上的壓力力，使得得節段間間接觸面面緊密結結合，從從而使節節段整合合形成一一個整體體來承擔擔橋梁荷荷載。節段箱梁梁預制拼拼裝技術術之所以以能被工工程界廣廣泛認同同，主要要的優勢勢表現在在：橋梁梁上部結結構節段段預制和和下部結結構的施施工可同同時進行行，施工工速

14、度快快，工期期縮短；梁體的的預制工工廠化，施工質質量好，而且上上部結構構線形控控制較為為容易；節段箱箱梁的養養護時間間較長，成橋以以后梁體體的徐變變和預應應力損失失較小；工廠化化預制和和機械化化施工提提高了現現代化橋橋梁的建建設水平平；采用用流水施施工，箱箱梁的預預制和安安裝可以以分開進進行，相相互不干干擾，縮縮短了施施工工期期；有利利于橋位位處的環環保，減減少了對對橋下的的現有交交通的影影響。1.2國國內外發發展現狀狀1.2.1國外外發展現現狀上世紀六六十年代代，法國國工程師師在節段段懸臂澆澆筑施工工方法基基礎上形形成了預預制節段段懸臂拼拼裝施工工方法，將節段段預制與與平衡懸懸臂施工工相結合

15、合，加快快了施工工速度，提高了了施工質質量。119622年在巴巴黎南部部塞納河河上建成成的Chhoissy-LLe-RRoi橋橋是最早早采用預預制節段段懸臂拼拼裝施工工的混凝凝土橋，該橋由由著名工工程師JJeann Muulleer設計計。圖1.11法國CChoiisy-Le-Roii橋20世紀紀70年年代，預預制節段段拼裝施施工工藝藝得到了了迅速發發展，從從最初的的平衡懸懸臂拼裝裝施工方方法，逐逐步發展展成逐跨跨拼裝施施工等多多種方法法。19980年年竣工、由Jeean Mulllerr設計的的美國LLongg Keey橋，是美國國第一座座采用預預制節段段逐跨拼拼裝施工工的體外外預應力力混凝

16、土土橋梁，也是新新一代的的體外預預應力混混凝土橋橋梁，該該橋平均均施工速速度達到到了每星星期2.5跨。之后，結合體體外預應應力技術術和先進進架橋設設備的標標準化預預制節段段拼裝施施工方法法在全世世界得到到了快速速發展，大量節節段拼裝裝類型橋橋梁出現現在城市市高架、跨海大大橋等工工程中。美國佛佛羅里達達州Miid-BBay和和Garrconn-Poointt跨海大大橋采用用了干接接縫、體體外預應應力、節節段逐跨跨拼裝施施工法，分別在在19992年99月和119988年3月月創造了了逐跨拼拼裝施工工一周架架橋2990和2299mm的世界界記錄。19996年竣竣工的韓韓國漢城城內環線線，也采采用了預

17、預制節段段懸臂拼拼裝施工工，預應應力體系系為體內內、體外外混合配配束形式式。20000年年建成的的泰國曼曼谷曼納納高速公公路高架架橋，全全長555km，耗資110億美美元，平平均跨度度42mm，整個個工程預預制節段段395570個個，全部部采用體體外預應應力、干干接縫、逐跨拼拼裝技術術。此外外，馬來來西亞、日本和和澳大利利亞的許許多公路路交通項項目中都都采用了了節段預預制拼裝裝技術。（a）LLongg Keey bbriddge （b） Seevenn Miile briidgee（c）泰泰國曼谷谷曼納高高速公路路橋圖1.22節段預預制拼裝裝橋梁的的代表作作在鐵路橋橋梁方面面，最早早采用預預制

18、節段段施工法法的是法法國19976年年建造的的MarrnellaVaalleee高架架橋和日日本的KKakoogawwa橋，橋長分分別為115288m和5500mm，采用用上行移移動式支支架懸臂臂拼裝施施工。進進入900年代，在城市市輕軌和和高速鐵鐵路橋梁梁方面，預制節節段拼裝裝施工法法得到了了推廣應應用，而而且體外外預應力力的使用用呈現逐逐步上升升趨勢。19991年建建成通車車的墨西西哥蒙特特雷地鐵鐵線高架架橋梁（全長118.77km，共用665033個預制制節段），采用用體外預預應力技技術、逐逐跨拼裝裝施工方方法。220000年建成成通車的的法國TTGV地地中海線線的阿維維尼翁特特大橋，是

19、首次次在高速速鐵路橋橋梁上采采用預制制節段上上行式移移動支架架懸臂拼拼裝的體體外預應應力結構構。隨著設計計與施工工技術的的發展，預制節節段拼裝裝施工方方法已不不限于在在橋梁的的上部結結構使用用。200世紀700年代橋橋梁下部部結構的的預制節節段拼裝裝施工技技術，在在荷蘭、美國等等一些國國家也開開始得到到應用。標準化化分段、系列化化的預制制與拼裝裝施工工工藝，在在現場施施工環境境較差情情況下，可以大大大縮短短現場施施工時間間，對環環境的不不利影響響降低到到最小程程度，并并使施工工質量得得到保證證。1.2.2國內內發展現現狀在我國，對預制制節段拼拼裝預應應力混凝凝土橋梁梁的研究究開始于于20 世紀

20、600 年代代。當時時在成昆昆鐵路上上建造了了兩座預預應力混混凝土懸懸臂梁橋橋：舊莊莊河1 號橋和和孫水河河5號橋。舊莊河河1 號橋橋主跨為為24mm+488m+224m，采用預預制節段段懸臂拼拼裝施工工法；孫孫水河55 號橋橋主跨332.33m+664.44m+332.33m，采采用預制制節段逐逐跨拼裝裝施工法法。這是是首次在在我國鐵鐵路建設設上采用用了懸臂臂掛籃、箱形截截面、梁梁段預制制膠拼施施工等一一系列新新技術。隨后于于19994年完工工的鄖陽陽漢江公公路大橋橋首次采采用專用用三角吊吊機進行行節段箱箱梁懸臂臂拼裝施施工，這這是一種種節段箱箱梁預制制拼裝技技術在施施工設備備上的進進步。此

21、此后，隨隨著施工工機械的的進步和和完善，節段預預制拼裝裝技術在在我國得得到了較較大的認認可和發發展。隨隨后的石石長線湘湘江大橋橋、珠海海淇澳大大橋、閩閩江大橋橋、福建建廈門高高集海峽峽大橋、夷陵長長江大橋橋等數十十座大橋橋都采用用了節段段預制拼拼裝、逐逐跨施工工技術。當前，隨隨著我國國基礎建建設的快快速發展展，橋梁梁建設步步入了高高峰期，與此同同時工程程環境的的要求越越來越高高，導致致對施工工的制約約條件越越來越嚴嚴格。施施工速度度快、對對環境的的影響因因素小以以及對橋橋梁結構構的質量量要求越越來越高高成為現現在的主主要話題題。這些些因素對對節段預預制拼裝裝技術的的發展起起到了決決定性的的推動

22、作作用。20011 年，嘉瀏高高速公路路上的瀏瀏河大橋橋就是在在這種環環境下采采用節段段箱梁預預制拼裝裝技術建建成的。該橋全全長4221m，主橋采采用混凝凝土節段段箱梁預預制拼裝裝施工工工藝，如如圖（11.3）所示。圖1.33 新瀏瀏河大橋橋該橋采用用的“預制梁梁節段拼拼裝”先進施施工方法法在我國國國內尚尚屬首次次，機上上懸掛拼拼裝工藝藝，也取取得了圓圓滿成功功，填補補了國內內空白；而且與與鄭州大大方橋梁梁機械有有限公司司合作，制造了了我國國國內第一一臺DPP4500 型架架橋機，又填補補了一項項空白。隨后建造造的香港港西鐵高高架橋，該橋主主梁設計計成若干干2.55m 左左右的主主梁節段段，采

23、用用架橋機機組合拼拼裝，如如圖（11.4）所示。圖1.44香港西西鐵高架架橋西鐵高架架橋由于于施工場場地狹小小，主梁梁整體預預制的可可能性較較小，因因此采用用節段箱箱梁預制制拼裝工工藝，而而且能夠夠達到很很好的效效果。在在該工程程建設中中，在第第82 跨和第第96 跨采用用的是型架橋橋機安裝裝主梁，這是節節段箱梁梁預制拼拼裝技術術在施工工設備上上的又一一大進步步。20033 年建建成的上上海滬閔閔二期高高架道路路工程，全長55.4kkm，是是我國國國內首次次采用短短線法匹匹配預制制工藝預預制寬節節段箱梁梁，而且且該工程程中的“節段拼拼裝預應應力混凝凝土連續續弧形箱箱梁試驗驗研究”為我國國首次，

24、改變了了滿堂支支架對施施工環境境的影響響，體現現了我國國橋梁設設計和施施工的又又一次進進步。220066 年通通車的廣廣州軌道道交通四四號線工工程，使使節段箱箱梁生產產工廠化化以及預預制節段段在現場場通過架架橋機安安裝技術術又提高高到了一一個新的的水平。20088 年建建成的蘇蘇通大橋橋采用節節段箱梁梁短線法法預制工工藝以及及懸臂拼拼裝法施施工工藝藝，跨徑徑為10088 米，斜斜拉橋跨跨徑為全全球之最最。懸臂臂拼裝技技術和短短線匹配配預制工工藝在蘇蘇通大橋橋上的又又一次成成功的應應用，充充分體現現了采用用節段箱箱梁預制制拼裝技技術進行行工程施施工作業業在我國國逐漸走走向成熟熟。在該橋的的有力推

25、推動下，大量跨跨江跨海海通道引引橋如上上海長江江大橋引引橋、崇崇啟長江江大橋、南京第第四長江江大橋、廈漳跨跨海大橋橋、泉州州灣跨海海大橋引引橋等項項目均采采用該項項技術。此外，在我國國城市軌軌道交通通領域，廣州地地鐵4號號線首次次采用節節段預制制拼裝技技術，路路線全長長14.6kmm. 到到目前為為止，國國內在這這方面的的一些主主要應用用實例如如表1.1所示示。表1.11 國內內采用節節段預制制拼裝技技術的典典型橋梁梁橋梁建成時間間結構形式式最大跨度度（m）施工方法法香港藍巴巴勒海峽峽大橋19966連續剛構構120節段預制制懸臂拼拼裝澳門珠澳澳蓮花大大橋主橋橋19999連續剛構構96節段預制制

26、懸臂拼拼裝上海新瀏瀏河大橋橋20011簡支梁42節段預制制逐孔拼拼裝上海滬閔閔高架20044連續梁35節段預制制逐孔拼拼裝廣州地鐵鐵4號線線20055簡支梁30節段預制制逐孔拼拼裝深港西部部通道引引橋20077連續梁75節段預制制懸臂拼拼裝廈門集美美大橋20088連續梁100節段預制制懸臂拼拼裝蘇通大橋橋引橋20088連續梁75節段預制制懸臂拼拼裝上海長江江大橋引引橋20099連續梁60節段預制制懸臂拼拼裝崇啟長江江大橋20111連續梁50節段預制制逐孔拼拼裝南京第四四長江大大橋20122連續梁65懸臂拼裝裝、逐孔孔拼裝廈漳跨海海大橋20122連續梁67.55節段預制制懸臂拼拼裝20100年1

27、2月建建成的荊荊岳長江江公路大大橋為主主跨8116m混混合梁斜斜拉橋，該橋邊邊跨混凝凝土箱梁梁長2551m，寬388.5mm，首次次摒棄了了傳統的的支架現現澆施工工工藝，而采用用落地支支架的節節段預制制拼裝施施工技術術，大大大提高了了混凝土土箱梁結結構的耐耐久性。該技術術成果是是在混合合梁斜拉拉橋首次次出現，具有以以往國內內外常規規施工技技術具有有顯著的的先進性性和創造造性，為為國內橋橋梁界中中解決寬寬幅混凝凝土箱梁梁收縮裂裂縫提供供了新的的途徑，大大拓拓寬了節節段箱梁梁預制拼拼裝技術術的使用用范圍，推動了了該項技技術的進進一步發發展。圖1.55荊岳長長江公路路大橋與傳統的的預應力力混凝土土腹

28、板箱箱梁相比比，波形形鋼腹板板組合結結構自重重減輕約約20%、充分分發揮了了材料性性能（混混凝土抗抗彎、波波形鋼腹腹板抗剪剪）、預預應力使使用效率率高、抗抗震性能能好。目目前波形形鋼腹板板組合結結構橋梁梁基本都都采用懸懸臂澆筑筑和支架架現澆的的施工工工藝。將將節段箱箱梁預制制拼裝技技術引入入波形鋼鋼腹板橋橋梁建設設中，可可改善常常規節段段預制拼拼裝橋梁梁接縫受受力性能能、提高高抗震防防災能力力，同時時能降低低建設成成本。220155年111月100日，中中交主持持的節段段預制拼拼裝波形形鋼腹板板箱梁橋橋足尺模模型試驗驗，在港港珠澳大大橋香港港接線高高架橋中中山預制制場取得得預期效效果。與與前一

29、代代的節段段預制拼拼裝技術術相比，在施工工工藝、結構性性能、連連接構造造等方面面更加優優越，標標志著節節段預制制拼裝技技術2.0的研研發獲得得突破性性進展。（c）模模板安裝裝1 （d）模板安安裝2圖1.66波形鋼鋼腹板加加工及吊吊裝圖1.77 梁段段拆分第二章節節段箱梁梁預制及及安裝方方法近年來，隨著我我國基礎礎建設的的大力發發展，節節段箱梁梁預制拼拼裝技術術因其施施工速度度快，對對交通影影響小等等特點，越來越越被認同同。因此此，研究究節段預預制拼裝裝技術的的施工工工藝就具具有了很很大的必必要性。就預制箱箱梁施工工方法而而言，目目前國內內外主要要包括兩兩種方法法：長線線法和短短線法。隨著節節段

30、箱梁梁預制拼拼裝技術術的發展展，在國國內項目目建設中中多采用用長線法法施工，而短線線法預制制工藝在在國外應應用比較較廣泛。2.1 節段箱箱梁長線線預制法法2.1.1 長長線法預預制工藝藝節段箱梁梁長線法法預制第第一步是是布置與與跨度一一致的固固定臺座座，應考考慮橋梁梁的自重重、混凝凝土收縮縮徐變和和施工等等影響因因素，確確定橋梁梁的預拱拱度；根根據預拱拱度來調調整預制制底模的的高度。然后，將整跨跨度的主主梁按照照設計要要求分成成節段，把節段段按照奇奇數、偶偶數劃分分，在預預制臺座座上按照照奇數和和偶數的的順序預預制節段段箱梁。側模隨隨節段箱箱梁在臺臺座兩側側移動，在澆筑筑后一個個節段時時，前一

31、一個節段段的后端端面用作作后一節節段的前前端模板板，按順順序一塊塊一塊的的在臺座座上匹配配預制。圖2.11 長線線法匹配配預制工工藝2.1.2長線線法匹配配預制技技術的特特點在國內，長線法法匹配預預制方法法已經得得到了廣廣泛的應應用，在在應用該該施工技技術的過過程中，一些優優點得到到了體現現，同時時也發現現了一些些缺點。現總結結如下：長線法匹匹配預制制的優點點：（1）預預制臺座座制造時時，結構構簡單，所需設設備較少少，預制制線形比比較容易易控制。（2）預預制時由由于臺座座底模線線形的調調整能夠夠一次完完成，測測量工作作比較集集中，所所以在生生產人員員和測量量人員之之間的交交叉作業業干擾性性小。

32、（3）由由于長線線法是整整跨一次次預制，累計偏偏差因素素就會減減少，也也可以通通過調整整下一個個節段來來抵消已已制成節節段所造造成的偏偏差。（4）由由于國內內運用此此方法施施工比較較廣泛，因此施施工工藝藝較為成成熟。長線法匹匹配預制制的缺點點：（1）因因底模板板的線型型關系到到橋梁梁梁體的最最終線型型，這就就要求臺臺座不能能有大的的沉降，基礎施施工要求求較高。（2）由由于臺座座的制作作成本較較高，而而且除非非是相同同的橋梁梁梁體，否則長長線法預預制的臺臺座無法法用于下下一個項項目，即即無法周周轉使用用，造成成比較大大的浪費費。（3）節節段預制制過程中中，模板板的調整整較為困困難，預預制的速速度

33、較慢慢。（4）臺臺座制作作時占地地面積比比較大，直接影影響成本本的增加加。（5）在在長線臺臺座上采采用蒸汽汽養護方方法較困困難。2.2節節段箱梁梁短線預預制法短線法在在國外的的預制拼拼裝工程程中，得得到了普普遍的應應用，特特別適用用于有縱縱向和橫橫向曲線線的橋梁梁。2.2.1 短短線法預預制工藝藝短線法匹匹配預制制，底模模長度只只是一個個節段箱箱梁的長長度，每每個節段段的澆筑筑都是在在一個模模板上進進行的。一端用用一個固固定的鋼鋼模板為為端模，另一端端利用已已經預制制完成的的前一節節段作為為端模，逐段預預制，如如圖（22.2）所示。圖2.22 短線線匹配預預制示意意圖制作過程程中，澆澆筑模板板

34、和設備備基本上上不需要要移動，底模和和側模都都可以調調整以便便于平曲曲線和豎豎曲線節節段箱梁梁的預制制。活動動支座下下有四個個液壓千千斤頂和和運載軌軌道，它們分別別用來調調整匹配配節段的的豎向位位置和水水平位置置。節段的幾幾何線形形以已經經完成的的相鄰節節段為標標準，根根據相關關測量結結果和梁梁體的預預拱度計計算值來來進行控控制。調調整完成成后即可可澆筑該該節段。當節段段澆筑完完成且蒸蒸養完畢后，即可將將其移動動到匹配配梁的臺臺座上，這時原原匹配節節段就可可以調運運至存梁梁區存放放。依次次循環，直致完完成所有有節段的的預制。短線法法節段箱箱梁預制制工藝流流程如圖圖（2.3）所所示。圖2.33

35、短線線法節段段箱梁預預制工藝藝流程2.2.2 短短線法匹匹配預制制技術的的特點短線法在在國內的的使用還還不多，但但是根據據國外的的普遍使使用情況況，短線線法存在在以下特特點：短線法匹匹配預制制的優點點：（1）短短線預制制法只需需要三個個節段長長度的臺臺座，適適合工廠廠化生產產，而且且設備可可以反復復使用，意味著著短線法法底模利利用率很很高。（2）短短線法預預制節段段便于蒸蒸養，降降低了節節段的養養護時間間。（3）占占地面積積少，節節約了地地面資源源。（4）因因其模板板等設備備可以調調整平、豎曲線線，可以以預制多多種類型型的梁體體，適用用于節段段類型多多的工程程建造。短線法匹匹配預制制的缺點點：

36、（1）因因為每次次預制的的梁體比比較少，造成周周轉頻繁繁，延長長了工期期。（2）短短線法對對預制模模板的靈靈活性和和剛度等等特性有有較高的的要求，這就提提高了施施工要求求。（3）施施工精度度要求比比長線法法高的多多，增加加了施工工難度。目前的設設計理念念是：最最大限度度實現標標準化設設計，工工廠化生生產，盡盡可能的的降低成成本。由由于短線線預制法法適合工工廠化生生產，而而且設備備可以反反復使用用，有利利于降低低施工成成本等諸諸多優勢勢，預制制工藝更更為合理理。2.3 節段箱箱梁安裝裝方法節段箱梁梁安裝方方法有逐逐孔整體體拼裝（懸掛法法）和懸懸臂拼裝裝，逐孔孔整體拼拼裝一般般適用于于跨徑小小于5

37、55米的梁梁橋，懸懸臂拼裝裝一般適適用于跨跨徑大于于55米的的梁橋，具體采采用的方方案取決決于梁段段總重量量和架橋橋機的吊吊裝能力力。2.4.1懸掛掛法施工工梁段運輸輸方式為為：靠近近預制場場建設提提梁站，梁段從從預制場場運至提提梁站處處，采用用龍門吊吊將梁段段吊裝至至運梁車車上，之之后通過過施工便便道或梁梁上運梁梁運送至至架設部部位。運運梁車移移動、移移梁門吊吊及拼裝裝架橋機機見下圖圖：圖2.44 梁段段運輸施施工總體架設設順序為為從預制制廠提梁梁站處開開始架設設，由該該處向兩兩側依次次推進根根據橋梁梁長度情情況，采采用兩臺臺架橋機機左右幅幅橋同步步施工。具體架架設工序序為：在預制場場內進行

38、行主梁節節段預制制，梁段段預制完完成后要要求在預預制場內內存放33個月以以上；搭設施工工平臺及及提梁站站，現場場拼裝架架橋機。通過運運梁臺車車將第11號中間間墩0#預制節節段運至至現場，架橋機機起吊節節段就位位并臨時時錨固，架橋機機前行過過孔，吊吊裝第22號墩頂頂0#預預制節段段并臨時時錨固；運梁車分分別運送送第一跨跨預制節節段至架架橋機，調整標標高，自自左向右右逐節段段試拼，自第11號墩開開始自左左向右逐逐塊調整整就位，并將接接縫間滿滿涂環氧氧樹脂，張拉臨臨時預應應力筋；安裝濕接接縫臨時時定位裝裝置，澆澆筑濕接接縫混凝凝土，待待其強度度達到設設計強度度的900%以上上時張拉拉腹板束束，再張張

39、拉第一一跨體外外預應力力；縱向向預應力力張拉完完畢后在在行車道道外側一一端張拉拉第一跨跨橫向預預應力；預應力力施工完完畢后，拆除臨臨時預應應力及臨臨時定位位裝置，調整吊吊桿逐步步落梁，解除第第1號墩墩頂臨時時錨固裝裝置；架橋機過過孔，前前支腿支支于第33號墩頂頂，吊裝裝第3號號墩頂00#預制制節段并并臨時錨錨固，按按第 （2）、（3） 步驟驟架設第第二跨預預制節段段，張拉拉2號墩墩頂頂板板束，張張拉第二二跨對應應體內、體外預預應力束束。拆除除臨時預預應力及及臨時定定位裝置置，解除除第2號號墩頂臨臨時錨固固裝置；重復上述述步驟，直至全全部主梁梁架設完完成。圖2.55 懸掛掛法施工工2.3.2懸臂

40、法施工工懸臂法施施工梁段段運輸方方式同懸懸掛法施施工，總總體架設設順序為為從預制制廠提梁梁站處開開始架設設，由該該處向兩兩側依次次推進根根據橋梁梁長度情情況，采采用兩臺臺架橋機機左右幅幅橋同步步施工。具體架架設工序序為：在預制場場內進行行主梁節節段預制制，梁段段預制完完成后要要求在預預制場內內存放33個月以以上；搭設施工工平臺及及提梁站站，現場場拼裝架架橋機。通過運運梁臺車車將第11號中間間墩0#預制節節段運至至現場，架橋機機起吊節節段就位位并臨時時錨固，架橋機機前行過過孔，吊吊裝第22號墩頂頂0#預預制節段段并臨時時錨固；運梁車分分別運送送預制節節段至架架橋機，調整標標高，從從2號墩墩開始對

41、對稱懸臂臂拼裝，節段試試拼，調調整就位位，并將將接縫間間滿涂環環氧樹脂脂，張拉拉體內縱縱向預應應力，縱縱向預應應力張拉拉完畢后后在行車車道外側側一端張張拉第一一跨橫向向預應力力，懸臂拼裝裝至合攏攏段前（最大懸懸臂狀態態）；運梁車分分別運送送預制節節段至架架橋機，調整標標高，自自第1號號墩開始始自左向向右逐塊塊調整就就位，并并將接縫縫間滿涂涂環氧樹樹脂，張張拉臨時時預應力力筋，現現澆邊跨跨合攏濕濕接縫，張拉剩剩余體內內、外束束，實現現邊跨合合攏；架橋機過過孔，吊吊裝第33號墩頂頂0#預預制節段段并臨時時錨固，按第（3） 步驟懸懸臂拼裝裝至合攏攏段前（最大懸懸臂狀態態），現現澆中跨跨合攏濕濕接縫，

42、張拉剩剩余體內內、外束束，實現現中跨合合攏；重復上述述步驟，直至全全部主梁梁架設完完成。圖2.66 懸臂臂法施工工第三章節節段箱梁梁體外預預應力體體系研究究體外預應應力是后后張預應應力體系系的重要要分支，是近年年來預應應力技術術的研究究熱點之之一。體體外預應應力是指指預應力力筋布置置于混凝凝土截面面之外的的預應力力，其最最早也是是應用最最成熟最最廣泛的的領域是是橋梁結結構，近近年來也也越來越越多地應應用在建建筑結構構中。體體外預應應力技術術在世界界上許多多國家廣廣泛應用用，不斷斷創新，但在我我國還處處于起步步階段，應用范范圍十分分有限。隨著預制制節段體體外預應應力梁橋橋的大量量建設，其計算算理

43、論的的研究也也進入了了新的階階段，國國內外各各橋梁工工作者針針對已有有的計算算理論，研制了了相應的的力學分分析程序序，這些些成果有有許多已已被應用用于橋梁梁工程實實際中，收到了了較好的的效果到目前為為止，在在我國公公路和市市政橋梁梁領域節節段拼裝裝體外預預應力橋橋梁的應應用呈現現增長趨趨勢。由由于在我我國現行行橋梁設設計規范范中對節節段拼裝裝體外預預應力結結構尚無無明確具具體的規規定，設設計時只只能參照照國外相相關規范范和標準準，有必必要加快快我國相相關標準準的研究究制定，以期推推動預制制節段拼拼裝體外外預應力力結構在在我國橋橋梁領域域的應用用。3.1體體外預應應力混凝凝土結構構3.1.1 體

44、體外預應應力混凝凝土結構構的概念念及應用用 （1）體體外預應應力混凝凝土結構構的定義義體外預應應力結構構與體內內預應力力結構最最本質的的區別，便是體體外預應應力結構構的預應應力筋（稱為體體外預應應力索）布置在在主體結結構之外外。當體外外預應力力索應用用于混凝凝土結構構時，稱稱為體外外預應力力混凝土土結構；而當體體外預應應力索應應用于鋼鋼結構時時，則稱稱為預應應力鋼結結構。圖3-1為為體外預預應力混混凝土結結構的一一般構造造圖。圖3-11體外預預應力混混凝土結結構一般般構造（2）體體外預應應力在混混凝土橋橋梁的應應用現代體外外預應力力混凝土土橋梁的的應用主主要有三三個方面面：首先先，以LLong

45、g Keey橋為為代表的的采用逐逐跨預制制節段施施工的長長橋。法法國工程程師JeeanMMulller于于19779年設設計了美美國弗羅羅里達蝌蝌的Loong Keyy橋，該該橋總長長約37700米米，標準準跨徑336米，每跨由由6個55.5米米標淮段段和3米米的墩頂頂段預制制塊件拼拼接而成成；體外外預應力力索采用用標準強強度為2270kksi (18836MMPa)的高強強度、低低松弛鋼鋼絞線：鋼索的的防護采采用HDDPE（高密度度聚乙烯烯）管，墩頂及及跨內偏偏轉塊中中預埋鍍鍍鋅鋼管管，兩者者用氯丁丁橡膠套套管連接接；體外外索張拉拉后在PPE管中中灌注水水泥漿。該橋在設設計施工工中采用用了大

46、量量的創新新技術，在預應應力設計計上，該該橋采用用全體外外預應力力設計，即所有有預應力力索均布布置在箱箱粱體外外，錨固固在墩頂頂橫梁上上，鋼筋筋由位于于箱梁下下梗腋上上的偏轉轉塊偏轉轉以滿足足轉向要要求，如如圖3-1所示示。在施工方方面，該該橋大量量采用預預制節塊塊組裝，包括所所有上部部結構主主梁和下下部結構構橋墩。為加快快施工速速度及最最大程度度上發揮揮體外預預應力混混凝土結結構的優優勢，該該橋首次次在主梁梁預制節節段之前前采用復復式剪力力和干接接縫。由由于省去了了穿索及及節塊間間涂抹環環氧樹脂脂工藝，每跨拼拼裝完成成后即進進行預應應力索的的張拉，這樣大大大加快快了施工工速度，這種類類型的體

47、體外預應應力混凝凝土結構構是應用用最早也也最為廣廣泛的體體外預應應力結構構形式，其突出出的優勢勢在于設設計和施施工的標標準化和和施工速速度的快快捷。由于它的的體外預預應力索索可以采采用與體體內預應應力同樣樣的普通通多股鋼鋼絞線和和錨具，與體內內預應力力索一樣樣采用水水泥灌漿漿，故其其預應力力索的成成本很低低這種種類型的的橋梁結結構由于于受連接接縫的影影響，跨跨徑一般般為300-500米。它它通常在在通航要要求不高高的多跨跨長橋、長大橋橋梁的引引橋以及及人口密密集和交交通組織織困難的的城市高高架公路路和輕軌軌干線中中采用。二是用粗粗大的體體外鋼索索替代了了原先配配置在腹腹板內的的大量體體內預應應

48、力索；簡化了了腹板的的構造及及其厚度度，其主主要應用用在懸臂臂施工和和項推施施工的橋橋梁中。全橋的的預應力力體系通通常采用用體內有有粘結和和體外無無粘結混混合配置置的方式式。由于于腹板內內不放置置預應力力筋，所所以可以以把傳統統的混凝凝土箱梁梁腹板改改成混凝凝土桁架架形式或或直接在在肋板式式結構中中采用鋼鋼腹板，采用波波紋鋼腹腹板形式式的法國國Mauupree橋，它它是體外外預應力力結構的的代表作作。當體外預預應力索索在橋墩墩項部的的偏心距距大于混混凝土梁梁高而布布置在梁梁頂時，稱為坦坦拉式體體外預應應力混凝凝土結構構，也稱稱為“部分斜斜拉橋”。三是應用用于原有有預應力力混凝土土體內配配筋結構

49、構及鋼筋筋混凝土土結構的的維修和和加固。對橋梁梁上部結結構施加加體外預預應力，以預加加力產生生的反彎彎矩抵消消部分外外荷載產產生的內內力，可可達到改改善其使使用性能能和提高高其承載載能力的的作用。體外預預應力用用于橋梁梁的維修修和加固固，具有有施工簡簡便、工工期短、投入少少、效果果明顯等等特點，且可以以在不中中斷交通通的情況況下實施施，對結結構的損損傷小。3.1.2體外外預應力力工藝的的優點與與缺點體外顱應應力工藝藝的優點點為：（1）在在設計上上預應力力索布置置簡單，避免結結構細節節的復雜雜性。混混凝土體體內不設設置或少少設置預預應力筋筋，使普普通鋼筋筋布置容容易，因因而使施施工工藝藝簡化，提

50、高工工作效率率，并提提高工程程質量。體外預預應力筋筋套管的的布置，調整容容易,并簡化化了所有有的后張張法的操操作,從而大大大縮短短了施工工時間；（2）箱箱梁腹板板內不設設預應力力索管道道，同時時體外索索預應力力又能抵抵抗腹板板的剪力力，因而而腹板厚厚度可減減小，從從而減小小了恒載載，減少少工程數數量，降降低造價價；（3）鋼鋼索管道道灌漿的的事故減減少或不不發生問問題。既既使發生生問題，亦容易易解決；（4）體體外預應應力筋布布置在混混凝土截截面的外外側，可可經常用用X射線和和其它技技術監測測，在使使用期間間容易檢檢查和更更換；（5）體體外預應應力筋僅僅在錨固固區和轉轉向塊處處與結構構相連,摩阻損

51、損失明顯顯減小,提高了了預應力力的效益益；（6）由由于體外外預應力力筋設在在聚乙烯烯管當中中，故能能最好地地防銹并并易于檢檢查質量量。體外預應應力工藝藝的缺點點為：（1）體體外預應應力筋無無混凝土土保護易易遭火災災，并因因為承受受著振動動要限制制其自由由長度；（2）轉轉向塊和和錨固區區因承受受著巨大大的縱、橫向力力而特別別笨重；（3）對對于體外外預應力力筋，錨錨固失效效則意味味著預應應力的喪喪失，所所以錨具具應嚴防防被腐蝕蝕；（4）極極限狀態態下體外外預應力力筋的抗抗彎能力力小于體體內有粘粘結筋，在開裂裂荷載和和極限荷荷載的作作用下，應力不不能僅按按最不利利截面來來估算；（5）體體外預應應力結

52、構構在極限限狀態下下可能因因延性不不足而產產生沒有有預兆的的失效。隨著結構構形式、預應力力材料和和設備的的不斷發發展，體體外預應應力技術術將體現現更大的的優越性性，但考考慮到結結構的安安全，到到目前為為止，完完全采用用體外預預應力技技術結合合節段施施工的只只有福建建洪塘大大橋引橋橋、蕪湖湖二橋以以及國外外80年代代早期幾幾座橋，其余均均為體內內體外混混合配束束形式，國內相關關統計見見表3.1。表3.11國內節節段梁體體外預應應力數量量統計表表項目名稱稱引橋箱梁梁縱向預預應力用用量(TT)體外預應應力占比比%體內體外崇啟長江江大橋156882622262.558 廈漳跨海海大橋279007662

53、1.554 嘉紹大橋橋672992259925.113 泉州灣跨跨海大橋橋795444709937.119 樂清灣11#橋407991643328.771 樂清灣22#橋218001005531.555 虎門二橋橋615884968844.665 3.2體體外預應應力系統統構造體外預應應力系統統由體外外預應力力筋、體體外預應應力筋錨錨固系統統、體外外預應力力筋轉向向轉置，以及體體外預應應力筋防防腐系統統及定位位與減振振組成，如圖3-2所示示：圖3-22體外預預應力體體系構造造圖3.2.1體外預預應力索索構造體外預應應力筋及及其防護護系統稱稱為體外外預應力力索，體體外預應應力常采采用鋼絞絞線束，

54、其中鋼鋼絞線可可選用普普通鋼絞絞線、鍍鍍鋅鋼絞絞線、環環氧涂層層鋼絞線線和外包包PE的的單根無無粘結鋼鋼絞線。外護套套主要起起防腐作用用，通常常采用兩兩種材料料，即高高密度聚聚乙烯(簡稱HHDPEE)管或或鋼管，但在錨錨固段和和轉向彎彎曲段一一般均采采用鋼管管。鋼管外外護套較較貴且本本身有防防腐的問問題，故故采用較較少；HHDPEE管已被被大量應應用，但但其與鋼鋼管的連連接處必必須保證證密封性性能良好好。為便便于預應應力筋內內穿、檢檢查、檢檢測及更更換，外外護套應應做成可可伸縮式式的構造造，并在在各伸縮縮段的連連接部位位具有良良好強度度與密封封性。圖圖3-3、3-4所所示分別別為為兩兩種典型型

55、的體外外索形式式。外護套與與鋼絞線線束之間間通常采采用灌漿漿措施，灌漿材材料分為為剛性材材料和非非剛性材材料。剛剛性材料料通常為為水泥漿漿，非剛剛性材料料主要是是油脂和和石蠟。水泥灌漿漿適用于于體外預預應力筋筋離散粘粘結（如如體外預預應力筋筋在轉向向和錨固固段與梁梁體粘結結），或或完全無無粘結的的情況。油脂和和石蠟通通常用在在可換的的體外預預應力系系統中，以使體體外預應應力筋與與粱體無無粘結。圖3-33 單根根無粘結結外包PPE 圖3-4 普普通鋼絞絞線外包包PE防護的體體外索 防護的的體外索索不管護套套和灌漿漿材料如如何選擇擇，由單單根無粘粘結鋼絞絞線組成成的體外外預應力力筋均能能進行多多次

56、張拉拉。如錨固和和轉向位位置處采采用雙層層管道，不管鋼鋼束是何何種類型型，都能能達到拆拆卸或調調換的要要求。如鋼束在在錨固及及轉向位位置采用用單層管管道時，只能采采用全無無粘結構構造和非非剛性的的灌漿材材料，才才能保證證鋼束在在必要時時能夠拆拆卸和更更換。3.2.2體外預預應力筋筋的錨固固系統體外預應應力結構構中的錨錨具是整整個結構構中的最最關鍵部部位，如如圖3-3所示。與有粘粘結體內內束全長長范圍均均能提供供粘結力力相比，體外索索僅在有有限的轉轉向點及及錨固處處與結構構連接，預加力力完全靠靠錨具傳傳遞給結結構，錨錨具一旦旦失效，將對結結構造成成災難性性的后果果。因此，在體外外預應力力結構中中

57、，必須須具有規規定的靜靜力與動動力強度度（錨固固強度），錨具具下混凝凝土的支支承應力力不得超超過規范范的限值值。圖3-33錨具構造圖體外預應應力索的的錨具根根據體外外索的使使用特點點分為永永久式和和可調式式兩大類類。永久式錨錨具適用用于體外外索與混混凝土有有局部粘粘結的結結構。錨錨具的錨錨墊板及及預埋鋼鋼管直接接與混凝凝土相粘粘結，鋼鋼索一旦旦被錨固固，則不不可更換換，其索索力不可可調整。一般采采用水泥泥漿作為為灌注材材料，在在轉向處處采用單單管式轉轉向鋼管管，并灌灌注水泥泥砂漿形形成粘結結。錨具具在錨固固以后用用環氧砂砂漿或混混凝土做做封錨處處理，防防止水份份滲入。可調式錨錨具包括括不可重重

58、復張拉拉(可換換不可調調)和可可重復張張拉(可可換可調調)兩種種類型。該類錨錨具均采采用大直直徑的預預埋鋼管管將鋼絞絞線和混混凝土體體分開，通過工工作錨板板和螺母母將錨固固力傳到到錨墊板板上。錨錨頭外部部設置可可以開啟啟的密封封罩，平平時填充充防腐油油脂或臘臘，使錨錨頭與空空氣及水水份隔絕絕。 可換不可可調型錨錨具在鋼鋼索張拉拉后無法法放松，但可以以全部拆拆除。錨錨具內一一般使用用防腐材材料如油油脂或臘臘等填充充。可換可調調型錨具具在鋼索索張拉錨錨固后，在錨具具外需要要預留一一定長度度的鋼索索，以備備再次張張拉。使使用該類類型錨具具的體外外索均使使用柔性性灌注材材料如油油脂或臘臘等。重重復張拉

59、拉前，打打開錨頭頭外部的的密封罩罩，清除除灌注材材料，裝裝上張拉拉千斤頂頂，即可可進行張張拉，該該種類型型的錨具具一般用用作施工工臨時索索。兩種形式式的錨具具均可以以選擇使使用組合合索或成成品索。其中灌灌漿的組組合索一一般和永永久式的的錨具配配合，此此類索與與錨具組組合方式式的優點點是比較較經濟。無灌漿漿的組合合索可以以和可調調式配合合使用，多根鋼鋼絞線可可分別單單根張拉拉；需要要更換預預應力索索時，可可通過單單根鋼絞絞線放松松的方法法來進行行逐根更更換或整整體更換換。混凝凝土內的的預埋管管段需以以水泥漿漿灌注密密封，永永久式錨錨具與成成品索配配合使用用時，錨錨固區用用于不需需換索、合使用用的

60、可調調式錨具具錨固區區由帶螺螺母的螺螺紋錨頭頭、錨墊墊板、調調索的情情況;與與成品索索配密封封灌漿筒筒、防護護罩和減減振塊組組成，張張拉后密密封灌漿漿筒需灌灌注水泥泥漿進行行防護，索的張張拉力調調節或索索體更換換是通過過螺紋錨錨頭上的的螺母旋旋轉實現現的。表3.22是各種種體系的的組成和和特點對對比。表3.22 各各種體系系的組成成和特點點對比體外預應應力體 系預應力索索錨固形式式特 點1灌漿組合合索永久式比較經濟濟2成品索永久式比較經濟濟，防腐腐蝕性能能好3無灌漿組組合索可調式可以進行行索的張張拉力調調節或索索體更換換；只能能用于直直線形式式布置方方式4成品索可調式可以進行行索的張張拉力調調