預應力箱梁先簡支后連續施工1.概述先簡支后連續預應力箱梁在高速公路橋梁中已逐步被推廣應用。這種梁型集簡支梁和連續梁的優點于一身，克服了簡支梁整體性差的弱點，同時也克服了現澆連續梁對支架和地基的要求；因為這種梁型有諸多優點，國內在建的京（北京）-福（福州）、連（連云港）-霍（霍爾果斯）、寧杭等高速公路的大橋、特大橋多采用此種梁型。該結構形式充分利用了簡支結構施工方式的便捷，通過采用后連續施作，最終實現了連續梁整體受力的效果。2．主要施工工藝先簡支后連續預應力箱梁結構其整體性工藝過程為：先期預制并簡支安裝具有半成品意義的箱梁段，預制箱梁時完成正彎距預應力施加，在梁端預留與橫梁相連接的鋼筋，并在箱梁頂板內預留負彎距預應力束孔道；架設安裝完成之后，后澆筑鋼筋混凝土連續接頭，達到強度后施加負彎矩預應力，然后解除臨時支座，達到整聯橋梁連續的目的。其施工工藝流程可下圖一：先簡支后連續預應力箱梁施工工藝流程圖。2.1預制梁場設置完整意義的預制廠一般包括鋼筋及小型鋼件加工區、混凝土混合物制備區、制梁區及存梁區部分等，這里重點考慮制梁區。結合場地地形條件，本著方便移梁、架梁施工的原則，選擇預制場地。對于橋址條件較好（不跨大河溝、不跨交通路，且地勢平坦）的情況，可以優先考慮順橋向雙龍門吊方案，該方案的優點是可以采預制場建造預制梁生產、存放從存梁區移梁到橋面臨時支座安裝安放永久支座架梁就位、調整、固定預制場建造預制梁生產、存放從存梁區移梁到橋面臨時支座安裝安放永久支座架梁就位、調整、固定澆筑連續接頭混凝土張拉負彎矩束、壓漿澆筑濕接縫調平層施工整聯體系轉換橋面鋪裝圖一、先簡支后連續預應力箱梁施工工藝流程圖用雙龍門吊直接吊梁就位。如徐宿高速廢黃河?號橋，在橋位（兩排墩后施工）順橋向布置預制廠，采用跨橋幅雙龍門吊方案，效果很理想。不足之處是工序間有一定干擾，對于長橋宜慎用。橋址外圍條件受限，橋址條件也較差（跨河、跨交通路等），橋址順橋向設預制廠一般是不得已的選擇。如京福高速銅山4標跨隴海鐵路特大橋，預制廠采用雙龍門吊，另外還采用架橋機架梁。連徐高速公路E-3徐州三堡立交橋、徐宿高速廢黃河??號橋、寧杭高速溧陽北河中河特大橋、宿淮高速成子河特大橋，有條件橫橋向布置預制廠，均采用了橫橋向布置方案。該方式的優點在于預制廠可以只采用一臺用于制梁、移梁的大型龍門吊。即使場地（龍門吊走行軌）與橋向不能完全垂直而有一定夾角，也仍以一定夾角實現橫橋向基本布置形式。如徐州三堡立交橋為減少臨時用地，而利用206國道規劃位置斜向橫橋布置預制廠，可參見圖二、徐州三堡立交橋制梁區布置圖一般根據場地條件、起梁設備、工期要求及受力分析等綜合考慮。地基處理：場地地基條件差的，應適當硬化。布置方式：宜在龍門吊范圍內，結合龍門吊走行方向、吊梁吊點情況成排布置。臺座數量：宜考慮制梁工期要求、模板與臺座周轉期等確定。臺座結構：就筆者現在掌握的情況看，先簡支后連續梁部結構的先期預制梁（或箱梁或板梁或T梁），均為后張梁，一般均存在預應力施加后，中部起拱，臺座端部與梁板端頭承受了較大的集中力的情況。為此，設計制梁臺座時，端部應做特殊的處理，如局部擴大基礎等。其余可采用漿砌片石基礎，其上做20--40cm厚C30砼臺座端部；為防止梁端集中應力過大，一般做柔性化處理，以增大受力接觸面。臺座中部采用磚砌或現澆混凝土。臺座中一般設置與模板配套的拉桿孔；一般在臺座兩側頂部埋設[50型鋼，以放置膠管與鋼側模接縫密貼，防止澆灌混凝土時漏漿。根據實際需要，可設置預留吊梁孔位置距梁端（70-90）cm/cosα(注：α為梁端斜度)。為了保證箱梁線形平直，一般在臺座跨中預設反拱。為了確保梁底美觀，臺座可以采用水磨頂面涂蠟、或粘貼樹脂絕緣板、或覆鋼板等措施。在施工中，還應經常對臺座進行檢查，及時做好維護。制梁臺座農田去混凝土攪拌站鋼筋加工區制梁臺座農田去混凝土攪拌站鋼筋加工區農田現澆梁在已先期澆注的現澆梁上拼架橋機存梁區龍門吊移梁滑軌蓋梁圖二、徐州三堡立交橋制梁區布置圖2.2模板設計制作與安裝拆卸2.2.1模板設計制作：箱梁預制模板底模為臺座頂面，外模和端模采用定型鋼模，內模采用組合鋼模。外模設計是一個重要環節，以采用分塊栓接模板組合為例，主模塊采用大塊平面鋼模板，面板厚度與肋板間距采用四周約束平面板體受荷條件計算確定；肋板采用槽鋼或厚鋼板。外模支撐架采用槽鋼焊接。外側模支架間距宜結合上下拉桿設置，采用側模受荷變形約束控制計算確定。內模采用組合覆塑木質層壓板或采用組合鋼模板，頂板采用可自由抽拉的活動板，有利于底板混凝土澆注，它可直接支承在內支架上。可不設全封閉式內底模，但需設具有一定平面寬度的帶弧形角的內底角模板，并且混凝土施工后應及時拆模。內部支架一般采用角鋼制作，相互間采用栓接，以便于拆卸。端模設計一般采用略厚的鋼板，以便于拆裝、固定錨墊板波紋管端部。為保證模板及預制梁質量，模板制作盡可能采取工廠化制造。2.2.2模板拆卸、安裝：除端模較小及內模拆卸受限而采用人工分塊進行之外，為了縮短制梁周期，模板拆裝應盡可能采用人工配合龍門吊整體進行。外側模可分四節拆裝，內模安裝可分兩節整體吊裝。外模拼裝時，結合拉桿連接，用鋼尺進行兩側模間寬度檢查，拼裝時要注意接縫嚴密、平整；端頭模板安裝要注意梁端斜度控制；內模安裝吊裝前要設置內模底支撐，以免直接放在底部鋼筋上。另外，梁頂部鋼筋綁扎完成，內外模聯固一體化后，必須注意做梁截面軸線測定，確保外側模斜度準確。模板的拆卸次序一般是先拆內模，其次是端模，最后是側外模。2.3鋼筋制安及預應力筋管道的埋設箱梁底板筋、腹板筋可以在臺座上采用臨時加固措施進行現場綁扎。同時，結合底板筋、腹板筋鋼筋綁扎，應按設計坐標固定底、腹板內波紋管。一般以“#”型式φ8鋼筋定位，管道連接采用稍大型號的波紋管做套管，連接時接頭處應注意封堵嚴實。安裝并調整內、外模及端模后，即可綁扎頂板鋼筋，同時安裝頂板內扁管和錨墊板。安裝波紋管時應使之穿入錨墊板內，并做好密封。為防止預應力管道變形過大，我公司多采用內襯膠管或PVC塑料管等，效果均較好。2.4混凝土澆注砼澆注前，注意檢查原材料質量、施工人員的在崗情況、施工機械的完好性、施工工藝的可操作性等。砼澆注過程中要隨時檢查砼拌和質量，其坍落度控制要符合有關規范要求，同時注意制作砼試件及同期養護張拉試塊。箱梁砼澆注順序一般為：底板→2/3高度腹板→剩余腹板、頂板，從梁一端向另一端推進，分段分層，形成步距呈斜向連續一次性澆注完成。底板砼從內模頂開天窗進去，在底板混凝土施工時以插入式振動棒振搗。底板澆注完畢，及時扣牢底板頂模板（即內模底模）。若采用非封閉式內底模，常適當多澆入底板混凝土，結合振搗，人工予以反壓使混凝土進入腹板數厘米高度。成段底板混凝土澆注完成后，抓緊封閉內頂模，以便后續腹板、頂板澆注。腹板砼的振搗以多臺小功率附著式振搗器為主，插入式振搗器為輔。頂板砼采用插入式振搗器振搗。為防出現施工縫，嚴格控制三層砼澆注時差，以確保不超過初凝時間，一般前層砼澆注向前推進5~8米，應進行后層砼澆注。箱梁砼的振搗，應防止過振、漏振，為防止因砼的澆注而使內模上浮，常采用上壓內模來預防。砼澆注完畢應采取必要的措施及時養護。2.5預應力筋制安與預應力施加鋼絞線的截斷宜采用鋼筋切斷機或砂輪機，嚴禁電弧焊切割。鋼絞線穿入前應編束。預應力施加宜嚴格按有關工藝要求進行。一般在混凝土強度達到設計強度的90%以上時方進行張拉。張拉前的準備工作有：抽出內襯橡膠管或塑料管等，穿束，預拉，安裝錨具并打平夾片，安裝限位板和千斤頂，安裝工具錨。張拉時兩端加強聯系，盡量保持同步。張拉順序一般為：10%張拉控制力（初應力）并量伸長值---20%張拉控制力并量伸長值---40%張拉控制力并量伸長值---100%張拉控制力并量伸長值---102%張拉控制力（持荷5分鐘）并量伸長值---回頂---靜置5min---撤頂。采用雙控，以張拉力控制為主，伸長量控制校核，實際伸長量與計算伸長量誤差不大于6%。持荷時觀察油表，若壓力下降，應補足至規定壓力，再進行回頂；若斷絲、滑絲超過規定，應退錨重新張拉，并查找原因。最后割去多余的鋼絞線，此時應注意切不可燒傷錨具。張拉完一片梁后應立即測量梁的拱度，建立該梁的上拱值檔案，測量其1天、3天、7天、30天、60天的上拱度，并應符合設計值，否則檢查原因，予以處理。從我公司多座橋的工程實踐看，預應力施加效果均很理想。2.6孔道壓漿、封端壓漿用的水泥漿采用525＃普通硅酸鹽水泥配制。水泥：膨脹劑：水=1：0.12：0.4，稠度為16—18s，3h泌水率為1.9%，24h膨脹率為3.8%，R28≮40Mpa。采用一次壓漿工藝，由一端壓入，至另一端冒出均勻的濃漿時停止，用木塞打緊。壓入端持壓0.5—0.7Mpa5min，壓漿時，應注意不停地攪拌。孔道壓漿后，邊跨非連續梁端注意采用與梁體同標號混凝土封端。2.7移梁存放及架梁一般當壓漿漿體強度達到設計值的75%以上時，即可吊梁、移梁，可采用龍門吊進行移梁存放。架梁過程和施工工藝同普通預制梁。2.8澆筑中橫梁混凝土澆注前，先嚴格做好永久支座的安設檢查。之后，在永久支座周圍滿鋪干砂，再設橫梁底模，若永久支座離臨時支座太近，應采取有效的隔熱措施，防止解除臨時支座時高溫影響橡膠支座質量。側模采用特制組合鋼模，加強支撐、聯固，確保與預制梁接縫嚴密。中橫梁混凝土的澆筑一般應從每聯兩端向中間對稱、間隔進行。同一聯混凝土澆注時氣溫不能相差過大。接頭混凝土采用膨脹水泥。2.9體系轉換連續接頭混凝土施工完成達到一定強度后，施加負彎距預應力，及時做好孔道壓漿。然后，開始澆注濕接縫。一般先澆注跨中0.6L段范圍內的濕接縫混凝土，其次澆注剩余部分濕接縫，在混凝土濕接縫達到強度要求，橋梁完成整聯連續后，將臨時支座熔化，即完成了從簡支到連續的體系轉換。臨時支座的解除采用電熱法，在一整聯濕接縫澆筑完成后進行，宜從一端向另一端逐孔解除。3．施工注意事項及幾點體會3.1施工注意事項1、外模板安裝及鋼筋綁扎前，要對臺座實行嚴格清理，要檢查[50型鋼內橡膠管的埋設情況（以防漏漿）。通過多次實踐，我公司采用涂刷地板蠟，或覆鋼板，或襯樹脂層壓塑料板等，均可達到較好的使用效果。2、梁體存放同樣是橋梁梁部施工中的重要環節。根據筆者了解的現場實際，在許多施工現場，問題不僅僅是存梁期過長，梁的起拱值過大，而真正構成問題的是存梁臺座的設計。若存梁臺座基礎差，梁板兩端條形存梁臺座在高度上不成平行狀態，則梁板將由徐變而致扭曲。特別是當再墊以舊枕木或再墊以舊枕木兩層存梁，問題將更為嚴重。在后續施工中，若梁板底面存在扭曲，架梁時，臨時支座總要有一塊要加墊，從而必致梁面一角部突出，而影響后連續預應力施工，影響橋面鋪裝層施工。而這對于邊跨永久支座危害同樣很大，若梁底面存在扭曲，橡膠支座受偏壓，一方面支座易損壞，另一方面，當橋面承受重活載時，可能將產生更嚴重的后果。3、先簡支后連續結構施工中，預制梁橋面運輸也是一個要謹慎考慮的環節。要考慮的問題主要是作為前述所提的非完整意義的梁段，能否單片承受運梁荷載？為此，經檢算，在充分考慮安全的前提下，一般采用雙梁承載而寬軌距運梁方案。4、臨時支座制作與使用，是先簡支后連續結構施工的極其重要的環節。我公司一般采用硫磺砂漿制成臨時支座（中跨）。內置電阻絲，配比為硫磺：干砂：425＃水泥：石蠟=1：1.2：0.4：0.03。臨時支座安設的標高控制與永久支座標高基本一致。3.2幾點體會通過我公司多座同類結構橋梁施工的工程實踐，我們有如下體會與感受：先簡支后連續梁部結構，跨徑受先期簡支梁施作控制，往往不是很大。從而，在應用中受到了一定限制。但先簡支后連續梁部結構，畢竟充分利用了簡支梁施工的便捷，通過后連續施作，達到了連續梁整體受力的效果。因此，其經濟實用性是非常突出的。可以說，只要不受跨度限制，該梁部結構形式即會被優先考慮。無論如何，它都有著的有巨大的應用前景，都應當予以充分重視。先簡支后連續梁部結構的施工，應同時注重簡支與連續兩種施工工藝，并應正視由于后連續設計與施工而加予先期簡支梁段設計與施工上的影響。a.后連續預應力度的保證，是施工的一個重要環節。即預制梁就位后應使中橫梁前后對應，兩片梁頂板內扁波紋管口位置、方向、高度相一致，防止二次張拉鋼絞線出現彎曲。為此，先期簡