城市高架橋預應力蓋梁施工技術(shù)分析

林國富

文章以某城市高架橋預應力蓋梁為例，介紹了鋼管立柱+貝雷的支架方案，并對施工階段進行了建模分析，探討了施工注意事項。

預應力蓋梁;大懸臂;支架;施工技術(shù)

0?引言

近年來，隨著城市建設和橋梁建設的飛速發(fā)展，一大批城市高架橋涌現(xiàn)在各個城市中?？紤]到橋面行車寬度需求和橋下凈空需求，高架橋通常采用大懸臂預應力蓋梁形式[1][2]。本文通過具體工程案例，介紹了城市高架橋預應力蓋梁的支架體系和施工工藝，并對施工階段進行了分析，同時介紹了施工注意事項，為同類城市高架橋建設提供有益借鑒。

1?工程概況

某城市高架橋標準段上部結(jié)構(gòu)采用30 m預應力預制小箱梁，先簡支后連續(xù)。由于橋下后期需要通車，因此下部結(jié)構(gòu)采用大懸臂預應力蓋梁，橋墩采用花瓶墩。

橋梁全寬25.5 m，橫斷面布置為0.5 m防撞護欄+11.95 m行車道+0.6 m中央防撞護欄+11.95 m行車道+0.5 m防撞護欄。蓋梁全寬24.8 m，懸臂8.75 m，梁高1.3～2.6 m，順橋向?qū)挾葹?.4 m。該橋標準斷面如圖1所示。

蓋梁按照部分預應力A類構(gòu)件進行設計，共設置10束15s15.2 mm預應力鋼筋。鋼束布置如圖2所示。

2?支架結(jié)構(gòu)

由于施工場地有限，需保證高架橋兩側(cè)正常通車，因此蓋梁施工時選擇鋼管立柱+貝雷的支架體系進行施工[3]。

在橋墩前后兩側(cè)各設置4根630×10 mm鋼管立柱，柱頂通過2Ⅰ50a工字鋼縱梁與橫向321國產(chǎn)貝雷主梁連接，橫向共布置4片貝雷主梁，同側(cè)貝雷之間通過支撐架進行連接。貝雷梁上鋪設間距60 cm的Ⅰ12a分配梁，在其上面搭設可調(diào)整底模系統(tǒng)。鋼管立柱下端通過膨脹螺栓固定在擴大基礎(chǔ)上。為確保支架的整體穩(wěn)定性，橋墩兩側(cè)鋼管立柱采用槽鋼[20a連接。支架布置圖如圖3所示。

3?施工工藝及施工階段分析

3.1?施工步驟

蓋梁采用兩端張拉，按照三階段進行張拉，具體施工步驟為：（1）搭設支架澆筑蓋梁，蓋梁強度達到設計強度的100%后，張拉N3鋼束;（2）拆除支架，然后架設小箱梁，小箱梁應先架設外側(cè)箱梁，后架設內(nèi)側(cè)，采用對稱的方式架設，待箱梁架設完成后張拉N2鋼束;（3）澆筑連續(xù)接頭、橋面板濕接縫混凝土，張拉小箱梁頂板負彎矩鋼束并壓注水泥漿，進行小箱梁體系轉(zhuǎn)換，然后張拉N1鋼束。最后進行橋面鋪裝施工。

3.2?施工階段分析

為了進一步明確施工時結(jié)構(gòu)的受力特性，確保施工安全有序進行，采用Midas Civil軟件建立有限元模型，對施工階段進行分析。

圖4為整體模型，圖5為施工階段設置圖。根據(jù)施工步驟共建立16個施工階段，圖6～9分別為張拉第一次、第二次、第三次鋼束及成橋后的應力云圖。

由計算結(jié)果可知，各施工階段蓋梁應力均為壓應力，施工完成后蓋梁預應力儲備較大，結(jié)構(gòu)較為安全。

4?施工注意事項

（1）基礎(chǔ)處置

由于項目所處軟弱地基較多，進行支架施工時采用碎石換填、澆筑混凝土基礎(chǔ)等方法，使基礎(chǔ)承載力達到要求，提高了施工質(zhì)量。

（2）支架預壓

在完成支架及模板施工后，采用沙袋對支架進行預壓。沙袋應均勻放置，預壓重量以設計荷載為標準，分60%、80%、100%三級進行加載。

在預壓過程中，對支架沉降進行觀測，分別在兩墩柱之間、蓋梁兩端設置觀測點，關(guān)注原地面地基不均勻沉降情況。同時，在加載到100%設計荷載時對貝雷梁撓度進行測量，并做好記錄，及時對模板進行調(diào)整。

（3）蓋梁施工

鋼筋骨架在鋼筋加工棚內(nèi)完成加工，在現(xiàn)場綁扎成型后進行吊裝。主筋直徑為28 mm，間距為11 cm，排列較密。鋼筋下料時控制焊接頭與鋼筋彎曲處的距離，采用從中間后兩側(cè)、先下部后上部的方式進行焊接。嚴格控制波紋管架的間距、坐標，保證預應力布置的準確性。普通鋼筋如遇錨墊板、螺旋筋、波紋管等根據(jù)設計要求可適當調(diào)整位置。澆筑蓋梁混凝土的順序為從兩端向中間對稱澆筑，分段分層臺階式施工。

（4）預應力筋張拉

預應力鋼束下料長度應滿足使用需求，且不能浪費。安裝預應力鋼束前，應檢查預應力管道是否漏漿堵塞。

鋼束采用兩端張拉，張拉的順序以設計圖紙為準，采用引伸量與張拉力雙控，并以張拉力為主，實測引伸量與計算引伸量容許誤差控制在±6%以內(nèi)。安裝的錨墊板必須與鋼束中心線垂直。蓋梁兩端包括擋塊先行澆筑，待預應力鋼束張拉完后，再澆筑封錨端。

5?結(jié)語

本文以某城市高架橋標準段為例，針對其采用的大懸臂預應力蓋梁，介紹了鋼管立柱+貝雷的支架體系，根據(jù)施工順序采用有限元軟件對施工階段進行計算分析，并介紹了施工時的注意事項，為同類項目施工提供技術(shù)參考。

[1]尹?恒. 大懸臂預應力蓋梁階段受力分析及施工控制技術(shù)研究[D]. 西安：長安大學， 2013.

[2]劉海鴻， 龔?斌. 懷通高速公路寶照溪大橋7#墩預應力蓋梁施工技術(shù)[J]. 公路工程， 2013（6）：165-168.

[3]王曉斌. 大跨度預應力蓋梁施工技術(shù)研究[J]. 四川建材， 2016，42（6）：147-148.