先简支后连续箱梁施工工艺

1 预应力箱梁先简支后连续施工工艺探讨 中铁十四局集团第三工程有限公司 梁钊 王玉贵272000 摘要：预应力箱梁先简支后连续结构因具有自重小、跨度较大、结构稳定性好、施工便捷、经济美观等诸多优点，目前已广泛应用于公路桥梁、市政桥梁建设上。本文结合我单位近年来承担连霍国道主干线连徐高速公路E-3标徐州三堡互通立交桥、国道206线黄新段立交桥、京福高速公路跨陇海铁路特大桥、徐宿高速公路废黄河大桥、宁杭高速公路北河中河特大桥工程等的N×30m、N×25、N×20后张预应力箱梁先简支后连续施工的实践，简要对其施工工艺作出分析，以期同行们指正。 关键词：后张法箱梁 先简支 后连续 工艺 探析 1.概述 先简支后连续梁部结构的主要特点是：其预制梁段并非是传统意义的成品梁，相反它系连续梁的一部分，只是具有半成品意义的较长时间处于简支状态的大梁段。该结构形式充分利用了简支结构施工方式的便捷，通过采用后连续施作，最终实现了连续梁整体受力的效果。 自1999年承担连霍国道主干线连徐高速公路徐州三堡互通立交桥30M预应力箱梁先简支后连续结构的施工以来，我单位又连续承担了多座同类型梁部结构桥梁的施工，分别是：国道206线黄新段立交桥；京福高速公路跨陇海铁路特大桥；徐宿高速公路废黄河大桥Ι桥、П桥；正在施工的宁杭高速公路溧阳北河、中河特大桥。正是多座桥同类梁部结构施工的工程实践，使我们对该类型梁部结构有了较深的认识。先简支后连续预应力箱梁结构其整体性工艺过程为：先期预制并简支安装具 2

有半成品意义的箱梁段，预制箱梁时完成正弯距预应力施加，在梁端预留与横梁相连接的钢筋，并在箱梁顶板内预留负弯距预应力束孔道；架设安装完成之后，后浇筑钢筋混凝土连续接头，达到强度后施加负弯矩预应力，然后解除临时支座，达到整联桥梁连续的目的。先简支后连续箱梁施工工艺流程可见下图：

结合我单位多座同类结构桥梁的工程实践，现对其主要施工工艺试做如下分析、总结。 2．主要施工工艺 2.1预制梁场设置 完整意义的预制厂一般包括钢筋及小型钢件加工区、混凝土混合物制备区、制梁区及存梁区部分等，这里重点考虑制梁区。

预制场建造 预制梁生产、存放 从存梁区移梁到桥面 临时支座安装

安放永久支座 架梁就位、调整、固定 浇筑连续接头混凝土 张拉负弯矩束、压浆 浇 筑 湿 接 缝

调 平 层 施 工 整 联 体 系 转 换

桥 面 铺 装 3

A．制梁区及龙门吊设置 结合场地地形条件，本着方便移梁、架梁施工的原则，选择预制场地。对于桥址条件较好（不跨大河沟、不跨交通路，且地势平坦）的情况，可以优先考虑顺桥向双龙门吊方案，该方案的优点是可以采用双龙门吊直接吊梁就位。如徐宿高速废黄河І号桥，在桥位（两排墩后施工）顺桥向布置预制厂，采用跨桥幅双龙门吊方案，效果很理想。不足之处是工序间有一定干扰，对于长桥宜慎用。桥址外围条件受限，桥址条件也较差（跨河、跨交通路等），桥址顺桥向设预制厂一般是不得已的选择。如京福高速铜山4标跨陇海铁路特大桥，预制厂采用双龙门吊，另外还采用架桥机架梁。连徐高速公路E-3徐州三堡立交桥、徐宿高速废黄河ІІ号桥、宁杭高速溧阳北河中河特大桥、宿淮高速成子河特大桥，有条件横桥向布置预制厂，均采用了横桥向布置方案。该方式的优点在于预制厂可以只采用一台用于制梁、移梁的大型龙门吊。即使场地（龙门吊走行轨）与桥向不能完全垂直而有一定夹角，也仍以一定夹角实现横桥向基本布置形式。如徐州三堡立交桥为减少临时用地，而利用206国道规划位置斜向横桥布置预制厂，可参见下图：

B．制梁台座设置、维护： 移梁承托平台 制梁台座 农田

去混凝土搅拌站

钢筋加工区

农田

现浇梁 在已先期浇注的现浇梁上拼架桥机

存梁区 龙门吊 移梁滑轨

盖梁 4

一般根据场地条件、起梁设备、工期要求及受力分析等综合考虑。 地基处理：场地地基条件差的，应适当硬化。 布置方式：宜在龙门吊范围内，结合龙门吊走行方向、吊梁吊点情况成排布置。 台座数量：宜考虑制梁工期要求、模板与台座周转期等确定。 台座结构：就笔者现在掌握的情况看，先简支后连续梁部结构的先期预制梁（或箱梁或板梁或T梁），均为后张梁，预应力施加后，中部起拱，台座端部与梁板端头本身均承受了较大的集中力。为此，设计制梁台座时，宜端部做好扩大基础，一般下挖基坑，采用浆砌片石基础，其上做20--40cm厚C30砼台座端部；为防止梁端集中应力过大，还宜做柔性化处理，以增大受力接触面。台座中部采用砖砌或现浇C20混凝土。台座中一般设置与模板配套的拉杆孔；一般在台座两侧顶部埋设[50型钢，以放置胶管与钢侧模接缝密贴；一般预留吊梁孔位置距梁端（70-90）cm/cosα(注：α为梁端斜度)。为了保证箱梁线形平直，一般在台座跨中预设反拱。为了确保梁底美观，台座一般采用水磨顶面涂蜡、或粘贴树脂绝缘板、或覆钢板等。 在施工中，还应经常对台座进行检查，及时做好维护。 2.2模板设计制作与安装拆卸 A．模板设计制作： 箱梁预制模板底模为台座顶面，外模板安装及钢筋绑扎前，要对台座实行严格清理，要检查 [50型钢内橡胶管的埋设情况（以防漏浆）。通过多次实践，我单位采用涂刷地板蜡，或覆钢板，或衬树脂层压塑料板等，均可达到较好的使用效果。 外模和端模采用定型钢模，内模采用组合钢模。 外模设计是一个重要环节，我单位多年来，一直予以重视。我们的 5

方法是外模采用分块栓接模板组合而成。外侧模尽最大平面化可能，主模块采用大块平面钢模板，面板厚度与肋板间距采用四周约束平面板体受荷条件计算确定；肋板采用[63槽钢或厚钢板。外模支撑架采用[80槽钢焊接而成。模板与模板间、支架与模板间均采用栓接，目的在于工程竣工后也可做它用。外侧模支架间距宜结合上下拉杆设置，采用侧模受荷变形约束控制计算确定。 一般认为，内模尺寸有限，模板再它用价值小，我单位在设计上也仅考虑再用于同类梁型内模。内模采用组合覆塑木质层压板或采用组合钢模板。内模顶板采用可自由抽拉的活动板，有利于底板混凝土浇注，它可直接支承在内支架上。可不设全封闭式内底模，但需设具有一定平面宽度的带弧形角的内底角模板，并且混凝土施工后宜及时拆模。内部支架一般采用角钢制成，相互间采用栓接，一般分成上下左右四部分，以便于拆卸为要。 端模设计一般采用略厚的钢板，以便于拆装、便于固定锚垫板和穿出制孔用的波纹管。 模板制作尽可能采取工厂化制造。我单位为保证内模结构符合现场制梁工艺需要，一般采取现场自己制作。端模制作时必须保证锚垫板端面与钢绞线方向垂直。 B．模板拆卸、安装： 除端模较小及内模拆卸受限而采用人工分块进行之外，一般为了缩短制梁周期，模板拆装均尽可能采用人工配合龙门吊整体性进行。外侧模可分四节拆装，内模安装可分两节整体吊装。外模拼装时，结合拉杆连接，用钢尺进行两侧模间宽度检查，并且拼装时要注意接缝严密、平整；端头模板安装要注意其梁端斜度控制；内模安装吊装前要设置内模底支撑，以免直接放在底部钢筋上。另外，梁顶部钢筋绑扎完成，内外 6

模联固一体化后，必须注意做梁截面轴线测定，确保外侧模斜度准确。 模板的拆卸次序一般是先拆内模，其次是端模，最后是侧外模。且当混凝土强度达到20MPa以上时方可拆模， 2.3 钢筋制安及预应力筋管道的埋设 钢筋加工区一般紧靠制梁区设置，钢筋集中加工。 箱梁底板筋、腹板筋一般在台座上采用临时加固措施进行现场绑扎。同时，结合底板筋、腹板筋钢筋绑扎，应按设计坐标固定底、腹板内波纹管。一般以“#”型式φ8钢筋定位，管道连接采用稍大型号的波纹管做套管，连接时接头处应注意封堵严实。在安装并调整内、外模及端模后，即可绑扎顶板钢筋，同时安装顶板内扁管和锚垫板。安装波纹管时应使之穿入锚垫板内，并做好密封。为防止预应力管道变形过大，我单位多采用内衬胶管或PVC塑料管等，效果均较好。 2.4混凝土浇注 砼浇注前，注意检查原材料质量、施工人员的在岗情况、施工机械的完好性、施工工艺的可操作性等。砼浇注过程中要随时检查砼拌和质量，其坍落度控制在6~12cm；要注意制作砼试件及同期养护张拉试块。 箱梁砼浇注顺序一般为：底板→ 2/3高度腹板→剩余腹板、顶板，从梁一端向另一端推进。我单位比较重视分段分层，形成步距呈斜向连续一次性浇注完成。底板砼从内模顶开天窗进去，底板混凝土坍落度可控制在6--8CM，在底板混凝土施工时以插入式振动棒振捣。底板浇注完毕，及时扣牢底板顶模板（即内模底模）。若采用非封闭式内底模，常适当多浇入底板混凝土，结合振捣，人工予以反压使混凝土进入腹板数厘米高度。成段底板混凝土浇注完成后，抓紧封闭内顶模，以便后续腹板、顶板浇注。腹板与顶板施工时混凝土坍落度控制在8--12CM。腹板砼的振捣以多台小功率附着式振捣器为主，插入式振捣器为辅。顶板 7

砼采用插入式振捣器振捣。为防出现施工缝，三层砼浇注时差严格控制，以确保不超过其初凝时间，一般前层砼浇注向前推进5~8米，应进行后层砼浇注。箱梁砼的振捣，应防止过振、漏振，为防止因砼的浇注而使内模上浮，常采用上压内模来预防。 砼浇注完毕应及时养护，夏天要注意高温条件下的养护，冬天要具备砼冬季施工养护条件，同时要进行热工验算。 2.5预应力筋制安与预应力施加 钢绞线的截断宜采用钢筋切断机或砂轮机，严禁电弧焊切割。钢绞线穿入前应编束。 预应力施加宜严格按有关工艺要求进行。一般在混凝土强度达到设计强度的90%以上时方进行张拉。张拉前的准备工作有：抽出内衬橡胶管或塑料管等，穿束，预拉，安装锚具并打平夹片，安装限位板和千斤顶，安装工具锚。 张拉时两端加强联系，尽量保持同步。张拉顺序一般为：10%张拉控制力（初应力）并量伸长值---20%张拉控制力并量伸长值---40%张拉控制力并量伸长值---100%张拉控制力并量伸长值---102%张拉控制力（持荷5分钟）并量伸长值---回顶---静置5min---撤顶。采用双控，以张拉力控制为主，伸长量控制校核，实际伸长量与计算伸长量误差不大于6%。持荷时观察油表，若压力下降，应补足至规定压力，再进行回顶；若断丝、滑丝超过规定，应退锚重新张拉，并查找原因。最后割去多余的钢绞线，此时应注意切不可烧伤锚具。张拉完一片梁后应立即测量梁的拱度，建立该梁的上拱值档案，测量其1天、3天、7天、30天、60天的上拱度，并应符合设计值，否则检查原因，予以处理。 从我单位多座桥的工程实践看，预应力施加效果均很理想。 2.6孔道压浆、封端