高架桥预应力箱梁施工工艺的讨论

1、高架桥预应力箱梁施工工艺的讨论 鲁德忠 张洪海摘要: 东南半环高架桥总的现浇箱梁面积达到了17万平米，同时建设周期相当紧张，其中很关健的一个问题就是箱梁张拉工艺的选择。关键词: 高架桥 梁端缩进法 湿接头 一、 设计关于预应力箱梁施工工艺的初步确定快速路桥梁95%以上为现浇预应力箱梁，桥梁面积约17万平方米。除上跨铁路及部分河道部分采用预制或特殊结构外，其余均为现浇预应力连续箱梁。快速路桥梁于2003年4月开工，如此大规模的现浇预应力箱梁施工在天津市尚数首次，工期异常紧迫，因此选择一种或几种适合的预应力箱梁施工工艺显得尤为重要。结合以往设计，一般采用一次张拉法、分次张拉法、现浇湿接头工艺、以及

2、梁端缩进法、A、B梁法等，几种方法各有其优缺点，也各有其特殊的适用范围。二、 国内调研情况关于预应力箱梁的施工工艺，全国使用最为普遍的仍为支架现浇，而具体的施工中阶段的划分则五花八门，各不相同，也不便在此一一赘述。三、 各施工工艺的特点高架桥工期紧迫，而将近17万平方米现浇预应力箱梁的施工更是制约工期的关键。在以往较大规模预应力箱梁工程的设计中，通常由设计人对整个工程的工期进行安排，确定各联预应力箱梁施工的先后次序及具体的张拉工艺，对施工限制比较多；由于城市立交桥址处建筑物较多及地下管线错综复杂，不可避免的存在影响桥梁施工的障碍物排迁不及时、不到位的情况，将严重打乱施工组织安排，影响工期。因此

3、本次工程必须从设计阶段确定采用一种或几种可靠的施工工艺，可以保证各联箱梁关键节点独立施工，互不干扰，且满足大面积同时开工的施工工艺，同时也应提高在非制约工期区域支架及相关材料利用效率。下面就几种施工工艺的特点与优缺点进行对比，以便设计中合理采用：1一次张拉法： 施工流程为在设计确定的全联范围内均搭设好支架，进行绑扎钢筋，安置预应力束管道，浇灌混凝土，穿束，待混凝土达到设计要求时张拉，完成灌浆。达到要求后可拆除支架，完成其它步骤。 该方法的优点是张拉一次完成，时间短，各部工艺统一，所需锚具最少，尤其配合前面所述超长联张拉共同使用，可以达到事半功倍的效果。缺点是张拉长度虽然已经大大提高，但相邻跨施

4、工仍然收到限制，特别是两端的张拉空间受到阻碍时，其应用受到限制。同时由于一次完成张拉。此种工艺，当桥梁半径较小时应该慎重考虑采用。2、分次张拉法施工流程为首先在设计确定的范围内均搭设好支架，进行绑扎钢筋，安置预应力束管道，浇灌混凝土，穿束，待混凝土达到设计要求时张拉，完成灌浆。达到要求后可根据受力计算拆除部分支架，依次循环完成其它部分的施工步骤，最终形成整体。 该方法的缺点是张拉分次完成，阶段多，时间长，各部工艺统一困难，所需锚具及连接器较多。优点是预应力损失小，预应力二次力对主梁影响较小，当一端的张拉空间受到阻碍时，仍可采用。同时由于分次完成，当桥梁半径较小时应该考虑采用。3、现浇湿接头工艺

5、现浇湿接头工艺主要施工方式：在主梁内部内力较小的部位（一般为边跨或中跨距离中墩的四分跨处）预留供腹板预应力钢束张拉的工作段梁体先不浇筑，待张拉完毕腹板部分预应力钢束后，将工作段合龙，最后再张拉穿过工作段梁体的腹板预应力钢束，实现预应力在全联箱梁内部的贯通。由于现浇湿接头工艺改变了预应力箱梁施工在梁端张拉的通常方式，因此施工过程中，此种工艺无论梁端有无张拉空间均可正常进行，相邻各联箱梁施工互不干扰。以一联3x30米跨径预应力连续梁为例简单介绍其施工流程，如图所示：阶段一：在满堂支架上浇筑三段单体结构，待混凝土强度达到85时，对称张拉锚于工作段的腹板预应力钢束，张拉完毕后灌浆。阶段二：浇筑全联工作

6、段混凝土，待混凝土强度达到85时，在箱室内部对称张拉穿过工作段梁体的腹板预应力钢束，张拉完毕后灌浆。整个结构形成整体后，浇筑所有锚槽及封锚混凝土，最后拆除支架及临时支撑。阶段三：施工地袱及二期铺装成桥。 湿接头工艺相对复杂，设计、施工、监理等均需要按照各自的职责精心施工，尤其相对以上工艺，支架的处理，湿接头的连接，接头的处理均要求相当精准。其优势在于各联之间互不干扰。4、A/B梁工艺A/B梁工艺的具体施工方式：A梁为在本联箱梁两端的腹板中间部分预留两端相连B梁的张拉槽，A梁腹板宽度正常；B梁为在本联箱梁两端腹板加厚，腹板钢束在梁端平弯，通过A梁预留的张拉槽张拉；B梁原腹板正常位置及悬臂预留A梁

7、钢束的张拉槽；全桥A梁与B梁间隔布置（如下图所示）。这样通过A/B梁的设置，保证施工单位在施工任意联箱梁时都可以正常张拉预应力钢束。此外，施工中如先施工某A梁，则此A梁预留两端相连B梁的张拉槽，而相邻此A梁的B梁不需再预留已施工完毕A梁的张拉槽；如先施工某B梁则前所述。A/B梁施工原理示意图A/B梁梁端断面图 为与湿接头工艺进行比较，在此同样以一联3x30米跨径的预应力连续梁为例简单介绍其施工流程，如图所示：阶段一：在满堂支架上浇筑全部箱梁结构，待混凝土强度达到85时，对称张拉腹板预应力钢束，张拉完毕后灌浆。整个结构形成整体后，浇筑所有锚槽和梁端封锚混凝土，最后拆除支架和临时支撑。阶段二：施工

8、地袱及二期铺装成桥。应该指出的是：A、B梁作为一种施工工艺，它仅仅作为一种加快施工周期的手段，而绝对不是一种设计必须要求的结构受力上的需要，对这点的理解很重要。作为一种工艺，它有其自身的优势，尤其是在节省工期上，相对其它工艺来讲是有其突出优势的，但任何事情均具有两面性，这种工艺对支点处支架的刚度要求很高，为控制梁端由于予应力体系转换所产生的内力重分布，甚至要求施工中梁端需采用足够刚度的支撑，而且后期梁端的处理要求较高，增大了局部节点的施工难度。5、梁端缩进法：梁端锚固缩进法即两联预应力箱梁相临时，两联箱梁均采用梁端张拉工艺，两联锚固位置均向内缩进，为钢束张拉流有足够空间。该工艺优点是可保证相临

9、联预应力箱梁同时施工，张拉阶段少；缺点是为保证预应力钢束穿过支点，需增大墩柱顶部尺寸，景观效果较差。一般不与采纳。梁端锚固缩进法施工工艺示意图四、施工工艺的比选以上所列施工工艺有各自的特点和优势，为了更合理的确定施工工艺，现将这五种工艺作一具体比较如下：（一）、从总体方面考察：均能较好的完成功能的需要，配合使用可克服施工中存在的各方面不确定因素，保证各联预应力箱梁施工先后顺序的可调整性及全面开工的需要；A/B梁工艺需在梁端对应于相邻箱梁每条腹板设置预留槽，随着腹板数目的增多必然会增加施工的复杂程度，因此A/B梁工艺较适合于箱室腹板较少及箱孔宽度较大的箱梁截面，对于单箱单室截面，箱体肋板有条件设

10、置刚性支撑的尤为适合，但相对支架的架设较为关键，成本较高。对于单箱多室截面则应考虑采用湿接头工艺。而其它工艺则主要应用于两端不受限制，或者暂时不受限制的区段。（二）、从施工方法方面考察：从前面对A/B梁施工流程的介绍可以发现A/B梁施工工艺与预应力箱梁常规的施工方法基本是一致的，不同之处在于B梁在梁端附近需要将腹板向箱室内侧加宽同时对该处预应力钢束进行平弯以及A梁B梁的梁端设置预留钢束张拉的预留槽，但是由于梁端预留槽位于横梁处，钢筋较为密集，工人实施预应力钢束张拉时不很方便，可以通过调整A/B梁梁端处普通钢筋的设置来弥补不足。湿接头工艺中通过工作段的预应力钢束需要在箱梁内部或顶底板处设置锚块进

11、行张拉，而且由于箱梁锚块的设置，使箱梁内外轮廓变得相对复杂，施工过程中也相对比较麻烦。 （三）、从施工周期方面考察：施工同一联预应力箱梁，在张拉长度允许的条件下，A/B梁施工工艺可一次浇筑完成全联箱梁的混凝土，最少只需要两个施工阶段即可完成全联施工，而湿接头工艺由于需预留箱梁工作段，其全联混凝土最少也要两个阶段才能浇筑完成，而全联施工最少需要三个阶段完工。因此如果在分跨条件允许下，考虑箱梁联长不超过100米，使各联预应力箱梁钢束均可双向一次张拉，则A/B梁工艺相对可比湿接头工艺节省施工阶段，使主体工期大大缩短，但必须再次注意的是，支点处处理成本较高是这种工艺的缺点所在。其它工艺由于受到限制，建议可以配合使用。（四从施工措施方面考察：几种工艺采用支架施工的均对支架的刚度、强度、地下基础的处理等，提出了很高的要求。尤其是湿接头法与A、B梁法，由于均存在着体系转换，同时对转换过程中的标高控制要求较高，所以结合众多工程的实践必须提出针对各工艺的具体要求。 湿接头法在体系转换支架必须按照要求