微預應力連桿式膺架法現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術
微預應力連桿式膺架法現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術
李孝才
● 摘 要 微預應力連桿式膺架法現(xiàn)澆箱梁，是采用“拆裝式桁梁”進行施工現(xiàn)場拼裝，整體吊裝，并在下部安裝連桿（精軋螺紋鋼），對連桿施加預應力，不僅可以減少桁架數(shù)量，還能減少撓度，保證澆筑后的砼不因撓度過大發(fā)生裂縫，同時也易于控制橋面標高。
● 關鍵詞 微預應力膺架 現(xiàn)澆 箱梁
1 工程簡介
隨著橋梁建筑技術的發(fā)展，高墩、大跨度、大體積的橋梁越來越普遍。如武漢天興洲大橋公路引線Ⅱ標第一聯(lián)（40+4×50m）預應力砼連續(xù)箱梁，最大墩高40m，橋面寬13.5m，箱梁底板寬7m，中心梁高2.8m，每單向孔跨箱梁自重244.3kN/m。根據(jù)實際地形，采用“微預應力連桿式膺架”與墩身預設牛腿共同支承現(xiàn)澆支架平臺形式施工方案。“微預應力連桿式膺架”由拆裝梁和微預應力系統(tǒng)組成。
拆裝式桁梁（以下簡稱拆裝梁）由各標準件、節(jié)點板和栓釘組成高2.5m的桁架，兩片桁架相距2.0m組成一組梁。拆裝梁弦桿為て30c型鋼，組成桁架后剛度大，具有承重載、變形小等特點，故選用拆裝梁作為箱梁現(xiàn)澆膺架中的桁架。為避免大量租用拆裝梁，降低成本，采用微預應力連桿式桁架。
2 微預應力連桿式桁架施工原理
為了有效的減少桁架數(shù)量，將預應力砼原理用于桁架中，在桁架下弦預先施加軸向壓力，可以有效地加大下弦承載外力的能力，對上弦和腹桿的承載能力未能改善；若在原桁架上加設連桿，對連桿施加預應力，不僅可以減少桁架數(shù)量，還能減少撓度，可保證澆筑后的砼不因撓度過大發(fā)生裂縫，同時也易于控制橋面標高。
連桿由Φ32精軋螺紋鋼筋組成，對每根螺紋施加預拉力，從而形成微預應力連桿式桁架,可以明顯地減少桁架實用量,且撓度也能滿足要求。
3 施工工藝及流程
3.1 "微預應力連桿式膺架"的主要構造
3.1.1 主桁梁
微預應力連桿式膺架主要由拆裝梁拼裝成的桁梁主體結構、兩道橫向聯(lián)結系、支撐架、斜拉帶、水平預應力筋、支撐梁等組成。主梁結構形式為帶聯(lián)結系的雙組桁，每組桁由二片桁組成，桁間距為2m，主桁高為2.5m。主桁跨度為46m。單片桁立面布置圖如下：
桁架、水平連桿和立柱材質均為Q345b（[σ]取245MPa），水平連桿采用Φ32的精軋螺紋鋼筋(標準強度RyB=750MPa，彈性模量Eg=2.0×105MPa)，螺栓和銷釘系32MnSi（或5號鋼）加工的精制件（容許剪應力[τ]取140MPa）。桿件受力情況詳見"設計計算書"。
主桁梁主要桿件截面特性如下：
3.1.2 橫聯(lián)
橫聯(lián)采用型鋼組焊式桁架結構，一孔"微預應力連桿式膺架"設兩道橫聯(lián)，即位于支撐架位置處，具體截面及尺寸詳見"橫聯(lián)及斜撐結構圖"。
3.1.3 微預應力系統(tǒng)
微預應力系統(tǒng)由支撐架、斜拉帶和水平預應力筋組成，支撐架是由普通型鋼組焊成型，其兩端的連接耳板采用Q345B板材制作而成，斜拉帶同樣由Q345B板材整體加工制作，水平預應力筋采用標準強度為750MPa的Φ32精軋螺紋鋼筋，并且在安裝完成 后對每根預應力筋進行適當?shù)膹埨?br />
3.2 施工工藝
3.2.1 施工工藝
根據(jù)現(xiàn)場實際情況，考慮采用墩身設置預留孔安放支撐梁支撐整體式“微預應力連桿式膺架”的方式完成S004～06號墩共4孔連續(xù)箱梁的施工。施工順序由S006往S004號墩方向進行。
首先在橋墩預留四個孔洞。下面兩孔放置下橫擔使用，洞孔上方在下橫擔安裝就位后用鋼板或用高標號砂漿塞緊，以滿足下橫擔的承力需要；上兩孔供穿入上拉桿使用，上拉桿采用Φ32精軋螺紋鋼筋。在扁擔梁上安裝橫向支撐梁，支撐梁上安裝支座及主桁梁。
3.2.2桁梁的拼裝
首先平整好場地，在拼裝場地上澆注5條臨時支垛作為桁架組節(jié)段拼裝基礎，臨時支垛必須保證上表面在同一個水平面。用吊車將兩片相對立起在支垛上，調整其相對位置和間距，再拼裝縱橫聯(lián)。
施 工 流 程 圖
3.2.3 桁梁的整體提升就位
在墩頂預埋構件，用安裝好的墩頂?shù)跫�，在桁架上安裝滑輪組，利用卷揚機進行整體起吊。
主桁架用8t卷揚機和滑車組，通過上下扁擔梁整體吊裝。
桁架吊裝的施工步驟及圖示如下：
步驟一：試吊及第一階段的提升
拆裝梁在正式起吊前，進行試吊。整體提升0.1m左右高度后，剎車，放置2小時。檢查所有的吊裝設備，墩頂?shù)跫艿暮附�、配重系統(tǒng)，拆裝梁的撓度、各節(jié)點板的螺栓（栓釘）是否有松動，卷揚機的固定情況等。
步驟二：
支架整體提升適當高度，落在預先安裝好的鋼管立柱之上。安裝臨時支撐、微預應力體系的支撐立柱、水平和斜向連桿，及微預應力的施加。
首先安裝斜拉帶,再安裝支撐架，各種桿件安裝完畢，在把預先連接好的Φ32的32根精軋螺紋鋼安裝兩端立架之間。接著采用穿心液壓千斤頂對Φ32的32根精軋螺紋鋼進行對稱張拉。一組桁架共有兩組各八根預應力筋，按兩個一組每次張拉四根計共分四級進行，每級總張拉力為100KN。
步驟三：桁梁預壓
加載試驗時，按混凝土澆筑順序分為三級進行。同時考慮到連續(xù)梁施工時在50米跨度內前10米是與前一跨同時施工，其余40米單獨施工，因此有必要對本跨內10米范圍內的箱梁進行單獨加載試驗。為結構安全儲備考慮，在加載完畢后增加一級10%的額外荷載以測試結構的極限承載能力。另外結構的初始狀態(tài)和施加預應力后的受力狀態(tài)也各自作為一個工況考慮，這樣整個加載試驗分為十個工況進行，對每個工況以內側桁架為準，把計算得出的近似均布荷載（單位KN/M）按每米一個點荷載分配到單片桁架上。加載時在每級荷載中間停歇24小時以使結構消除應力的時間效應對殘余變形的影響，測試時最好選在夜間溫度穩(wěn)定時進行以消除溫差的影響。
加載試驗擬采用砂袋加載，砂袋堆放務必整齊有序，避免交叉搭接，重量計算力求準確。10米范圍內加載時堆放10米長砂袋橫橋向對稱加載。全跨加載時從兩端分別向跨中進行加載，左右前后對稱布置。
加載及測試完畢后應對結構進行卸載，從跨中像兩端分別進行。卸載同樣分八級進行，每級卸載完畢停歇24小時后同樣對結構進行測試，將測試數(shù)據(jù)與加載時的做對比以了解結構的變形情況。
步驟四：
卸載完畢后，繼續(xù)緩慢的提升"微預應力連桿式"支架，直至支架上弦頂面高出支撐梁頂面4.5m，停止提升。
步驟五：
1)、使用兩臺汽車吊提升、安裝支撐梁。
2)、定位固定好支撐梁后，按照設計要求安裝砂筒及支座。
步驟六：
下放"微預應力連桿式"支架，并將支座與支架按要求進行連接。拆除S006#墩頂?shù)牡跫�，倒運、安裝在S004#墩頂，安裝相鄰一孔"微預應力連桿式"支架。
4 箱梁的現(xiàn)澆施工
"微預應力連桿式"支架安裝完成后，安照現(xiàn)澆箱梁的施工工序，在支架上安放分配梁，安裝模板，鋼筋，進行混凝土施工。在此不再累述。
5 結束語
以上對微預應力連桿式膺架法現(xiàn)澆箱梁的施工方法進行了理論和實踐上的初步探討，雖然微預應力連桿式膺架法現(xiàn)澆箱梁的方法有不同的理論，但對于具體微預應力連桿式膺架法現(xiàn)澆箱梁的施工是為了有效的減少桁架數(shù)量，將預應力原理用于桁架中。同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結，結合多種措施，完善預應力理論的實踐和應用。
