收稿日期：2024-01-24

作者簡介：胡洪?。?971—），男，本科，高級工程師，從事公司各項目全過程監(jiān)督管理工作。

摘要 為明確大跨徑特大橋梁蓋梁的施工工藝及其施工效果，文章結(jié)合位于宜金高速公路線上的熱水河特大橋工程實例，著重探討了工程的現(xiàn)澆支架及預(yù)應(yīng)力蓋梁施工工藝，以及施工過程中的質(zhì)量控制措施。結(jié)果顯示，該工程如期完工，滿足驗收要求標(biāo)準(zhǔn)，取得了理想的施工效果。可見，特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁施工是一項復(fù)雜的工程，在施工中需要綜合考慮多個因素，加強各環(huán)節(jié)的施工工藝處理及質(zhì)量控制，才能打造出高質(zhì)量的大跨徑特大橋工程。

關(guān)鍵詞 特大橋；大跨徑；預(yù)應(yīng)力蓋梁；施工工藝；質(zhì)量控制

中圖分類號 U445.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）11-0129-03

0 引言

位于橋梁上部的蓋梁結(jié)構(gòu)是連接橋墩和主梁的構(gòu)件，通過對其施加預(yù)應(yīng)力，能夠提高橋梁的承載能力和穩(wěn)定性，減小橋梁的撓度和裂縫，是橋梁工程中的重要組成部分。對于大跨徑特大橋梁工程來說，其預(yù)應(yīng)力蓋梁無論是現(xiàn)澆支架還是施加預(yù)應(yīng)力等工序，都具有一定難度，需要嚴(yán)格把控各環(huán)節(jié)施工處理，以下就結(jié)合工程實例對特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁施工技術(shù)展開探討，具體如下。

1 預(yù)應(yīng)力蓋梁基本概念與技術(shù)原理

1.1 預(yù)應(yīng)力蓋梁的定義

預(yù)應(yīng)力蓋梁是一種在橋梁上部結(jié)構(gòu)中使用的構(gòu)件，通常設(shè)置在橋墩上方，連接橋墩和主梁[1]。

1.2 特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁的特點

主要有以下特點[2]：

（1）跨度大：特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁的跨度通常較大，需要承受更大的彎矩和剪力，該項目中每個蓋梁凈跨徑27.4 m。

（2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜：由于跨度大，特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁的結(jié)構(gòu)通常較為復(fù)雜，需要綜合考慮各種因素，如主梁、橋墩、基礎(chǔ)等，該項目中每個蓋梁重1 182 t，長47.2 m，最大墩高約57 m。

（3）施工難度高：特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁的施工難度較高，需要采用大型設(shè)備和先進(jìn)的施工工藝，該項目中工作區(qū)地面相對高差接近65 m，地勢陡峭，施工難度高。

（4）材料要求高：特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁需要采用高強度、耐久性好的材料，以確保橋梁的承載能力和使用壽命。

（5）穩(wěn)定性要求高：特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁需要較高的穩(wěn)定性，以抵抗風(fēng)、地震等自然災(zāi)害的影響。

2 特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁施工工藝

2.1 項目概況

G4216線宜金高速公路XJ21合同段起點在涼山彝族自治州雷波縣巖腳鄉(xiāng)境內(nèi)，止點在金陽縣向林鄉(xiāng)境內(nèi)，線路全長6.5 km，線路樁號為K118+800～K125+300，主線橋隧比99%。熱水河特大橋跨越E匝道2、3、4號大橋及泥石流導(dǎo)流槽，橋梁高程受路線標(biāo)高控制，最大橋高86 m，橋位處地勢陡峭，中間溝谷狹窄，橋臺處縱橫坡均較陡。左線全橋長2 555.91 m，右線全橋長2 576.16 m。

2.2 施工工藝及流程

結(jié)合該項目特點，擬定的施工工藝流程如圖1所示[3]。

2.2.1 現(xiàn)澆支架施工

（1）樁基施工?，F(xiàn)澆鋼管支架位于泥石流溝或回填土上，為避免地基沉降，采用樁基礎(chǔ)補強。樁徑采用1.2 m，河溝內(nèi)樁基深度不小于10 m，回填土樁基深度不小于15 m，混凝土標(biāo)號為C30。

（2）法蘭盤、鋼管立柱制作安裝。制作法蘭盤時，選用20 mm厚的鋼板，其直徑為750 mm。通過使用法蘭盤和螺栓實現(xiàn)鋼管之間的連接。立柱的兩端與法蘭盤之間采用焊接固定，并在立柱與法蘭盤之間加焊8片三角形的加強板以增強結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（3）鋼管立柱施工。鋼管柱運至現(xiàn)場拼裝成格構(gòu)柱后，采用25T汽車吊、6013塔吊進(jìn)行立柱的安裝。為了維持立柱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，其頂端安裝有用于分配負(fù)載的支承梁，而底端則安置在承臺之上。此外，立柱的底部焊接有一塊10 mm厚、尺寸為80 cm×80 cm的鋼制平板，通過在四個角上使用膨脹螺栓將其牢固地固定在基礎(chǔ)的混凝土之中。

（4）砂箱、工字鋼橫、縱梁施工。為了便于工字鋼的拆除，在鋼立柱頂部和工字鋼之間安裝可調(diào)高度的砂箱，砂箱高0.5 m。砂箱上設(shè)置三拼I56b工字鋼橫梁，橫梁起到將上部結(jié)構(gòu)荷載、施工荷載和支架荷載傳遞到鋼管立柱上，因蓋梁最大橫坡3%，為避免砂箱及工字鋼橫梁在施工時發(fā)生橫移，砂箱與鋼管立柱及工字鋼之間四周采用L形鋼板焊接固定，邊跨的工字鋼橫梁用對拉螺桿固定防止傾覆。柱頂橫梁設(shè)2道加勁板+1道限位板，其他位置的橫梁在與縱梁連接處設(shè)1道加勁板。工字鋼縱梁上設(shè)置I18工字鋼間距40 cm，分配梁將結(jié)構(gòu)荷載和施工荷載分配到下方支架上。

圖1 預(yù)應(yīng)力蓋梁施工工藝流程圖

2.2.2 底模安裝

蓋梁底模分配梁采用I18工字鋼，間距40/20 cm，待分配梁安裝好之后安裝蓋梁底模，蓋梁模板采用鋼模，蓋梁中預(yù)留15 mm拱度。

2.2.3 支架預(yù)壓

預(yù)壓時，用砂袋按上部混凝土重量分布情況進(jìn)行布載，為確?；炷翝仓^程中的質(zhì)量，在計算梁體自重及施工作用荷載時，確定的預(yù)壓荷載應(yīng)是蓋梁自重的110%。在施加預(yù)壓前，應(yīng)設(shè)置足夠的監(jiān)測點以精確記錄沉降數(shù)據(jù)，至少布置25個監(jiān)測點。荷載施加應(yīng)按照混凝土澆筑的順序進(jìn)行，分三階段執(zhí)行，每個階段的荷載分別占總荷載的30%（354.6 t）、30%（354.6 t）及40%（472.8 t）。在每次施加荷載后，監(jiān)測沉降量并等待其穩(wěn)定，觀測頻率為每兩小時一次。在最終階段荷載施加完畢后，應(yīng)至少維持3 d的預(yù)壓觀測期，以確保支架及地基的穩(wěn)定性[4]。

2.2.4 鋼筋、鋼絞線施工

在蓋梁底模安裝、底模高程驗收合格后，開始安裝蓋梁鋼筋。在鋼筋加工工廠，根據(jù)設(shè)計要求預(yù)先為鋼絞線定長并增加額外的工作長度，之后使用砂輪切割機進(jìn)行截斷和編號。每束鋼絞線應(yīng)按序號排列、梳理直順，并每隔1.5 m用鐵絲捆扎一次。所有捆扎用的鐵絲結(jié)扣都要向同一方向排列，并嵌入鋼絞線之間的空隙內(nèi)。完成捆扎的鋼絞線應(yīng)根據(jù)編號掛上標(biāo)簽后有序堆放。波紋管用于制作預(yù)應(yīng)力筋的孔道，在底模上平直鋪設(shè)時，應(yīng)先穿入鋼絲繩以便后續(xù)穿筋工作。依照設(shè)計圖紙上預(yù)應(yīng)力筋的曲線坐標(biāo)精確定位波紋管，并將其固定點通過焊接固定在鋼筋框架上。在安置錨墊板和螺旋筋后，應(yīng)在其與波紋管的連接部位用膠布緊密包扎，防止水泥砂漿流入堵塞孔道。

2.2.5 模板支設(shè)

在開始蓋梁的底部模板施工和鋼筋的懸掛作業(yè)之后，便可以展開側(cè)模板的搭建工作，所使用的模板應(yīng)為面積不少于6 m2的標(biāo)準(zhǔn)型鋼模板。搭建過程中必須確保尺寸精確、支撐穩(wěn)固，并且拼接處無縫隙，模板的軸線偏差應(yīng)控制在1 cm以內(nèi)。在模板搭設(shè)前，必須對其進(jìn)行徹底的打磨和清潔，并涂抹隔離劑。只有在模板通過軸線定位、幾何尺寸、高度和垂直度等方面的自檢，并確認(rèn)無誤后，才能進(jìn)行混凝土的澆筑作業(yè)。

2.2.6 混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)

澆筑混凝土前，檢查鋼筋保護(hù)層墊塊的位置、數(shù)量及其緊固程度，綁扎墊塊和鋼筋的鐵絲頭不得伸入保護(hù)層內(nèi)。

混凝土入模前，測定混凝土的工作性能，只有拌和物性能符合設(shè)計或配合比要求的混凝土方可入模澆筑。混凝土的入模溫度宜控制在5～30 ℃，混凝土入模坍落度按140～180 mm進(jìn)行控制，在澆筑過程中隨時檢測混凝土坍落度等工作性能指標(biāo)，和易性差的混凝土禁止使用?；炷敛捎梅謱訚仓謱诱駬v，每層澆筑厚度為30 cm。在每層混凝土澆筑過程中，隨混凝土的灌入及時采用插入式振動棒振搗。蓋梁頂面采用二次收漿，二次壓光，支座墊石處混凝土達(dá)到2.5 MPa后及時進(jìn)行鑿毛[5]。

混凝土澆筑完成后立即對蓋梁整體進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)方法采用土工布進(jìn)行包裹，外包一層塑料布，蓋梁頂放置水桶采用滴灌養(yǎng)生法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保持蓋梁混凝土表面的濕度，側(cè)面養(yǎng)護(hù)采用帶模養(yǎng)護(hù)，蓋梁混凝土養(yǎng)護(hù)參照大體積混凝土養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不小于14 d。

2.2.7 預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿

在蓋梁施工時采用了后張法來施加預(yù)應(yīng)力，所使用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線是Φ15.2 mm的高強度低松弛型，其拉伸強度的標(biāo)準(zhǔn)值為1 860 MPa，彈性模量為1.95×105 MPa，其力學(xué)性能應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定，采用兩端對稱張拉，錨下控制應(yīng)力為1 395 MPa，采用250T智能張拉設(shè)備。

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的一次性張拉作業(yè)時，應(yīng)優(yōu)先張拉靠近橫截面中心的鋼束，遵循“自下而上，從中心向兩側(cè)”的順序，確保作業(yè)遵循“對稱性與兩端同步”的原則執(zhí)行。為確保預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在張拉過程中起拱度的均一性，必須在混凝土強度達(dá)到設(shè)計要求后方可進(jìn)行張拉，即當(dāng)混凝土強度等級達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的90%時才可執(zhí)行張拉過程。

為了避免對張拉作業(yè)質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，使用的工具錨包括錨板和夾片應(yīng)單獨存放在定制的工具箱中，防止其與用于工作的錨板和夾片混淆。此外，所有夾片在使用前必須通過洛氏硬度檢測，并且符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

在張拉預(yù)應(yīng)力筋后，應(yīng)立即進(jìn)行壓漿作業(yè)，最好在24 h內(nèi)完成，以防止預(yù)應(yīng)力筋的銹蝕或者放松。壓漿工序應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：先濕潤孔道，然后設(shè)置穩(wěn)定閥，接著從一側(cè)開始注漿直到另一端涌出稠漿，隨即封閉閥門；保持孔道內(nèi)壓穩(wěn)定，注漿完成后關(guān)閉注漿側(cè)的閥門；等待30 min進(jìn)行補漿，過后4 h拆卸閥門。

2.2.8 支架拆除

（1）砂箱卸載。在進(jìn)行該工程的支撐拆除和卸載過程中，遵循“等比例減載”的原則。具體而言，整個減載操作被劃分為四次，每次減載的量為總減載位移的25%。每次卸載，所有的支撐點將同步進(jìn)行減載。整個過程包含四個步驟，每一步驟的減載量都嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行，這些數(shù)值詳細(xì)列在等比例減載量值表中。按照這個分級減載的程序，最終支架將被完全拆除，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的完全卸載。

（2）支架拆除。拆除的順序一般為安全網(wǎng)—欄桿—分配梁—工字鋼縱梁—工字鋼橫梁—鋼管立柱。拆除過程應(yīng)遵循“由上而下，先搭后拆”的原則，不準(zhǔn)分立面拆架或上下兩步同時拆架，做到一步一清，一桿一清，一層一清。拆除時必須從跨中對稱向兩側(cè)拆除。

3 特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁施工質(zhì)量控制措施

在特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁的施工過程中，質(zhì)量控制措施是確保結(jié)構(gòu)安全、耐久性和工程經(jīng)濟效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。具體各項施工質(zhì)量控制措施如下：

3.1 前期準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制

（1）設(shè)計審查：對預(yù)應(yīng)力蓋梁的設(shè)計方案進(jìn)行全面深入的技術(shù)審查，包括結(jié)構(gòu)安全性、適用性、經(jīng)濟合理性以及施工可行性等方面，確保設(shè)計方案滿足設(shè)計規(guī)范要求及工程實際需求。

（2）材料質(zhì)量控制：嚴(yán)格篩選優(yōu)質(zhì)的混凝土原材料、預(yù)應(yīng)力筋、錨具、夾片等，確保所有材料均有合格的產(chǎn)品質(zhì)量證明書，并在進(jìn)場前進(jìn)行抽樣檢驗，確保符合設(shè)計要求和國家標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 施工過程中的質(zhì)量控制

（1）模板安裝質(zhì)量控制：模板系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，確保預(yù)應(yīng)力蓋梁的尺寸精度和表面平整度；模板安裝前需進(jìn)行詳細(xì)的測量放線，確保位置準(zhǔn)確無誤。

（2）預(yù)應(yīng)力管道定位與安裝質(zhì)量控制：采用精密儀器設(shè)備對預(yù)應(yīng)力管道的位置、方向和間距進(jìn)行精確把控，避免管道堵塞或移位，確保預(yù)應(yīng)力的有效傳遞。

（3）混凝土澆筑質(zhì)量控制：嚴(yán)格執(zhí)行配合比設(shè)計，監(jiān)控混凝土拌和、運輸、澆筑和振搗全過程，確?；炷恋木鶆蛐浴⒚軐嵍群蛷姸冗_(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。同時，做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作，減少收縮裂縫的發(fā)生。

（4）預(yù)應(yīng)力施加質(zhì)量控制：嚴(yán)格按照張拉工藝規(guī)程進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉，采用智能張拉設(shè)備實時監(jiān)測張拉力和伸長值，確保達(dá)到設(shè)計張拉控制應(yīng)力并實現(xiàn)雙控；灌漿工序中，采用壓漿密實度檢測手段，保證孔道內(nèi)水泥漿體飽滿且無空隙，有效傳遞預(yù)應(yīng)力。

3.3 施工監(jiān)控與信息化管理

（1）運用現(xiàn)代施工監(jiān)控技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實施動態(tài)、實時的質(zhì)量監(jiān)控，通過數(shù)據(jù)分析及時發(fā)現(xiàn)并解決施工質(zhì)量問題。

（2）建立完善的施工質(zhì)量管理系統(tǒng)，涵蓋質(zhì)量計劃、質(zhì)量檢查、質(zhì)量改進(jìn)等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)質(zhì)量控制的閉環(huán)管理。

4 結(jié)語

特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁施工是一項復(fù)雜的工程，需要綜合考慮多個因素，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇、施工工藝、質(zhì)量控制等。該文對特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁的施工工藝和關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了深入探討，并提出了施工質(zhì)量控制措施。然而，橋梁施工是一個不斷發(fā)展和創(chuàng)新的領(lǐng)域，未來仍需進(jìn)一步研究和探索新的施工技術(shù)和方法，以提高特大橋大跨徑預(yù)應(yīng)力蓋梁的施工效率和工程質(zhì)量。

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