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1、2011年第 9期 交通世界203(5月上)交通世界的稳定性影响很大。无风撑时，安全系数仅为1395；图2(b)所示一字形风撑可使稳定系数提高1.84倍；图2(e)所示X形风撑可使稳定系数提高268倍；图2(f)所示K形风撑可使稳定系数提高2.67倍。说明X撑、K撑较一字形风撑对拱桥的稳定性贡献大，拱顶或拱顶附近风撑的侧向刚度对提高拱的稳定也有较大贡献。因此可通过风撑的侧向刚度来简化风撑的形式。相对拱肋而言，桥面可视为完全刚性。当拱肋有侧向位移时，吊杆则倾斜。假定吊杆为简单拉伸构件，吊杆的水平分力施加到拱肋上，增加了拱肋的稳定性。这就是吊杆的“非保向力”效应。由于非保向力是由桥面对吊杆下端水平
2、位移的约束而产生的，因此桥面的横向刚度对非保向力作用的大小有很大的影响。桥面相对于拱肋的横向刚度越大，非保向力作用越强。在本例计算中，由于未考虑桥面板的刚度，非保向力作用仅使稳定系数提高了1.46倍。连续梁拱组合体系桥梁中端横梁的刚度体现了桥面对拱圈的横向嵌固能力。线性刚度越大，侧向稳定性能越好。由于整个桥面系的刚度较大，若提高系梁、横梁的刚度，却因自重产生弯矩反而降低了桥梁的侧向稳定性。相对而言，系梁的侧向刚度较竖直刚度对稳定性影响要大得多，中横梁的竖向刚度比侧向刚度对稳定性的影响略大。拱肋侧向刚度的提高对稳定性的影响十分显著(见表4)：当拱肋侧向刚度提高1倍时，稳定系数提高1.47倍；拱肋
3、侧向刚度增加2倍时，稳定系数提高1.74倍；拱肋侧向刚度增加3倍时，则可使稳定系数提高到1.91倍。另外，拱肋的扭转惯性矩的增大对提高桥梁的稳定作用也很大，竖向惯性矩对桥梁的稳定作用有降低的趋势，但很小。结论目前国内尚未颁布有关此类组合体系桥梁的设计规范，按公路桥规要求拱桥施工和运营期间稳定安全系数大于或等于4.0，铁路桥规要求拱桥横向稳定系数大于4-5，根据以往经验，通常侧倾的一类弹性稳定系数取45。由表1可以看出各工况下桥梁结构的稳定安全系数均大于5，最不利工况为工况4，稳定安全系数也为7.0，均符合要求。比较表中各工况所对应的稳定安全系数，可以看出只在恒载作用下稳定安全系数最高为9.2，
4、而工况4在恒载+公路一级活载+降温作用下稳定安全系数最低，为7.0，比工况1下降了24.7%，由此可见，在成桥运营阶段，活载对于桥梁的整体稳定性能有一定的影响，但影响不大，决定大桥整体稳定性的因素应该是大桥本身的结构以及构造。作者单位：湖北省仙桃市公路局小河子河大桥为唐山市滨海大道海港开发区至曹妃甸段中唯一一座预制和现浇相结合，既跨公路、跨铁路又跨河流的大桥，本文主要简述预应力小箱梁预制施工的总体过程。桥梁汽车荷载为公路-级，桥梁上部结构为20m预制小箱梁梁高1.2m，梁距3.05m，单幅采用5片梁，采用先简支后连续体系。桥面宽15.5m，每跨10片箱梁，共计180片梁。 施工工艺流程预应力混
5、凝土小箱梁施工工艺流程见图1。施工工艺说明预制梁场布置及底模施工据本工程施工总体规划，小河子河大桥预制梁场布置在施工便道外侧（K1+425至K1+925之间）。为预制预应力小箱梁施工进度，现场一次性建造32个台座。考虑梁体吊运过程中拖车及吊车通行，台座采用每两个分组布置，端头之间留生产操作间隙3.5m，组与组之间预留4m宽的过车通道。由于预制场基础为软基，预制场地铺设20cm厚水泥稳定碎石，整平并压实使其坚实、不下沉后。预制场内制作混凝土台座，台座底板纵、横向定位准确互相对齐，标高一致，以确保相邻梁段端部的各种尺寸相吻合。每个台座结构尺寸为20m1.0m0.4m，台座四周采用砖砌体，厚度10c
6、m，以便固定拉杆孔预埋管（拉杆孔采用30PVC管，间距60cm），中间填充C35砼，表面磨光整平，铺地板革脱模层。由于本桥梁预制存在赶工问题，一次性布置了32个浇梁台座。施工时特别注意了以下几点：（1）为防止梁体张拉时中间起拱，台座两端局部受压，在梁端两侧1.01.5m的台座混凝土范围内设置抗压构造筋，或加厚台座混凝土厚度。本工程在台座两端局部受压处设2m1.4m厚0.5m的C35砼；（2）台座砼顶部两角边采用44角铁包角，上覆与底座同宽、5mm厚铁板并点焊在角铁上，角铁两边用5mm止水橡皮和双面胶纸粘贴，防止漏浆；（3）为达到梁底光滑和便于拆模的效果，选用水磨石台面、涂地板腊以及在台面铺设钢
7、板或竹胶板的方法进行处理。当采用地板革作脱模层时，应防止地板革破损造成梁底混凝土漏浆的质量缺陷。本工程采用铺设5mm厚的钢板。预应力混凝土小箱梁预制施工过程文/王志国 TRANSPOWORLD 2011No.9 (May)204BRIDGE&TUNNEL桥梁隧道钢筋架立底板、腹板及顶板钢筋均在钢筋加工厂统一加工，平板车运输至施工现场，在预制台座上绑扎成型。为增加钢筋骨架整体性，在底板与腹板钢筋交叉部位增加点焊数量。钢筋保护层厚度通过同梁混凝土标号的预制混凝土垫块，垫块与钢筋之间采用铅丝绑扎。波纹管安装波纹管安装以底模为基准，按预应力曲线坐标定出相应位置，将其固定在定位钢筋上。波纹管接缝数量尽可
8、能少，每个接缝处严格加以密封。在穿钢丝束以前，波纹管所有管道端部均密封并加以保护。波纹管在安装前应确保无变形、无渗漏现象时方可使用。波纹管的连接，采用大一号同型波纹管作接头管，接头管长50mm。波纹管连接后用密封胶带封口，避免混凝土浇筑时水泥浆渗入管内造成管道堵塞。波纹管安装时要求位置准确，采用U型钢筋卡与支撑筋固定牢固，避免在浇筑混凝土过程中产生移位，从而保证预力筋位置准确。端头锚垫板与波纹管孔道中心保持垂直。波纹管内穿塑料管，防止漏浆堵塞孔道。模板支立为加快预制小箱梁施工进度，本工程箱梁中外模和内膜都采用厂家定制组合钢模板，而内模要求提前拼装成型。在梁底板及腹板钢筋绑扎就绪，波纹管安装就位
9、后，开始支立梁体外侧模板和内侧模板。模板采取分节拼装，拼接缝处加橡胶条止浆带，竹胶板之间采用粘胶带防止漏浆。安装模板时严格控制各部位尺寸，采取对称张拉的方法进行固定。待外模和内模安装结束后，开始安装梁顶板钢筋及连续端二次张拉波纹管和锚垫板。为便于梁体混凝土浇筑，将内模底板预留50cm待装，同时在内模顶板预留下料孔，避免沿腹板下料时造成的腹板钢筋和模板污染，防止内模往上浮动。混凝土浇筑混凝土浇筑前检查模板安装尺寸、接缝、拉杆螺栓、模板拼接螺栓等，要求模板安装尺寸准确，支立牢固。梁体混凝土由拌和站统一拌制，8m3混凝土搅拌车运输至现场，20T吊车吊2m3卧罐入仓。梁体浇筑采取先底板、后腹板和顶板的
10、施工方法。从梁一端循序进展到另一端。梁体浇筑时，先从内模上预留孔进料，由人工进梁内采用软轴振捣棒辅助小型平板振捣器进行振捣，待底板浇筑结结束后，开始浇筑梁体腹板和顶板，腹板采用斜层浇筑法，由附着在外侧钢模板上的振捣器进行振捣。附着式振捣器安装在侧模两侧，其相对位置互相错开，每侧呈梅花型布置，以便振捣均匀，布置间距1.01.2m，不超过两部的振捣半径。为防止梁端锚垫板位置混凝土架空，需由专人采用50软轴振捣棒进行加强振捣。浇筑梁顶板混凝土时，先封住内模上开口，仍从一端向另一端浇筑，混凝土下料一次达到设计厚度，由人工摊平，软轴式振捣棒振捣，随后人工整平收面。混凝土浇筑过程中随时检查模板紧固和漏浆情
11、况。 混凝土浇筑过程中，注意对波纹图 1 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 小 箱 梁 施 工 工 艺 流 程 图图1 后张法预应力混凝土小箱梁施工工艺流程图2011年第 9期 交通世界205(5月上)交通世界管等埋件的保护，严防发生位移和漏浆等事故。梁体混凝土尽量安排在白天进行浇筑，便于浇筑全过程的施工和监护。混凝土浇筑结束后及时覆盖养护，并派专人负责。钢绞线编束钢绞线在现场统一下料。为防止成捆钢绞线拆封后松散，拆前需用钢管架将整捆钢绞线紧固，然后由内圈抽出钢绞线，按所需下料长度用砂轮切割机逐一截取，并在每端离切口3050mm处用铁丝绑扎。严禁使用电、气焊进行钢绞线切割。钢绞线下料严格按照
12、“需要长度=设计长度+工作长度”的原则截取并挂设标签，标出盘号和使用部位。将同束多根钢绞线通长顺直摆设，中间不得缠绕，每隔11.5m绑扎一道铅丝进行编束，铅丝头弯进钢丝束里，以便于穿波纹管孔时通过，并挂牌标出长度及设计编号，按编号分类堆放。钢束堆放时要防止弯折并有防雨措施。张拉准备张拉设备应事前校定合格，并按校定的对应编号配套使用，包括千斤顶、压力表、油泵等。 穿束前，检查波纹管的严密程度，用高压风清孔，确保孔道清洁、畅通。为便于施工，可在钢丝束一端采用粘胶带包裹，防止钢绞线在穿束过程中分叉。将锚垫板喇叭口内外清理干净，剔除多余的波纹管，安装工作锚及夹片，密封工作锚和垫板，顶紧夹片。安装限位板
13、，人工推到顶端紧固。用吊链吊起千斤顶缓慢向前送进，最后使限位板刚好卧到千斤顶的空腔内。预应力张拉张拉开始前，所有的预应力钢绞线在张拉点之间能自由滑动，同时构件可以自由地适应施加预应力时产生的水平和垂直移动。张拉时混凝土强度应达到设计强度，张拉应力按设计值进行控制（一般为0.70.75fpk，）。张拉采取双控，以张拉力控制为主，钢束伸长量进行校核。钢绞线张拉顺序需符合设计图纸规定。当图纸未明确时，通常按分批、分阶段对称进行张拉。钢绞线张拉施加应力控制程序为：00.1con0.3con张拉控制应力con，持荷5min锚固。钢绞线以初始拉力拉紧后，千斤顶充分固定牢靠，将拉紧的钢绞线两端精确的做上标记
14、，以0.1con0.3con的伸长值校核00.1con的伸长值，张拉力和伸长量分阶段记录。张拉过程中应时刻观察钢绞线是否出现断丝、滑丝现象，如有需控制在规范允许范围内，否测应停止张拉，待查明原因后再进行。当监理工程师对预应力张拉过程及双控结果认可后，方对钢铰线予以锚固。放松千斤顶压力时避免振动锚具和预应力钢铰线。安全操作注意事项。张拉前应组织专门的技术交底，并做好安全防护措施。在台座两端设置牢靠坚固的挡冲板，千斤顶后面不得站人，以防止钢绞线张拉过程中被拉断或锚具弹出伤人。高压油泵出现不正常情况时，立即停机检查。当钢铰线实测伸长值与理论计算值校差超过6%时，停止张拉,查明原因；已张拉完尚未压浆的
15、梁，严禁搬动或剧烈震动，以防预应力钢铰线断裂酿成重大的事故。孔道压浆采用活塞式压浆泵从梁的一端向另一端孔道依次进行压浆。浆液配比应符合设计要求，现场集中拌制。注浆压力及闭浆时间严格按设计要求进行控制。孔道压浆注意事项：压浆前，通过注浆孔吹入无油分的压缩空气清除管道松散微粒，确保孔道内清洁畅通，然后将锚具周围的钢丝间隙和孔洞填封，以防冒浆。压浆时，拌制水泥浆量应与使用量对应，防止压浆过程中缺浆造成孔道堵塞，每一班留取不少于3组试样，标准养生28d，检查其抗压强度作为水泥浆质量评定的依据。压浆时，自梁一端注入，而在另一端流出，流出的稠度与注入稠度相同时方封闭出浆口；注入管在压力下进行封闭，直到水泥
16、浆凝固。水泥桨自拌制到压入孔道的延续时间，一般不宜超过45min，水泥浆在使用前和压注过程中需经常搅动。预制梁在压满浆后要进行保护，一天内不得受振动，管道内水泥浆在注入后48h内，结构混凝土温度不得低于5，否则采取保温措施。具有完善的压浆记录，包括每个管道的压浆日期、水灰比及掺加料、压浆压力、试块强度、障碍事故细节及需要补做的工作。封端管道压浆后，将梁端清洗干净，按设计要求的断面尺寸，用同梁体标号的混凝土封闭所有锚头，完成梁的预制。结语由于预应力小箱梁具有结构新颖、施工简单、梁体重量轻，承载能力强等特点，目前已被广泛应用于高等级公路桥梁的上部结构。小河子河大桥采用了预应力小箱梁预制施工，施工过程中结合设计和相关规范要求，严格细致地做好了各施工环节中的质量控制，确保了施工质量，满足了小河子河大桥竣工验收时桥梁达标，且外型美观、运行安全的目的。其施工方法与工艺流程为同类桥梁小箱梁施工提供了借鉴参考经验。作者单位：唐山市交通局公路工程处
