大跨度预应力混凝土梁桥施工技术

大跨度预应力混凝土梁桥施工技术一、我国预应力混凝土梁桥的现状与发展1、预应力混凝土梁式桥的结构特点各种形式的预应力混凝土梁式桥在桥梁建设中占有主导地位，而且有着广阔的发展前景。

按结构体系划分一般有：简支梁、连续梁、T形刚构、连续刚构、刚构连续组合梁以及V型墩刚构等。

按截面形式划分有：I形梁、T形梁、 形梁、槽形梁、箱形梁等，大跨度超静定梁桥绝大多数采用箱形截面。

预应力混凝土简支梁桥由于结构简单、受力明确、施工方便，仍将是我国量大面广的中小跨径桥梁的首选结构。

一般认为，简支梁桥的合理跨径在50m以下，超出这一范围，梁高会急剧加大，失去其经济合理性。

与简支梁相比，其它超静定梁则具有较大的跨越能力，那就是预应力混凝土连续梁与连续刚构。

预应力混凝土连续刚构桥对地形、地质和通航要求适应性强、施工方便、较经济，已成为国内大跨径桥梁的首选桥型。

预应力混凝土连续梁与连续刚构同为大跨度梁式桥，但受力上存在着一定的差异。

与连续梁相比，连续刚构由于在墩顶处的墩梁固结，对梁跨形成附加约束，因而能够增加顺桥向的抗弯刚度和横桥向的抗扭刚度，从而提高桥梁的跨越能力；同时由于墩柱的约束，温度变化、收缩徐变等对连续刚构造成的内力影响，也比连续梁大得多；尽管在高墩桥位，经常采用柔性墩结构，但桥墩的材料用量、设计难度要比连续梁大得多。

与连续刚构相比，连续梁桥在支座处仅提供竖向约束。

所以，在正常“恒载+活载”作用下的跨中截面弯矩要比连续刚构大，但由温度变化所产生的各种内力要比连续刚构小很多；大跨度连续梁对支座的承载能力要求很高，甚至需要特别设计（如南京长江大桥二桥北汊桥连续梁的支座吨位达到65000KN）。

但它要求桥墩只承受竖向反力，在深水基础的情况下允许采用高桩承台，能够大大简化基础及桥墩的设计与施工。

刚构、连续组合梁桥的受力特点则介于连续梁桥和连续刚构之间；V 型墩刚构则具有增加桥梁刚度的特点。

总之，在大跨度桥梁的桥式方案中，应当结合具体的技术经济条件，权衡选择。

2、我国预应力混凝土桥梁的现状与发展桥梁跨越能力，也就是常说的跨径大小，是桥梁建设水平的一个重要指标，在一定程度上反映一个国家的工业、交通、桥梁设计和施工各方面的成就。

近二十年来，随着我国交通运输业的蓬勃发展，预应力混凝土桥梁的建设取得了很大的成就，其技术进步主要表现在：在结构材料方面，高强、早强混凝土，又发展到高性能混凝土，以及在特殊使用要求下的特种混凝土正在得到推广应用，商品混凝土和泵送混凝土正在取代传统的施工方法；在预应力技术上，高强钢绞线、大吨位群锚技术日益普及，目前1860MPa级的高强低松驰钢绞线，几乎包揽了新建大跨度预应力混凝土桥梁天下（已研制出2000MPa的钢绞线）；各种预应力管道材料及成孔技术不断完善；大吨位新型支座、大位移量的伸缩缝也在推陈出新。

在结构设计方面，计算结构力学的发展和计算机的普及应用，使得大型复杂桥梁的计算绘图工作效率大提高；同时，一些复杂的力学分析，诸如温度、徐变收缩、剪滞效应、非线形、抗震等棘手的问题，可以通过电算算出较为符合实际的结果。

在施工技术方面，以悬灌、悬拼为代表的各种无支架施工方法走向成熟，施工机具现代化水平正在提高，施工管理的水平也上了新的台阶。

随着结构材料、设计水平及施工技术的提高，各类桥梁的跨度记录也会不断刷新，就目前来看，我国建桥综合技术已经达到国际先进水平。

我国目前有代表的预应力混凝土桥梁：公路简支梁是1985年建成的浙江飞云江大桥，跨径为62m；铁路简支梁桥是1999年建成的神延铁路秃尾河大桥，跨径64m；连续梁桥，公路最大跨径是南京长江二桥北汊桥，跨径165m；铁路最大跨径是内昆铁路花土坡大桥，跨径104m；连续刚构桥，公路最大跨径是广东虎门大桥辅航道桥，跨径270m；铁路最大跨是渝怀铁路黄草乌江大桥，跨径为168m（目前世界上最大跨度预应力混凝土连续刚构是挪威的斯托尔马桥，主跨301m）。

随着连续刚构桥跨度的不断增大，开裂、下挠病害也就随之逐渐增多，如湖北黄石长江大桥，建成后七年就开始大修，十年间跨中下挠33.5cm，产生严重裂缝3000多条，虎门大桥自建成后已下挠了26cm。

通过科研设计人员和建桥者的不断努力和总结，已初步摸索出一些规律并采取相应措施，今后，大跨度连续刚构的工程质量会大大提高。

跨径超过200m的预应力混凝土连续刚构桥，其结构对自重的贡献已达到93%以上，因此，减轻自重采用高强轻质材料或钢—砼组合是连续刚构改善受力、减小变形，走向大跨的必由之路。

二、大跨度预应力混凝土梁桥施工组织设计的编制大跨度预应力混凝土梁桥（连续梁桥、连续刚构），一般是为跨越江河、峡谷或其它障碍物而设计的，在制定上部结构悬臂灌注施工方案的同时，也要同时考虑下部结构的施工。

总之，全桥要统一考虑，全面规划，统筹安排。

1、编制施工组织设计的目的和意义施工组织设计是桥梁施工准备的核心内容，是指导桥梁施工的基本技术经济文件，同时也是对施工实行科学管理的重要手段。

对于一座大跨度预应力混凝土连续梁或连续刚构桥的施工，它是一项十分复杂多变的生产活动，其工作千头万绪，各种矛盾和问题层出不穷，影响因素较多，涉及的部门繁多，业务多种多样，特别是一座深水大桥，影响因素就更多。

因此，面对如此复杂艰巨的施工任务，必须在施工前预先进行谋划、组织和安排，要将整个工程项目分解为各单项工程，将单项工程分解为单位工程，分出先后次序和轻重缓急，以免在施工过程中出现混乱现象。

实践证明，只要一座大桥的施工组织设计能正确反映客观实际和施工规律，并能认真贯彻执行，施工就可以有条不紊地进行，否则会出现盲目施工的混乱局面，不仅导致工程质量事故和其它安全事故的频繁发生，同时还将延误工期造成较大的经济损失。

因此，在承揽一座特大桥施工任务后，不要急于开工，一定要很好研究编制施工组织设计。

2、施工组织设计的分类1）规划性施工组织设计这是设计单位在设计阶段编制的，也称初步施工组织设计。

规划性施工组织设计是为编制概、预算的需要而编制的，特别是大跨度预应力混凝土连续梁或连续刚构桥，结构设计与施工方法是密切相关的，不同的施工方法导致结构内力有着很大的差异；同时，施工方法不同，选择的施工机具也就不同，施工荷载也就不同。

施工方法、施工机具就构成了结构设计和内力计算的基本条件，它也是编制概、预算的重要依据。

初步施工组织设计虽然只是桥梁施工的轮廓计划，不详细、具体，但它是把桥梁设计计算付诸实施的战略性决策，施工时想改变它是很困难的。

2）指导性施工组织设计中标以后开工以前，施工单位还必须进一步依据规划性性施工组织重新编制施工组织设计，这个阶段编制的施工组织设计称为指导性施工组织设计。

指导性施工组织设计是在施工单位进驻施工现场后，在深入了解和研究设计文件，以及调查复核了现场情况之后着手编制的。

因此，指导性施工组织设计比规划性施工组织设计更详细、具体、完善，更具有全面指导施工全过程的作用。

指导性施工组织设计是组织桥梁施工的总计划。

整个施工过程中所有工作都必须依据这个计划进行，项目经理和总工是执行这个计划的核心人物，应该按照这个计划指挥整个施工系统。

职能部门是关键，必须围绕这个计划开展工作。

3）实施性施工组织设计在施工过程中还要根据各分部工程，如基础工程、墩台工程、梁部工程等，编制分部工程的施工方案或技术措施，称为实施性施工组织设计，习惯称专项工程的施工组织设计。

实施性施工组织设计是以指导性施工组织设计为依据，把指导性施工组织设计按年度、季度、月将分部工程分割后编制的。

实施性施工组织设计基本上不改变指导性施工组织设计中所规定的施工方法、施工工序、施工工期。

只不过更详细、更具体、更具有可操作性。

3、施工组织设计的编制内容桥梁施工组织设计的内容应该是两部分，一是施工技术，二是组织管理。

这两者在内容上是有区别的，但在实际工作中关系是密切的。

施工技术是保证工程按设计进行施工，而只有严格的组织管理才能圆满地按照承包合同完成工程任务。

这里将指导性施工组织设计编制内容简述如下，供参考。

1）编制依据（1）合同文件（2）技术规范（3）设计文件（4）施工经验及现场勘探、调查、咨询有关资料2）工程概况介绍（1）工程项目特点工程项目特点就是工程项目的概况，主要从以下几个方面来说明：建设地点；时间；工程性质（新建或改建）；工程规模（包括桥长、宽、工程数量、投资规模等）；工程期限（包括开、竣工日期等）；结构概况及复杂程度。

（2）工程所处地区特征包括桥位附近地形特征、水文地质情况、气象条件等。

（3）施工条件包括当地劳力情况、水电来源及交通状况、地材供应情况等。

通过对工程特点、地区特征和施工条件等内容的分析，找出施工中的关键性工程项目，以便在选择施工方案、组织物资供应和技术力量配备以及施工准备工作上采取措施。

3）确定施工方案，制定施工部署施工方案和施工部署是紧密相连的，过去我们编制施工组织设计时习惯将其分开来写，这里暂放一起来简述。

施工方案是施工组织设计的核心，施工方案选择的合理与否，在很大程度上决定了施工组织设计本身质量的好坏，也直接关系工程的成本、工期和施工质量，所以必须予以高度重视。

选择和确定施工方案，首先要考虑是否切实可行，即实用性，其次是技术先进性、经济合理性、施工安全性。

施工方案的内容应包括：施工顺序的确定；施工方法的选择；施工机械的配备；平行和流水作业的安排；施工力量的部署等。

我们在编写投标书或中标后的施工组织设计时，习惯叫总体施工方案，总体施工方案应简明扼要地含盖上述内容，使人看后反映你能干也会干这座桥，然后你再展开叙述。

（1）施工顺序的确定施工顺序是指单位工程中各分部、分项工程施工的先后次序，它既是一种客观规律的反映，也包含了人为的制约关系。

因此，确定施工顺序时，在保证工程质量和施工安全的前提下，力求作到充分、合理地利用空间，争取时间，实现缩短工期、降低成本、提高经济效益。

（2）选择施工方法施工方法是施工方案的核心内容，它对工程的实施具有决定性作用。

它是根据施工方案的基本要求，为桥梁各分部、分项工程在具体施工条件下拟订的战术措施。

例如：钻孔桩施工选用哪种成孔方式；水上施工采用什么样的平台；承台施工采用什么样的围堰等。

总之，我们的任务是从若干个可以实现的施工方法中，选择适合本项目需要的较先进合理而又最经济的施工方法，以达到成本低、效率高、工期短的目的。

（3）施工机械的选择施工方法的选择必然要涉及到施工机械的选择。

选择施工机械时，首先考虑主导工程的施工机械，还要根据工程规模的大小，机械运行的可靠性等因素来选择。

（4）尽量组织平行、流水作业，缩短工期有条件的工地，尽量组织平行、流水作业，这样可加快施工进度，使工程呈连续、均衡、有节奏地施工。

工人连续施工，无窝工现象，工作面得到充分利用，合理利用资源配置。