受限空间大跨度预应力连接后浇刚构承台盖梁体系及施工技术

受限空间大跨度预应力连接后浇刚构承台盖梁体系及施工技术

王瑞强 梁桃 郭彬彬 拓锦宏

中建八局第三建设有限公司 南京 210000

摘要：随着城市建设的不断发展，桥梁与既有构筑物或设施发生冲突，建设空间受限，上跨既有构筑物或设施的门式大跨度的盖梁体系需求逐渐增强。背景工程为地面桥上跨隧道设计及施工，设计方面，大跨度盖梁与承台通过竖向无粘结预应力钢棒连接，盖梁与承台之间设置后浇带，在盖梁施工阶段盖梁与承台呈简支状态，待盖梁形变稳定，浇筑后浇带将盖梁与承台转为刚构状态，施工方面，对无粘结预应力钢棒、后浇带、盖梁本体预应力、大体积混凝土施工重点控制，确保大跨度承台盖梁体系的裂缝受控，以及运营期间的安全性和耐久性。

关键词：大跨度 盖梁 承台 竖向无粘结预应力钢棒 简支 刚构                                                     

0 引言

随着城市建设的不断发展，桥梁与既有构筑物或设施发生冲突，建设空间受限，上跨既有构筑物或设施的门式大跨度的盖梁体系需求逐渐增强。本文所阐述的大跨度预应力连接后浇刚构承台盖梁体系相关的成果较少，因该体系构成较为复杂，目前还存在较多的施工重难点，如竖向预应力钢棒与钢筋之间的冲突问题、大批量竖向预应力钢棒张拉顺序问题、竖向预应力钢棒张拉不畅问题、后浇带处受限空间盖梁支模问题、大体积混凝土养护问题、简支转刚构工序问题等，针对以上问题，背景工程通过设计优化、方案比选及设备改良等手段，形成一套完备的大跨度预应力连接后浇刚构承台盖梁体系及施工技术, 确保大跨度承台盖梁体系的裂缝受控，以及运营期间的安全性和耐久性。

1工程概况

背景工程为地面桥上跨隧道施工，隧道宽19.8m，盖梁尺寸（33*2.4*2.2）m，两端分别落于两个承台之上，中间悬空跨越下方隧道，横向净跨距为24.6m，盖梁本体设置三排共15束15Φs15.2钢束。承台尺寸（8.2*3.2*3.0）m，与盖梁之间设置50cm后浇带，后浇带前期设置板式橡胶支座简支，后期灌注混凝土转为刚构。盖梁与承台之间设置竖向无粘结预应力钢棒进行连接。

图1 大跨度预应力连接后浇刚构承台盖梁体系

2 施工流程

1）承台施工：依次进行钢筋绑扎、竖向预应力钢棒固定端预埋、模板安装及混凝土浇筑养护；

2）板式橡胶支座施工：依次进行支座垫石、支座安装施工，两侧分别为固定、滑动支座；

3）盖梁施工：依次进行基础施工、钢筋绑扎、本体预应力安装、竖向预应力钢棒张拉端安装、侧模安装、混凝土浇筑养护；

4）盖梁本体预应力施工：依次进行钢绞线张拉、压浆及封锚，张拉施工应在盖梁砼强度≥85%、养护龄期≥7d后实施；

5）后浇带施工：依次进行后浇带清理、钢筋网片安装、模板安装及混凝土浇筑养护；

6）竖向预应力钢棒张拉：依次进行钢棒张拉、封锚，钢棒张拉应在盖梁及后浇带砼强度≥90%后实施。

3竖向预应力钢棒施工

3.1张拉端防冲突设计优化

    原设计张拉端锚垫板顶面与盖梁面层主筋焊接固定，在此工况下，竖向预应力钢棒张拉端均位于盖梁主筋之间，考虑盖梁主筋及竖向预应力钢棒定位误差，极易出现张拉空间受限导致张拉不畅的问题。为预防该问题，在张拉端范围将盖梁主筋做下沉优化处理，锚垫板底面与盖梁主筋焊接固定，但需注意下沉钢筋外侧接头设置应满足规范要求。

3.2预应力张拉

盖梁及后浇带混凝土强度达到设计强度等级90%以上方能张拉竖向预应力筋。按三级加载、单支单端一次性张拉，同个盖梁两端对称同时进行，宜优先将4个角点先行张拉完成，对固结节点起到限位固定的作用，剩余预应力筋基于对称、由内向外的原则进行张拉。张拉程序：0→初应力(取0.1σcon) →0.2σcon→控制张拉应力σcon→持荷2s后锁紧锚固螺母→锚固（σcon为设计控制应力值），施加应力的同时旋转锁紧手柄，以锁紧锚固螺母。张拉采用双控控制，以张拉力控制为主，伸长值校核。

3.3张拉设备改良

   竖向无粘结预应力钢棒常规采用YGD-300-80型穿心式千斤顶进行张拉作业，该千斤顶采用共轴套筒式张拉支架，对张拉端空间需求大，极易出现张拉不畅的情况，为解决该问题，背景工程对张拉支架进行改良，将支架优化至槽口外，该支架包含支架平板、调节螺杆、调节螺母、移动把手、悬吊挂钩组成，支架平板中心设置圆孔，供千斤顶张拉头穿过，调节螺杆均匀分布在支架平板下表面四角点，螺杆套螺母，对支架平板水平度进行微调，移动把手为“Z”字型钢筋，与支架平板上表面焊接连接，悬吊挂钩为“几”字型钢筋，与支架平板侧面焊接连接，该支架保证了张拉槽口空间不足情况下的正常张拉。

图2常规张拉支架（左）、改良后支架（右）

4盖梁受限空间底模设置

背景工程盖梁与隧道间净距38cm，盖梁与承台间后浇带净高50cm，且后浇带内密布竖向预应力钢棒，采用常规的模架体系在拆除阶段困难大，且难以清除干净，经方案比选综合考虑，后浇带范围填筑砂作为底模，后期采用人工配合高压水进行清理，可避免拆除困难的问题。盖梁其余部位底模采用级配碎石+10cmC20素混凝土，级配碎石确保地基承载力的同时避免了盖梁与隧道的刚性连接，减少盖梁荷载对隧道的影响。

5 简支、刚构体系转换

在承台与盖梁之间分别设置固定、滑动板式支座的后浇带，该后浇体系在施工前中期使得盖梁呈简支状态，后浇带在最后一道工序竖向预应力钢棒张拉前施工完成，将承台盖梁转为刚构状态，后浇刚构使得盖梁混凝土浇筑养护及本体预应力体系张拉均在简支状态下完成，规避了养护及张拉阶段刚构体系对盖梁形变的限制，从而达到控制盖梁裂缝的目的。特别的，盖梁本体预应力应在盖梁砼强度≥85%、养护龄期≥7d后实施，竖向预应力钢棒张拉应在盖梁及后浇带砼强度≥90%后实施。

6 大体积混凝土施工

因盖梁跨度大，普通混凝土浇筑后收缩明显，极易产生裂缝，因此优先采用无收缩或微膨胀混凝土，按30cm分层连续浇筑，振捣到位，应加强对竖向预应力筋张拉端及盖梁本体预应力钢绞线两端的振捣，保证端部混凝土密实。

混凝土浇捣完毕成活后，先用塑料布全包裹至混凝土凝固，再换用无纺布整体覆盖好，洒水养生。在混凝土抗压强度达到2.5Mpa时方可拆除模板。拆除模板后，继续用洒水养生14天。养护期间必须严格控制其内外温差，确保不出现有害裂缝，混凝土中心与表面最大温差（在混凝土浇筑后三周内）≤25℃，混凝土表面与大气温度差值应≤20℃，根据实际施工时的气候、测温情况、混凝土内表温差和降温速率，通过热工计算来随时调整养护措施，确保温差符合要求。

7 结语

   通过背景工程的实施及总结，有效解决了受限空间大跨度预应力连接后浇刚构承台盖梁体系目前存在的施工重难点，具体包括竖向预应力钢棒与钢筋之间的冲突问题、大批量竖向预应力钢棒张拉顺序问题、竖向预应力钢棒张拉不畅问题、后浇带处受限空间盖梁支模问题、大体积混凝土养护问题、简支转刚构工序问题，形成一套完备的大跨度预应力连接后浇刚构承台盖梁体系及施工技术,可为类似工程施工提供指导意义。