关于大跨径连续梁悬臂浇筑施工质量控制研究_开题报告

1.1 国外大跨径连续梁发展概况

连续梁是一种古老的结构体系，它具有变形小，结构刚度好、行车平顺舒适，伸缩缝少，养护简易，抗震能力强等优点。而在20世纪50年代前，预应力混凝土连续梁虽是常被采用的一种体系，但跨径均在百米以下。当时主要采用满堂支架施工，费工费时，限制了它的发展。联邦德国于1950年第一次使用了悬臂平衡浇筑混凝土的施工方法，在巴尔杜茵斯坦（Balduinstein）建造了蓝河（Lain）桥，该桥为跨度62m的预应力混凝土连续梁桥。1952年，世界首座超过100m的预应力混凝土桥——德国跨越莱茵河的沃乐姆斯（Worms）桥建成。从此，悬臂浇筑法加速了连续梁桥向大跨径发展的步伐，并很快推广到世界各地。比较著名的有1974年建成的主跨192m的瑞士摩塞尔（Mosel）桥和1982年建成的跨径布置为（106+190+160）m的英国奥维尔（Orwell）桥。目前国外最大跨径预应力混凝土连续梁桥为1994年挪威的新瓦洛德（New Varodd）桥，主跨为260m。

随着连续梁的不断发展，后来产生了预应力混凝土连续刚构桥。这种桥型既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的特点，又可以减少大型桥梁支座和养护费用，减少桥墩基础工程的材料用量，且有很大的顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度，它利用高墩的柔度来适应结构由预应力混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的位移，能满足特大跨径桥梁的跨越及受力要求。故主跨超过200m的预应力混凝土梁式桥大都采用了连续刚构的形式。1985年澳大利亚建成的主跨260m的门道桥（Gateway）曾居世界最大跨混凝土梁式桥记录达9年之久。1990年葡萄牙建成的杜罗河桥（Doulur RiverBridge），主跨为250m的双线铁路预应力混凝土连续刚构桥，创造了20世纪铁路预应力混凝土连续刚构桥的跨度纪录。世界上比较有代表性的刚构桥为挪威1998年建成的世界第一跨的New Stolma桥（主跨301m）和1999年建成的世界第二跨的Raft Sunder桥（主跨298m），前者将大跨径预应力混凝土连续刚构桥的跨径首次突破300m。这两座桥主跨中部均采用了轻质高强混凝土，重度仅为19.5kN/m3。

1.2 国内大跨径连续梁发展概况

我国自上世纪60年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，当时仅限于中小跨径。随着计算机技术的发展，特别是改革开放以来，我国在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料、工艺设备与施工工艺等方面可谓日新月异，桥梁的设计技术与施工技术已达到了相当高的水平。由于闭口截面箱梁具有较好的整体性和较大的抗扭刚度，以及项底板均能提供混凝土的受压面积，所以箱型梁广泛应用于大、中跨径的桥梁结构。连续梁桥凭借其整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好、后期运营维护成本低等特点成为我国预应力混凝土大跨径桥梁的首选桥型之一。

连续梁（刚构）桥普遍采用悬臂浇筑法施工。悬臂浇筑法又称无支架平衡伸臂法、挂篮法、吊箱法。它是以已经完成的墩身和支架现浇0号块为起点，以挂篮为主要施工设备，在挂篮上绑扎钢筋、浇筑混凝土、施加预应力，完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段，进行下一对梁段施工，最后在跨中部位实现合龙，形成连续梁桥。从结构受力和经济指标综合考虑，预应力混凝土连续梁桥跨度的适用范围一般在165m以内，连续刚构一般在300m以内。

1965 年，我国用悬臂施工技术建成的第一座预应力混凝土 T型刚构桥，江苏盐河公路实验桥，该桥主跨 33 米。我国第一座主跨超过100m的连续梁桥为1985年建造的主跨111m的湖北沙泮汉江大桥，1996年建造了主跨为160m的广湛高速公路九江大桥。目前国内最大跨径的预应力混凝土连续梁桥是2001年建成的南京长江二桥北汊桥，主跨为165m。但是连续刚构桥跨径则大大提高，我国于1988年建成的广东洛溪大桥（主跨180m），开创了我国修建大跨径预应力混凝土连续刚构桥的先例。1997年建成的虎门大桥副航道桥（主跨270m），为当时世界上连续刚构桥梁最大跨。2006年建成的重庆石板坡长江大桥复线桥采用了连续刚构混合梁，主跨达到了330m，在330m主跨中间创造性的采用108m钢箱梁，成为了当时世界第一跨径梁桥。

1.3 大跨径连续梁常见病害

随着国内外大跨径预应力混凝土连续梁桥的迅速发展，其在运营中的病害也不断出现，尤其是跨中长期过量下挠、箱梁开裂等现象在国内外类似桥梁中普遍出现。

科罗·巴岛(Koror-Babeldaob)桥建于1978年，为3跨预应力砼连续刚构桥，跨径组合为(72+241+72)m，跨径居当时同类型桥梁中的首位。该桥在成桥12年后跨中挠度高达120cm，于是通过体外预应力技术对其进行了加固，加固后跨中挠度有了显著的减小。但在加固后的几个月内就发生了倒塌事故。

国内主跨270m的虎门大桥辅航道桥，建成5年后，跨中已下挠17cm，远超过原设计预留的10cm徐变预拱度。有数据统计，跨径在100～160m的预应力混凝土梁桥，跨中年平均下挠5～10mm；跨径在160～220m的预应力混凝土梁桥，跨中年平均下挠10～20mm；跨径在220～270m的预应力混凝土梁桥，跨中年平均下挠20～30mm。

连续梁梁的梁体裂缝主要有顶底板纵横向裂缝、腹板斜裂缝、横隔板裂缝和齿板裂缝等。通过对黄石长江公路大桥箱梁病害调查发现，一共有6638条裂缝。其中，腹板内表面有5328条，约占80.3％；外表面1073条，约占16.2％；底板上裂缝为237条，约占3.6％。

大跨度连续体系桥梁的长期变形一般较大，在我国的桥梁设计规范中规定：当预应力导致的长期变形小于结构自重以及部分活荷载导致的长期变形时，需要事先设置一定的预拱度来抵消这种变形，从而保证桥梁长期运营后的线形平顺。但是如果连续梁跨中下挠过大，或者箱梁出现裂缝，则会造成桥梁线形不顺，刚度降低，耐久性变差，给行车带来安全隐患。

1.4 主要研究内容

大跨径连续梁病害的产生，主要原因一般有设计、施工、材料、运营等方面的原因。而连续梁发生下挠过大的主要原因一般是对混凝土徐变效应的估计不足和预应力的损失过大。一方面与桥梁的设计有关，另一方面就是与施工质量的控制有关。悬臂浇筑法施工工序多，工艺要求高，质量影响因素也较多，稍有不慎将留下质量隐患。因此如何对大跨径连续梁悬臂浇筑施工质量进行很好地控制，也是目前桥梁参建各方亟需解决的问题。

本文依托东莞至惠州城际铁路跨北海河（80+150+150+80）m连续梁工程，对大跨径连续梁常见质量通病和施工质量影响因素进行分析，对施工过程中的各个关键工序的质量控制方法和措施进行研究和总结，以期对今后类似工程有所借鉴，尽量减少甚至消除大跨径连续梁常见质量通病。

2 ^范文提纲

2.1 悬浇连续梁质量控制概述

2.1.1 依托工程概况

东莞至惠州城际铁路跨北海河主桥设计为（80+150+150+80）m预应力混凝土连续梁，于2013年建成，是当时国内最大跨径的铁路连续梁桥。主梁截面采用单箱单室、变高度、变截面结构，箱梁顶面宽11.6m，箱底宽6.5m。主墩处梁高11.5m，跨中及边跨直线段处梁高6.5m。箱梁顶板厚50～80cm，底板厚50～100cm，腹板厚50～90cm。最重悬浇节段（1#块）253t，挂篮采用三角形式篮，自重102t。

2.1.2 大跨径连续梁常见施工质量通病

2.1.3 大跨径连续梁质量通病影响因素分析

2.1.4 大跨径连续梁质量通病控制方法

2.2 连续梁0#块施工质量控制

2.2.1 临时固结施工质量控制

2.2.2 0#块支架施工质量控制

2.3 挂篮施工质量控制

2.3.1 挂篮挠度控制

2.3.2 挂篮模板质量控制

2.4悬浇连续梁钢筋、混凝土施工质量控制

2.4.1 悬浇连续梁钢筋施工质量控制

2.4.2 悬浇连续梁混凝土施工质量控制

2.5 悬浇连续梁预应力施工质量控制

2.5.1 预应力管道预埋质量控制

2.5.2 预应力张拉施工质量控制

2.5.3 预应力管道压浆质量控制

2.6 连续梁合龙段施工质量控制

2.6.1 连续梁边跨合龙段施工质量控制

2.6.2 连续梁中跨合龙段施工质量控制

2.7 悬浇连续梁线形、应力监控

2.7.1 连续梁线形监控

2.7.2 边续梁应力监控

2.8 结语和展望

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