预应力混凝土桥梁的设计与快速施工
摘要: 针对中国桥梁建设的飞速发展，要求现场施工工期缩减的现状，借鉴性的介绍日本预应力混凝土桥梁的新型上部工桥梁形式，以第二京阪道路茄子作地区pc上部工事为例对其设计及施工流程做具体的说明。

关键词:日本u型预应力混凝土桥梁快速施工
中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：
1 前言
相比混凝土桥梁来说，预应力混凝土桥梁充分利用了混凝土抗压和钢材抗拉这两个各自的优点，做出的桥梁跨间更大，耐久性跟好，外形更美观。

随着我国炼钢水平的提高，预应力混凝土桥梁更应该是混凝土桥梁中的主流趋势。

现阶段我国混凝土桥梁的施工大部分采用现场浇筑的方式，在现场要进行钢筋的绑扎、模板摆放和固定、混凝土的运输、搅拌、浇筑、养护、模板的拆除等，同时还要对各个环节进行全过程质量控制和检验。

这样，在施工现场需要花费大量的时间，工期比较长，相应工程费用比较高，对周围环境影响也比较大。

如果该桥梁附近有其他线路交叉通行，还会对该线路产生很长时间的不便。

针对这些问题，预应力混凝土u型梁可以适当的减少现场施工工期，最大限度的降低费用及对周围的影响。

下边以第二京阪道路茄子作地区pc上部工事为例，介绍u型梁预应力混凝土桥梁的设计与施工流程。

2 工程概要
第二京阪道路连接京都和大阪，全长28.3km，是为了缓解现在的国道1号线交通压力而建设的一条6车道高速道路。

该道路沿途附近接近住宅，是一项建设与施工必须要考虑环境与景观性的重点工程。

茄子作地区pc上部工事在大阪府枚方市和交野市的交界处，主桥是20跨间连续4箱预应力混凝土桥。

桥梁概要：
桥长：790m
跨间长：39.5m
幅员：29.7m
构造形式：20跨间连续4箱预应力混凝土桥
荷重：b荷重(日本规范)
竞标要求：桥墩已经施工完成。

在确保工程质量的情况下缩短工期，降低造价，降低施工中对周围环境产生的负面影响。

3 设计与施工
3-1 方案选定
首先，中标单位做了3个方案的比较：u型梁吊装，箱型梁吊装以及工厂预制品吊装。

在这3个方案中，箱型梁的断面面积比较大，整体吊装的重量很重，施工比较困难。

工厂预制品在公路运输中有重量限制，这就要求每一块预制品的长度不能太长，同样吊装重量比较大，施工困难。

u型梁相比来说吊装重量最轻，施工比较容易。

所以最终决定采用施工可能的u型梁吊装方案。

3-2 设计
纵方向钢绞线的配置
纵方向在每个箱中配4根19s15.2钢绞线(由19根直径15.2mm 的钢绞线组成，张拉强度1800n/mm2)，其中2根固定在桥墩上端预先施工完成的预制梁上，每一跨间张拉(2次钢绞线)。

另外2根在桥面混凝土浇筑养护完成后，每两跨间张拉(3次钢绞线)。

在u型梁内部要配置6-8根细的1s28.6（张拉强度1800n/mm2)钢绞线(1次钢绞线),目的是在u型梁吊装过程中在跨间中央部不会产生过大的应力。

2)横方向的设计
横方向在u型梁上铺设100mm厚的预应力薄板，铺设完后上层浇筑160mm厚的混凝土，最终作为整体来抵抗车辆轮荷重。

值得注意的是，为了控制在混凝土浇筑初期由于温度应力产生的裂缝，本桥采用膨胀混凝土浇筑。

针对道路平面曲线的变化，u型梁是直线制作，通过现场浇筑的混凝土的幅员变化来吻合道路平面线形。

3)现场浇筑的调整部
在桥墩部预制梁和u型梁之间留有100mm-150mm的缝，以便吊装可以顺利完成。

在吊装完成后这条缝中充填膨胀早强混凝土，养护完成后，进行2次与3次钢绞线的张拉作业。

3-3 施工
桥墩部预制梁的制作
桥墩部预制梁由工厂提前订作，然后搬运到施工现场，这样可以保证浇筑质量又可以节省现场施工时间。

由于公路运输最大载重重
量的要求，本桥柱头部预制品每块长3.5m，重40t。

吊装时采用100t 吊车吊装。

u型梁的制作
u型梁在施工现场附近集中制作，以方便施工管理。

由于场地的限制，采用每跨间4根/2周时间的制作进度。

制作完成后铺设简易轨道，移动到准备吊装地点。

u型梁最大重量为240t/根。

u型梁的吊装
首先在两个桥墩上组装小型塔吊，组装吊装用钢梁。

组装完成的钢梁可以在完成本跨间吊装作业后，通过牵引梁平推到下一跨间进行吊装作业。

u型梁由制作场搬运到准备吊装地点，在两端设置钢索，由钢梁上设置的移动吊车完成吊装。

当u型梁到达指定高度后，浇筑调整部早强混凝土，然后进行钢绞线的张拉作业。

这里需要注意的是u型梁到达指定高度后要进行微调，梁的两端坡度保持一致，确保不会产生扭矩。

4）预应力板的铺设及桥面混凝土的浇筑
预应力薄板采用工厂预制，板尺寸为3.3m(长)×1.0m(幅)，每跨间约260块。

铺设完成后绑扎桥面钢筋，然后浇筑桥面混凝土。

4 结语
整个桥梁的施工过程可以实现循环作业，每跨间u型梁(4根)的制作周期是2周，这期间可以完成桥墩部预制梁的的运输与吊装作业，铺设u型梁移动轨道，以及上一跨间的u型梁吊装作业。

吊装完了的跨间可以铺设预应力板以及浇筑，养护桥面混凝土等。

这种
施工方式现场施工工期短，基本不影响道路周边线路的同行，大大降低了混凝土现场养护的时间，不窝工，非常值得我们借鉴。

参考文献:
1] (日) 池田博之，春日昭夫，水口和之古川高架桥的设计与施工(上)，桥梁与基础.vol.35,no.2pp.2-9(2001.2)
2] (日)建设省土木研究所。

(社)プレストレストコンクリート建設協会コンクリート橋の設計施工の省力化に関する共同研究報告書(ⅱ)(1998.12)
3] (日) (社)プレストレストコンクリート建設協会 pcコンポ橋設計施工の手引き(2004.5)。