预应力混凝土连续梁桥的施工

20 世纪初，小跨度的钢筋混凝土连续梁桥开始被建造；30—40 年代，预应力混凝土的材料及工艺得到发展，逐步应用于桥梁工程；至50 年代，预应力混凝土连续梁桥出现；到70年代，预应力混凝土连续刚构桥出现。近几十年来，伴随着施工技术的进步，预应力混凝土连续梁桥表现出强大的生命力，发展迅猛。

由于连续梁桥的主梁长度和重量大，一般很难像简支梁那样能将整根梁一次架设。连续梁桥的施工可采用分段预制，再浇筑接头的方法，但受力截面的主钢筋都被截断，接头工作复杂，强度也不易保证。目前，连续梁桥的施工主要还是采用悬臂浇筑法、悬臂拼装法、顶推法、移动模架法及支架法施工方法，每一种施工方法都各具特点，需要结合具体情况做出适当选择。

预应力混凝土悬臂体系梁桥的施工通常采用悬臂施工法。采用该法施工时，不需要在河中搭设支架，而直接从已建墩台顶部逐段向跨径方向延伸施工，每延伸一段就施加预应力使其与已成部分联结成整体。悬臂施工法不受桥高、河深等影响，适应性强，目前不仅用于悬臂体系桥梁的施工，而且还广泛应用于大跨径预应力混凝土连续梁桥、混凝土斜拉桥以及钢筋混凝土拱桥的施工。 一、支架法现浇预应力混凝土连续梁桥

预应力混凝土连续梁桥同样可以采用支架法现浇施工。我国第一座预应力混凝土（双线）铁路连续梁桥——通惠河桥，主梁为箱形截面，变高度，跨径为（26.7＋40.7＋26.7）m，于1975 年建成，该桥就采用了支架法现浇箱梁。

预应力混凝土连续梁采用支架施工，和用支架法施工混凝土简支梁的主要工序相似，只是前者还需要在连续梁桥的一联各跨中设支架，按照一定的施工程序完成各联桥的施工，包括混凝土的浇筑、养护、拆模等工序。在一联桥施工完成后，卸落支架，将其拆除进行周转使用。落架的时机与施工程序和预应力钢筋的张拉工序有关，应综合考虑。原则上，在张拉后恒载能由梁体本身承受时，可以落架。支架法施工工序如图5.2.1。

图5.2.1 支架法施工工序

小跨径预应力混凝土连续梁桥，一般采用从一端向另一端分层、分段的施工程序，先梁身后支点依次进行。施工时，板分两层浇筑，并在墩顶部分预留合龙段。当两跨的混凝土浇筑完成后，再浇筑中间墩顶合龙段。见图5.2.2。

图5.2.2 小跨径预应力混凝土连续梁桥混凝土浇筑顺序

大跨径预应力混凝土连续梁桥常采用箱形截面，施工时要分段进行。一种方法是水平分层施工，即先浇筑底板，待达到一定强度后进行腹板施工，最后浇筑顶板。当工程量较大时，各部位也可以分多次完成浇筑。另一种方法是分段施工法，根据施工能力，每隔20～40 m 设置连接缝，该连接缝一般设在弯矩较小的区域，连接缝宽1 m，待各段混凝土浇筑完成后，最后在接缝处施工合龙。对于支架现浇，要重点注意的是：一定要对称加载，即纵向、横向都需对称，这样对支架的均匀压缩变形有好处，也防止支架由于加载不均而失稳。 二、移动模架法施工

移动模架法的原理是在可移动的支架、模板上完成一孔桥梁的全部工序，即从模板工程、钢筋工程到浇筑混凝土和张拉预应力筋等工序，待混凝土有足够强度后，张拉预应力筋，移动支架、模板，进行下一孔梁的施工，随着施工进程不断移动支架模板，连续现浇施工，因此移动模架法也称为“活动的桥梁预制厂”和“造桥机”。

移动模架造桥机（图5.2.3）是一种自带模板，利用两组钢箱梁支承模板，采用桥面下支承模板的方式，对箱梁进行逐孔现浇的施工机械。造桥机工作时，整个模架在墩旁托架上的支承台车的作用下，实现纵移、横移及竖移，从而对模架进行调整。底模在横移油缸作用下，实现开合并可通过底模螺杆调整高程；内模在内模小车的作用下实现走行、开、合等工作；托架和支承台车靠另外的设备向前方桥墩移位；模架纵移时用油缸顶推移位。所有模板系统均设有微调机构，以保证梁型准确。

1. 移动模架法的施工特点 优点：

① 不需设置地面支架，不影响通航和桥下交通，施工安全可靠。 ② 有良好的施工环境，保证施工质量，一套模架可多次周转使用，具有在预制场地生产的优点。

③ 机械化、自动化程度高，节省劳力，降低劳动强度。 缺点：

移动模架设备投资大，施工准备和操作都较复杂。 2. 移动模架法的适用范围

① 适用于等断面T 形梁、箱形梁等上部结构形式断面。 ② 长度在800 m 以上的桥梁，桥长孔多的高架桥。

图5.2.3 移动模架造桥机施工

③ 连续双T 形梁桥主跨径配置一般在30～40 m；连续箱形梁桥主跨径配置一般在35～60 m。

④ 路线的平面线性曲率半径应大于400 m。 ⑤ 连续梁桥最外侧边跨径是主跨径的0.6～1.0 倍。 3. 移动模架法的施工设备

移动模架法的施工设备可分为移动模架和支撑托架。根据移动模架承重主梁的位置不同，移动模架分为在桥面上设置的主梁支承梁重的上承式移动模架和在梁下以支架梁支承梁重的下承式移动模架。

（1）上承式移动模架。

上承式移动模架（图5.2.4）将主梁配置在桥梁结构物上方，即支撑主梁通过支腿，一端支承在已成梁上，一端支承在前方桥墩上，而模板吊挂在主梁上。

图5.2.4 上承式移动模架

图5.2.5 下承式移动模架

（2）下承式移动模架。

下承式移动模架（图5.2.5）将支撑重的主梁配置在桥梁结构的下方，即支撑主梁通过墩旁托架，两端均支撑在桥墩上，而模板通过千斤顶直接或间接支撑在主梁上。

（3）支撑托架。

① 主要作用：支撑主梁，将施加在主梁上的荷载通过支撑托架传递到墩身和承台上。

② 位置：共3 套，分布在每个桥墩的两侧。 ③ 分类：见表5.2.1。

表5.2.1 支撑托架类型

4. 移动模架法施工工艺流程

以上承式移动模架施工为例，移动模架法施工流程如图5.2.6：

移动模架组装完毕后，在第一孔箱梁施工前要对移动模架进行预压试验。移动模架预压时应注意以下问题：

（1）移动模架在安装完成第一次使用前，需通过等荷载预压消除结构物的非弹性变形，确定弹性变形值并据此进行预拱度设置，同时检验模架的安全性能，为施工中有效控制箱梁的线形、预拱度提供准确的依据。首次预压荷载应为最大施工荷载的1.2 倍，再次安装预压荷载应为最大施工荷载的1.1 倍。

（2）预压前，测量各观测点高程，加载顺序同混凝土浇筑顺序，以后每天观测一次，直到模架变形稳定为止。然后，将预压砂袋卸除，将模板清理干净后测量各观测点高程。根据每次观测记录绘制沉降曲线，并根据沉降值进行计算，确定合理的施工预拱度。

图5.2.6 移动模架法施工流程图

（3）根据梁的挠度和支撑变形计算出预拱度之和，其他各点的预拱度应以中间点为最大值，以梁的两端点为零点，按二次抛物线进行分配设置。

（4）预压后先调底模，再调侧模，然后调端模。预压试验可以发现结构加工、安装所存在的问题和隐患，提前调整和整修，防患于未然。

5. 模板的调整

移动支撑系统预拱度的调整是施工中的重点和难点，移动支撑系统挠度值的来源要考虑周全，挠度值的计算要尽量结合实际情况。

模板挠度值的来源有以下四个方面： （1）混凝土自重产生的挠度值。

（2）由悬臂吊杆引起的挠度（不考虑滑模自重），经计算确定，实测时再作相应调整。

（3）预应力钢索张拉产生的反拱值。 （4）温度、徐变、干缩等产生的变位。 （5）由支撑托架沉降引起的挠度值。

混凝土浇筑时，由悬臂端向已浇梁段推进，主梁加设3 组变位计（图5.2.7），及时观测浇筑混凝土时的变位，变位计一般加设在门型吊架下方、中间最大变位

处、1/5悬臂端处。混凝土浇筑后应该检测预拱度值，并与计算的预拱度值进行比较。

图5.2.7 移动模架法施工测点布置

6. 模板安装的注意要点

（1）模板与钢筋安装工作应配合进行，妨碍绑扎钢筋的模板应待钢筋安装完毕后安设。模板不应与脚手架连接（模板与脚手架整体设计时除外），避免引起模板变形。

（2）安装侧模板时，应防止模板移位和凸出。浇筑在混凝土中的拉杆，应按拉杆拔出或不拔出的要求，采取相应的措施。对小型结构物，可使用金属线代替拉杆，最好设置拔出拉杆为宜。对大型结构物，应采用圆钢筋做拉杆，并采用花篮螺丝上紧。

（3）模板安装完毕后，应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查，签认后方可浇筑混凝土。浇筑时，发现模板有超过允许偏差变形值的可能时，应及时纠正。

（4）当结构自重和汽车荷载（不计冲击力）产生的向下挠度超过跨径的1/600 时，钢筋混凝土梁、板的底模板应设预拱度，预拱度值应等于结构自重和1/2 汽车荷载（不计冲击力）所产生的挠度。纵向预拱度可做成抛物线或圆曲线。

（5）后张法预应力梁、板，应注意预应力、自重力和汽车荷载等综合作用下所产生的上拱或下挠，应设置适当的反拱或预拱。预拱应按设计计算或按经验设置。

（6）模板纵横肋的间距布置要合理，对不同材质的面模板要采用不同的纵横肋间距。

（7）固定于模板上的预埋件和预留孔洞尺寸、位置必须准确并安装牢靠，防止在浇筑混凝土过程中走动移位。 三、悬臂浇筑法

悬臂浇筑法的原理是采用移动挂篮作为主要施工设备，以桥墩为中心，对称向两岸利用挂篮浇筑梁段混凝土，待混凝土达到一定强度后，张拉预应力束，再移动挂篮，进行下一节段的施工，直至合龙。悬臂浇筑每个节段长度一般为2～6 m，节段过长，将增加混凝土自重及挂篮结构重力，同时还要增加平衡重及挂篮后锚设施；节段过短，则影响施工进度。所以，施工时的节段长度应根据主梁形式和跨径、挂篮的形式及施工周期而定。

1. 挂 篮

挂篮是悬臂浇筑施工的重要机具。它是一个能够沿梁顶面纵向滑动或滚动的承重钢制结构，锚固在已施工的梁段上，承重钢制结构一部分悬出前端，用于悬挂梁段施工模板结构，在上面进行下一段梁的钢筋、预应力管道的安设，混凝土灌注和预应力张拉等作业。完成一个节段后，挂篮即可前移并固定，进行下一节段的悬臂灌法，不断循环下去，直到悬臂灌注完成。随着施工技术的不断改进，挂篮已由过去的压重平衡式，发展成现在通用的自锚平衡式。自锚式施工挂篮结构的形式主要有桁架式和斜拉式两类。

（1）桁架式挂篮。

桁架式挂篮按构成形状的不同，可分为以下几类： ① 平行桁架式挂篮。

平行桁架式挂篮（图5.2.8）的主梁一般采用平行弦桁架，其结构为简支悬臂结构，受力明确，桁架刚度较大，变形容易控制。

图5.2.8 平行桁架式挂篮

② 弓弦式挂篮。

弓弦式挂篮（图5.2.9）的桁架为拱形架，具有桁高随弯矩大小变化、受力合理、节省材料的优点。

图5.2.9 弓弦式挂篮

③ 菱形桁架挂篮。

菱形桁架挂篮（图5.2.10）是一种简单的桁架，其结构形状为菱形，横梁放置在主桁架上，其菱形桁架后端锚固于箱梁顶板上，无须平衡重。该挂篮结构简单、重量轻。

图5.2.10 菱形挂篮

（2）斜拉式。

斜拉式挂篮（图5.2.11）也叫轻型挂篮。随着桥梁跨径越来越大，为了减轻挂篮自重，减少施工阶段增加的临时钢丝束，人们在桁架式挂篮的基础上研制了斜拉式挂篮。

图5.2.11 三角斜拉式挂篮

斜拉式挂篮主要有三角斜拉、预应力筋斜拉、体内斜拉等多种。其中后两种用得较少，不详述。

三角形组合梁挂篮是在简支悬臂梁的上面增加立柱和斜拉杆，成为三角组合梁结构。斜拉杆的拉力作用大大降低了主梁的弯矩，使结构重量减轻，后端一般采用压重，以平衡行走时的倾覆力矩。

2. 挂篮的构造

挂篮（图5.2.12）由主桁（梁）结构、悬挂调整系统、走行系统、模板系统、平衡锚固系统、工作平台等组成。

3. 挂篮试压

为了检验挂篮的性能和安全，并消除结构的非弹性变形，应对挂篮试压。试压通常采用以下两种方法：

（1）试验台加压法。

图5.2.12 挂篮构造

新加工的挂篮可用试验台加压法（图5.2.13）检测桁架的受力性能和状况。试验台可利用桥台或承台和在岸边梁中预埋的拉力筋锚住主桁梁后端，前端按最大荷载值施力，并记录千斤顶逐级加压变化情况，测出挂篮弹性变形和非弹性变形参数，用作控制悬浇高程依据。

图5.2.13 试验台加压法

（2）水箱加压法。

对就位待浇混凝土的挂篮，可用水箱加压法（图5.2.14）检查挂篮的性能和状况。加压的水箱一般设于前吊点处，后吊杆穿过紧靠墩顶梁段边的底篮和纵桁梁，锚固于横桁梁上，或穿过已浇箱梁中的预留孔，锚于梁体上。在后吊杆的上端装设带压力表的千斤顶，反压挂篮上横桁梁，计算前后施加力后，分级分别进行灌水和顶压，记录全过程挂篮变化情况即可求得控制数据。

图5.2.14 水箱加压法

4. 悬臂浇筑施工程序

悬臂浇筑施工时，连续梁梁体一般要分4 大部分进行浇筑。梁段Ⅰ为墩顶梁段（0 号块），一般为5～10 m；梁段Ⅱ为0 号块两侧对称分段浇筑部分，一般为3～5 m；梁段Ⅲ为边孔在支架上浇筑部分，一般为2～3 个悬臂浇筑分段长；梁段Ⅳ为主梁在跨中合龙段，一般为1～3 m。悬臂浇筑法施工梁段示意图见图5.2.15。

图5.2.15 悬臂浇筑法施工梁段示意图

（1）一般施工程序。 一般施工程序如下：

① 墩顶0 号块在托架上立模现浇，并在施工过程中设置临时梁墩锚固。 ② 在0 号段上安装施工挂篮，向两侧依次对称地分段浇筑主梁至合龙前段。 ③ 在临时支架或梁端与边墩间的临时托架上支模浇筑梁段。

④ 合龙段在改装的简支挂篮托架上浇筑，多跨合龙段浇筑顺序按设计或施工要求进行。

（2）0 号段施工。

0 号段结构复杂，预埋件、钢筋、预应力筋孔道、锚具密集交错。由于墩顶位置受限，无法设置挂篮，故0 号段施工通常采用在托架上立模现浇，并在施工过程中设置临时梁墩固结，使0 号块能承受两侧悬臂施工时产生的不平衡力矩。施工托架可以支撑在墩身、承台或地面上，通常采用万能杆件、贝雷梁、型钢等构件拼装。在浇筑混凝土之前，应对托架进行试压，消除因其非弹性变形引起的混凝土裂缝。

0 号段施工工艺流程如图5.2.16 所示： （3）梁段Ⅱ施工。

梁段Ⅱ为对称段，采用挂篮依次对称进行施工。完成0号段施工即可进行安装挂篮（图5.2.17）和挂篮预压试验，以测定挂篮前端各部件的变形量，同时消除永久变形。施工时应对每一梁段前端，分别在灌注前后和张拉前后，按设计提供的挠度值进行测定，以控制设计预拱度，同时应进行桥梁中轴线的测定（中线偏差不得大于5 mm）。混凝土的配合比、灌注顺序及振捣方法，应严格按照施工工艺操作。梁段灌注应自悬臂端向后分层铺灌振捣。根据挂篮试验，确定挂篮前端弹性挠度与节段重量之间的关系曲线，据此在每个节段立模时，把挂篮的弹性挠度增加到立模高程中，由此可以消除弹性挠度的影响。悬臂段浇筑施工图如图5.2.18 所示，施工流程如图5.2.19。

图5.2.16 0 号块施工流程图

图5.2.17 0 号块上安装挂篮

图5.2.18 梁段Ⅱ悬臂施工

图5.2.19 悬臂浇筑法施工流程图

（4）悬臂浇筑梁段混凝土时需要注意以下几点：

① 挂篮就位后，安装并校正模板吊架，此时应对浇筑预留梁段混凝土进行抛高，以使施工完成的桥梁符合设计标高。抛高值包括施工结构挠度、因挂篮重力和临时支承释放时支架产生的压缩变形等。如一座中跨65 m 的三跨连续桥梁，桥宽17 m，单箱单室，浇筑1 号块梁段抛高10 mm，浇筑最后一块梁段时抛高60 mm。

② 模板安装应保证中心位置及标高的正确，模板与前一段混凝土面应平整密贴。如上一节段施工后出现中线或高程误差需要调整时，应在模板安装时予以调整。

③ 安装预应力预留管道时，应与前一段预留管道接头严密对准，并用胶布包贴，防止灰浆渗入管道。管道四周应布置足够定位钢筋，确保预留管道位置正确，线形平顺。

④ 浇筑混凝土，可以从前端开始，应尽量对称平衡浇筑。浇筑时应加强振捣，并注意对预应力预留管道的保护。

⑤ 为提高混凝土早期强度，以加快施工速度，在设计混凝土配合比时，一般加入早强剂。混凝土梁段浇筑一般5～7 d 一个周期。为防止混凝土出现过大的收缩、徐变。配合比应按规范要求控制水泥用量。

⑥ 梁段拆模后，应对梁端的混凝土表面进行凿毛处理，以加强接头混凝土的连接。

⑦ 箱梁梁段混凝土浇筑，一般采用一次浇筑法，在箱梁顶板中部留一窗口，混凝土由窗口注入箱内，再分布到底模上。当箱梁断面较大时，考虑梁段混凝土数量较多，每个节段可分二次浇筑，先浇筑底板倒角以上，待底板混凝土达到一定强度后，再支内模浇筑腹板上段和顶板。其接缝按施工缝要求进行处理。

⑧ 浇筑混凝土时消除挂篮变形的措施。

箱梁梁段分次浇筑混凝土时，后浇混凝土的重力易引起挂篮变形，导致先浇混凝土开裂。为避免这种情况，一般可采用如下几种措施：

• 水箱法：浇筑混凝土前先在水箱中注入相当于混凝土重量的水，在混凝土浇筑中逐渐放水，使挂篮负荷和挠度基本不变。

• 浇筑混凝土时，根据混凝土的重量变化，随时调整吊带高度。

• 将底模梁支承在千斤顶上，浇筑混凝土时，随混凝土重量的变化，随时调整底模梁下的千斤顶，抵消挠度变形。

（5）梁段Ⅲ（边跨合龙段）施工。

预应力混凝土连续梁桥的合龙分为中跨合龙和边跨合龙，边跨合龙段即梁段Ⅲ，一般宜采取就地设立支架，在支架上立模浇筑边跨梁段混凝土的方法施工。但若临近边跨桥墩较高，亦可在膺架梁的一端设立柱，将另一端挂在已成梁段上，立柱基础为钢管桩基础或混凝土基础，也可采用一端支点为打入桩，另一端支点为承台的方法施工。施工时，通常在墩身托架上进行边跨直线段施工，悬臂段与直线段用挂篮轨道调整标高，并临时锁定，而后绑扎钢筋，浇筑边跨合龙段混凝土，最后张拉力筋。

（6）梁段Ⅳ（中跨合龙段）施工。

梁段合龙段施工时通常由两个挂篮向一个挂篮过渡，所以先拆除一个挂篮，用另一个挂篮走行跨过合龙段至另一端悬臂施工梁段上，形成合龙段施工支架，也可以采用吊架形成合龙支架。

在合龙段施工过程中，由于昼夜温差，现浇混凝土的早期收缩、水化热，已完成梁段混凝土的收缩、徐变，结构体系的转换及施工荷载等因素影响，因此，需采取必要措施，以保证合龙段乃至全桥的质量。合龙段施工注意事项如下：

① 合龙段长度选择。合龙段长度在满足施工操作要求的前提下，应尽量缩短，一般采用1.5～2 m。

② 合龙温度选择。预应力混凝土连续梁桥的设计合龙温度就是指劲性骨架的焊接锁定温度，一般宜在低温合龙，遇夏季应在晚上合龙，并用草袋等覆盖，并加强接头混凝土养护，使混凝土早期结硬过程中处于升温受压状态。

③ 合龙段采用临时锁定措施（图5.2.20），一般采用劲性型钢或预制的混凝土柱安装在合龙段上下部做支撑，然后张拉部分预应力筋，待合龙段混凝土达到要求强度后，张拉其余预应力束筋，最后再拆除临时锁定装置。劲性骨架通常分为体内式劲性骨架和体外式劲性骨架。

④ 合龙段混凝土选择。混凝土中宜加入减水剂、早强剂，以便及早达到设计要求强度，及时张拉部分预应力束筋，防止合龙段混凝土出现裂缝。

⑤ 为保证合龙段施工时混凝土始终处于稳定状态，在浇筑之前各悬臂端应附加与混凝土重量相等的配重（或称压重）。加配重要依桥轴线对称加载，按浇筑重量分级卸载，避免对悬臂段梁体产生扭转和冲击。配重材料可根据工程实际选择，水箱、混凝土块、砂袋等均可。

中跨合龙和边跨合龙的重要区别在于中跨合龙时需要用千斤顶对两悬臂端进行一定量的顶开，边跨合龙时无须顶开。

图5.2.20 合龙锁定

（7）连续梁施工的体系转换。

预应力混凝土连续梁桥利用悬臂浇筑法施工时需进行体系转换，即：在悬臂浇筑施工时，墩梁采取临时固结，结构为T 形刚构；合龙时撤销梁墩临时固结，结构呈悬臂梁受力状态，结构合龙后形成连续梁体系。墩梁临时锚固的拆除应均衡对称进行，确保约束逐渐均匀释放。在拆除前应测量各梁段高程，在拆除临时固结的过程中，注意各梁段的高程变化，如有异常，应立即停止作业，查明原因，排除危险后方可继续施工。图5.2.21 为三跨连续梁合龙示意图。

图5.2.21 三跨连续梁合龙示意图

悬浇过程中各T 构的梁体处于负弯矩受力状态，随着各T 构的依次合龙，梁体也依次转化为成桥状态的正负弯矩交替分布形式，这一转化就是连续梁的体系转换。因此，连续梁悬浇施工的过程就是其应力体系转换的过程，也就是悬浇时实行支座临时固结、各T 构的合龙、固结的适时解除、预应力的分配以及分批依次张拉的过程。

在结构体系转换时，为保证施工阶段的稳定，一般边跨先合龙，释放梁墩锚固，结构由双悬状态变成单悬状态；最后跨中合龙，成连续受力状态。

合龙次序为由边孔对称向中孔依次进行，其施工工序及相应内力如图5.2.22。

图5.2.22 三跨连续梁施工程序及恒载、最终恒载内力图

四、悬臂拼装法

悬臂拼装法施工是将连续梁梁体分段预制成若干梁段，当下部结构完成后，从桥墩顶开始，利用移动式悬拼吊机逐步将预制梁段起吊就位，以环氧树脂胶作接缝材料，通过对预应力钢束施加应力，使各梁段连接成整体，并逐渐接长的一种施工方法。悬臂拼装的分段主要取决于悬拼吊机的起重能力，每个节段长度一般为2～5 m。节段过长则自重大，需要悬拼吊机的起重能力大；节段过短则拼装接缝多，工期也延长。一般在悬臂根部，因截面积较大预制长度比较短，以后逐渐增长。

1. 悬臂拼装施工主要工序 （1）梁体节段预制。 （2）块件运输。 （3）梁段起吊拼装。 （4）体系转换。 （5）合龙段施工。 2. 梁体节段预制

预制拼装施工是将梁沿纵轴向根据起吊能力分成适当长度的节段，在工厂或桥位附近的预制场进行预制，然后运到桥位处用吊机进行拼装。节段预制的质量直接关系到梁段悬拼的速度和质量，因此预制时应严格控制梁段断面及形体精度，并应充分注意场地的选择和布置、台座和模架的制作。

梁段预制的方法有长线法和短线法两类： （1）长线法。

长线法（图5.2.23）是在预制厂或施工现场，将一跨梁（或一个悬臂）按桥梁底缘曲线制成的长台座（或称预制床），在台座上安装底模进行节段密接预制的方法。长线法预制需要较大的场地，台座两侧常设挡土墙。其底座的最小长度，应为桥孔跨径的一半。

图5.2.23 长线法

梁体节段的预制一般在底板上进行，模板常采用钢模，每段一块，以便于装拆使用。节段预制的质量，直接关系到梁段悬拼施工的质量和速度。为加快施工进度，保证节段之间密贴，常采用先浇筑奇数节段，在前一批梁块端面涂隔离剂（如石灰水），作为下一批浇筑梁块的端模，然后利用奇数节段混凝土的断面密合浇筑偶数节段，当节段混凝土强度达到设计强度的70%以后，可调出预制场地。

长线法施工顺序如下：

① 采用方桩、混凝土条形梁对地基进行加固处理，防止台座沉降。 ② 浇筑制梁台座。

③ 底模采用分块钢模板，以适应箱梁平曲线及预拱度变化要求。 ④ 侧模板每个台座按2 个节段配置，可在轨道小车上移动就位。 ⑤ 用已浇筑完成后的箱梁端面作为下一节段的端模，在上面涂刷隔离剂，以保证相邻块件在操作时既不黏结又接触密贴。

⑥ 将成型钢筋骨架整体吊装进预制台内；液压内模就位；端模就位。 ⑦ 混凝土浇筑，当节段混凝土强度达到设计强度的70%以后，可吊出预制场地。在相邻梁段间设水平千斤顶，均匀对称施力，使相邻梁段分离。

（2）短线法。

短线法预制梁段由可调整外部及内部模板的台车与端模架来完成。第一节段混凝土浇筑完成后，在其相对位置上安装下一段模板，并利用第一节段的端面作为第二节段的端模完成混凝土的浇筑工作。短线预制适合工厂节段预制，设备可周转使用，每条生产线平均5 d 可生产4 块，但节段的尺寸和相对位置的调整要复杂一些。短线法施工示意图如图5.2.24。

图5.2.24 短线预制施工示意图

短线法施工顺序：

① 上一节段混凝土浇筑完成后，在其相对位置上安装下一段的侧模和固定端模。

② 钢筋在装配架上绑扎成型，整体吊装入模。

③ 调整相邻节段的尺寸和相对位置，利用已浇筑完成的相邻节段的端面作为预浇筑节段的端模。

④ 液压内模就位。 ⑤ 浇筑节段混凝土。

⑥ 拆模，将作为端模的节段移入存梁区。 （3）长线法与短线法比较（表5.2.2）。

表5.2.2 长线法与短线法对比

（4）隔离剂。

块件在底座上浇筑时，块件的底模板和邻段的端面混凝土上必须涂刷一层隔离剂，以减少吊装块出坑时的黏着力。常用的隔离剂有以下几种类型：

① 薄膜类。

薄膜类隔离剂有塑料薄膜、水泥纸袋等，其优点是隔离效果较好，缺点是施工中易破损、皱折。

② 油脂类。

油脂类隔离剂有废机油等，使用最普遍，其优点是隔离效果较好、层薄，缺点是清洗困难。

③ 皂类。

皂类隔离剂如烷基苯磺酸钠，其效果好、层薄、易清洗，但成本较高。 ④ 其他。

其他隔离剂还有石灰水，或在石灰水中掺入少量牛皮胶溶液。 （5）定位器和孔道形成器。

为使预制梁块在拼装时能准确而迅速地安装就位，在预制节段的端面（箱梁的顶板、腹板）设有定位器。有的定位器不仅能起到固定位置的作用，而且能承受剪力，这种定位装置称抗剪楔（图5.2.25）或防滑楔。

块件预制时，除注意预埋定位器装置外，尚须注意按正确位置预埋孔道形成器和吊点装置（吊环或竖向预应力粗钢筋）等。

3. 块件运输

块件运输有水、陆、栈桥及缆吊等各种形式。梁体节段自预制底座上出坑后，一般先存放于存梁场，拼装时节段由存梁场移至桥位处的运输方式，一般有场内运输、装船和浮运三个阶段。

① 场内运输。

节段的出坑和运输一般由预制厂的龙门吊机担任，当预制厂距离岸边较远时，首先考虑用平车运输。运输过程中要保证梁段安放平稳，缆索固定，以确保运输安全。

② 装船。

码头的主要设施是施工栈桥和节段装船吊机，栈桥的长度应保证在最低施工水位时驳船能进港起运。栈桥的高度要考虑在最高水位时，栈桥的主梁不被水淹。栈桥起重机的起重能力和主要尺寸应与预制厂上的吊机相同。

③ 浮运。

浮运船只应该根据梁段质量和高度确定，可采用铁驳船、坚固的木趸船、水泥驳船或用浮箱装配。为了保证浮运安全，应设法降低浮运重心。节段的支垫应按底面坡度用碎石子堆成，满铺支垫或加设三角垫木，以保证节段安放平稳。节段一般较大，还需以缆索将节段系紧固定。

4. 预制拼装

预制梁段拼装可以根据桥位施工条件和现有吊装设备情况或常备定型材料等情况采用不同的方法。预制块件的拼装按起重吊装的方式不同可分为：

（1）浮吊悬拼。

浮吊见图5.2.26，其重型的起重机械装配在船舶上，全套设备在水上作业方便，起重力大，辅助设备少，相应的施工速度较快，但台班费用较高。一个对称干接悬拼的工作面，一天可完成2～4 段的吊拼。

图5.2.26 浮吊

（2）悬臂吊机悬拼。

悬臂吊机外形似挂篮（图5.2.27、图5.2.28 和图5.2.29），由承重梁、横梁、锚固装置、起吊装置、行走系统和张拉平台等几个部分组成，和用挂篮悬臂浇筑施工一样，在墩顶开始吊装第一（或第一、二）段时，可以使用一根承重梁对称同时吊装，在允许布置两台移动式吊车后，开始对称吊装。移动式吊车的起重能力目前国内约为1 000 kN。节段的运输可从桥下或水上运至桥位，由移动式吊车吊装就位。

图5.2.27 悬臂吊机

图5.2.28 悬臂吊机横断面图

图5.2.29 悬臂吊机立面图

（3）连续桁架（闸式吊机）拼装。

连续桁架悬臂拼装施工可以分为移动式和固定式。移动式连续桁架（图5.2.30）的长度大于所架设桥梁的最大跨径，桁架支承在已拼装完成的梁段和待拼装梁的墩顶上，由吊车在桁架上移运梁段进行悬臂拼装。

图5.2.30 移动式吊机（单位：mm）

固定式吊机（图5.2.31）的长度大于两倍桥梁跨径，桁梁的支点均支承在桥墩上，而不增加梁段的施工荷载，同时前方墩0 号块的施工可与悬臂拼装同时进行。

5. 纵向接缝处理

采用悬臂拼装施工的预应力混凝土连续梁，除了采用预应力钢束（筋）将块件连接起来外，还通过纵向接缝使构件连成整体，通常有以下三种方式：干接缝、湿接缝和胶接缝。往往一孔桥跨拼装的不同施工阶段和不同部位，可以采用不同的接缝形式。

图5.2.31 固定式吊机

（1）干接缝。

干接缝即在相邻块件接头处不作其他处理，只由预应力钢筋连接成整体。在干接头悬臂拼装法施工中，为了增强梁段之间的抗剪力，通常在箱梁顶板上和腹

板上设置定位企口（图5.2.32），在底板设置定位角钢。干接缝因其接缝间无任何填充料，实际工程中很少使用，主要原因是接缝不密封会导致钢筋锈蚀。

图5.2.32 梁端企口

（2）湿接缝。

湿接缝（图5.2.33）是在相邻块件之间现浇接头混凝土，接头混凝土一般采用早强水泥，集料尺寸的选择应能保证振捣密实。湿接缝的现浇混凝土需要养生使工期延长，因此少用，一般用于调整拼装误差。

通常1 号块件及合龙段用湿接缝相连，墩柱两侧的1 号块件是悬臂拼装的基准块件，悬拼施工时防止上翘、下挠的关键在于1 号块件的准确定位，因此，必须采用各种定位方法确保1 号块件的定位精度。湿接缝一般宽0.1～0.2 m，拼装时块件可由吊机悬吊支承，或在下面设临时托架支承，当拼装梁段的位置调整准确后，用高铝快凝水泥砂浆（或小石子混凝土）填实（3 d 混凝土强度可达到30 MPa）。在其他节段拼装过程中，如因拼装误差过大，难以用其他办法补救时，也可以用增设一道湿接缝来调整。

（3）胶接缝。

胶接缝（图5.2.34）用环氧树脂胶黏剂连接，胶黏剂由环氧树脂、间苯二胺、邻苯二甲酸、二丁脂和水泥拌和而成，其配方应根据施工环境、温度、固化时间和强度要求选定。胶黏剂的抗压强度在24 h 内可达60 MPa 以上，抗拉强度可

达16 MPa 以上，抗剪强度高于混凝土的强度。接缝施工时要求胶黏剂在36 h 以内达到梁体混凝土设计强度，固化时间不少于10 h。

图5.2.33 湿接缝

图5.2.34 胶接缝

梁段拼装时要求相邻段接缝处各方向错位不大于 2 mm，全梁纵向轴线偏移值不大于5 mm。涂胶应均匀涂满全部拼接面。胶拼后应用0.2～0.25 MPa 压力予以拼压，使胶缝不大于1 mm。因此，在拼装时必须张拉一定数量的钢丝束，使接缝胶黏剂在一定压力挤压下密实直至固化。

胶接缝不仅能使接触面密贴，还可提高结构的抗剪能力、整体刚度和不透水性，已广泛应用于悬臂拼装中。

6. 穿束及张拉 （1）穿束。

采用悬臂施工的桥梁的纵向预应力钢筋布置有两个特点： ① 较多集中于顶板部位。

② 钢束布置基本对称于桥墩，并有明槽布设和暗管布设两种。

（2）张拉。

钢丝束张拉次序的确定与箱梁横断面形式、同时工作的千斤顶数量、是否设置临时张拉系统等因素关系很大。在一般情况下，纵向预应力钢丝束的张拉次序按以下原则确定：

① 对称于箱梁中轴线，钢束两端同时成对张拉。 ② 先张拉肋束，后张拉板束。

③ 肋束的张拉次序是先张拉边肋，后张拉中肋（若横断面为三根肋，仅有两对千斤顶时）。

④ 同一肋上的钢丝束先张拉下边的，后张拉上边的。 ⑤ 顶板束的张拉次序是先张拉顶板中部的，后张拉边部的。 7. 如何解决预制拼装施工中的结构上挠

（1）1 号块定位时按计算的悬臂挠度及需设的预拱度确定正确的定位位置，并仔细准确地进行定位。

（2）其他块件胶接缝的涂层尽量减薄，并使其在临时的均匀压力下固化。 （3）拼装过程中发现实际挠度过大时，需认真分析原因，及时采取措施。可采取的措施按上翘程度不同大体上有：

① 通过多次涂胶将胶接缝做成上厚下薄的胶接层，以调整上翘度。 ② 在接缝上缘的胶层内加垫钢板，增加接缝厚度。

③ 凿打端面，将块件端面凿去一层混凝土，凿去的厚度沿截面的上、下方向按需要变化，然后涂胶拼接。

④ 增加一个湿接缝，即改胶接缝（或干接缝）为湿接缝，将块件调整到要求的位置。

8. 悬臂浇筑施工与预制拼装法比较

悬臂浇筑施工与预制拼装法比较见表5.2.3。

表5.2.3 悬臂浇筑法与悬臂拼装法对比

五、顶推法施工

顶推施工法（图5.2.35）源于钢桥拖拉架设法，是钢桥拖拉法架设原理的应用。所不同的是：滑动和施力装置不同，顶推施工法用千斤顶代替卷扬机和滑车组以改善启动时的冲动，用滑板、滑道代替滚筒以避免线接触，保证薄壁箱式结构的屈折安全。拖拉架设与顶推法的对比见表5.2.4。

预应力混凝土连续梁桥顶推法施工是沿桥纵轴方向，在桥台后设置预制场浇筑梁段，达到设计强度后，施加预应力，向前顶推，空出底座继续浇筑梁段，随后施加预应力与先一段梁联结，直至将整个桥梁梁段浇筑并顶推完毕，最后进行体系转换而形成连续梁桥。

图5.2.35 顶推法

表5.2.4 拖拉架设法与顶推法对比

1. 顶推法的施工特点 优点：

① 机具设备简便，无须大型起吊设备；模板可周转。 ② 节省施工用地，工厂化制作，能保证构件质量。 ③ 不影响通。

④ 节约劳力，施工安全。

⑤ 适应于连续梁、简支梁、拱桥（桥面纵梁）、斜拉桥（主梁）等结构。 缺点：

① 不适应多跨变高梁、曲率变化的曲线桥和竖向曲率大的桥梁。 ② 受顶推悬臂弯矩的，顶推跨径大于70～80 m 时不经济。 ③ 顶推过程中的反复应力使梁高取值大，临时束多，张拉工序烦琐。

④ 随着桥长的增大，施工进度较慢。 2. 顶推法的适用范围

桥长：单向顶推200～800 m；双向顶推2×（200～800 m）。 标准跨径：30～60 m。

桥梁线形：直线、圆曲线（曲线半径较大）。 桥梁横截面：必须为等高度桥梁。 桥台后方：有足够的空间设置预制场。 3. 顶推法施工工艺流程（图5.2.36）

图5.2.36 顶推法施工流程图

4. 顶推法施工关键技术分析 （1）纵向预应力筋配置。

由于采用本施工方法的桥梁在推进时，所有断面将会随着所在位置的不同而产生正负弯矩交替出现的情形，故其预应力筋的配置较为复杂，大致可以分为顶、底板直线预应力筋及腹板连续抛物线形预应力筋，并于全桥定位之前后两阶段分别进行施拉。

各节块在预制场预制完成后，再分别推进定位。各节块于推进期间根据所在位置的不同而承受不断变化的正负弯矩，为抵消断面产生的拉应力，故需于顶板及底板施加直线预应力钢筋，以提供节块稳定的压应力。

节段于顶、底板施拉直线预应力筋足以支撑桥体本身自重，等到全桥推进定位后，再施拉腹板上的抛物线形预应力筋，以承载将来的汽车活载。腹板上的预应力钢筋采用每穿过数个节段即锚定一次的方式。

（2）预制场的设置。

预制场地是预制梁体和顶推过渡的场地，包括主梁节段的浇筑平台和模板、钢筋和钢索的加工场地，混凝土搅拌站以及砂、石、水泥的堆放和运输路线用地。

预制场地长度应考虑梁段悬出时反压段的长度、梁段底板与腹（顶）板预制长度、导梁拼装长度和机具设备材料进入预制作业线的长度。

预制场地的宽度应考虑梁段两侧施工作业的需要。 （3）临时墩。

临时墩（图5.2.37 和图5.2.38）由于只在施工中使用，因此在符合要求的前提下，要造价低、便于拆装。钢制临时墩因为在荷载作用和温度变化下变形较大而较少采用。目前用得较多的是用滑升模板灌注的混凝土薄壁空心墩、混凝土预制板，或预制板拼砌的空心墩，或混凝土板和轻便钢架组成的框架临时墩。目前在大跨径桥梁中，最多设置两个临时墩。使用临时墩要增加桥梁的施工费用，但是可以节省上部结构材料用量，需要从桥梁分跨、通航要求、桥墩高度、水深、地质条件、造价、工期和施工难易等因素来综合考虑。

图5.2.37 临时墩

图5.2.38 临时墩类型

临时墩的设置可以减小顶推的标准跨径，从而减小梁顶推过程中交替变化的正、负弯矩，特别是在当顶推跨径超过50 m，或者顶推其他形式的桥梁，如斜拉桥、钢管系杆拱桥或连续刚构桥梁时采用。

① 临时墩的设计原则。

• 临时墩受力主要为梁体的垂直荷载和顶推水平摩阻力，并要考虑顶推的启动和停止的惯性作用，要考虑施工期间通航和洪水杂物作用对临时墩的影响。

• 临时墩要满足强度和刚度要求，要考虑临时墩的变形（受力和温度）对顶推高程误差的影响。

• 要考虑临时墩拆除、恢复航道方案，这笔费用也要列入成本。 ② 临时墩身结构形式比较（表5.2.5）。

表5.2.5 临时墩类型

（4）钢导梁。

在推进的过程中，梁的前端因呈现悬臂状态容易产生向下位移的情况（图5.2.39）。于是，为了避免过大的悬臂负弯矩，在节块最前端装置钢导梁，导梁重量轻，随着节块推进，可先伸到下一桥墩，减少节块的位移。

图5.2.39 顶推法施工出现下挠现象

① 钢导梁的技术要求。

钢导梁（图5.2.40）长度：一般为顶推跨径的0.6～0.7 倍。钢导梁长度计算原则：应使主梁最大悬臂负弯矩与使用状态（运营阶段）支点负弯矩基本接近。导梁的刚度：宜选为主梁的1/9～1/5。

图5.2.40 钢导梁布置

② 钢导梁的构造。

导梁设置在主梁的前端，为钢桁梁或钢板梁（图5.2.41），主梁前端装有预埋构件与钢导梁栓接。

图5.2.41 钢板梁

（5）滑道。

为了减少推进时的阻力，桥墩的顶面设置滑道（图5.2.42），这样只要0.05～0.08 倍的水平力就能够将笨重的箱梁（一般在1 万～2 万吨）顶推到位。

图5.2.42 滑道

滑道从下至上由滑道调平垫块、滑道板、滑板组成。利用聚四氟乙烯滑块与不锈钢面的低摩擦力，用不锈钢当支撑面的表面，然后将滑块塞入箱形梁和支撑垫之间。顶推时，聚四氟乙烯滑块在不锈钢板上滑动。滑块从前方滑出后，在滑

道后方不断喂入滑块，带动梁身前进。当所有节块都顶推到位后，由千斤顶将箱形梁顶起3～5 cm，将临时支撑拆除，垫换上永久支座。

（6）水平千斤顶施力。

按水平力的施加位置和施加方法分类，千斤顶的施顶方法可以分为单点顶推和多点顶推。① 单点顶推。

单点顶推全桥纵向只设一个或一组顶推装置。顶推装置通常集中设置在梁段预制场附近的桥台或桥墩上，而在前方各墩上设置滑移支承。

② 多点顶推。

多点顶推即在每个墩台上均设置一对小吨位的水平千斤顶，将集中顶推力分散到各墩，并在各墩上及临时墩上设置滑移支承。所有顶推千斤顶通过控制室统一控制其出力等级，同步前进。

多点顶推法由于利用了水平千斤顶，传给墩顶的反力平衡了梁体滑移时在桥墩上产生的摩阻力，从而使桥墩在顶推过程中承受着很小的水平力，因此在柔性墩上可以采用多点顶推施工。

为了满足通航要求，桥墩设计得“高”；为了满足泄洪，尽量减小桥墩对河床断面的压缩、桥墩截面尺寸设计得小，所以桥墩“瘦”。这样“高瘦”的桥墩称为柔性镦。

（7）减少顶推施工时内力的措施。 ① 主梁前端设导梁。

② 跨中设临时墩，缩小顶推跨径（至40～60 m）。 ③ 桥墩顺桥向设临时撑架，缩小顶推跨径。 ④ 主梁前端设临时塔架，以斜缆索系于梁上锚固。

⑤ 当中孔跨径较大，又无法设临时墩时，变单向顶推为双向顶推。