摘要:孟加拉摩哈卡利立交橋由19跨預應力鋼筋混凝土箱形梁結構組成，整橋采取預制拼裝和現澆連續橋設計。橋梁施工采用了預制混凝土箱型梁偶配澆筑成型工藝技術、現澆跨橫跨雙軌鐵道線支撐架的搭設及拆除技術、預制箱型梁安裝及片梁之間環氧樹脂粘接采用臨時預壓工藝技術、以及三維空間布置鋼絞線多跨連續張拉雙向預應力工藝控制技術，確保了工程質量和施工工期要求。
　　關鍵詞：預制箱型梁連續拼裝，偶配澆筑，預應力多跨連續張拉，錨固體系，橋梁施工技術
　　
　　1工程概況及特點
　　孟加拉摩哈卡利立交橋地處孟加拉達卡市摩哈卡利區，該橋全長1.01km，由19跨預應力鋼筋混凝土箱形梁結構組成,該橋設計集多項先進技術于一身,整橋采取預制拼裝和現澆連續橋設計,與國內預制拼裝簡支橋設計有著本質的不同,其主要特點如下：
　　（1）整座橋線形變化較為復雜。從北向西，橋的水平曲線（由橋的中軸線水平投影形成）存在直線段、圓弧段、緩圓段等多種線形變化；橋的豎向曲線（由橋的中軸線的豎直投影形成）存在斜直線、拋物線、平直線等多種線形變化,其橋梁跨度種類多達7種。
　　（2）預制現澆共有，且預制混凝土箱形梁重量較大。全橋共分三段，其中兩段預制，一段現澆；現澆段共4跨(P9～P13）,其中最長跨63米,橫跨雙軌鐵道線；預制段共15跨由181片預制混凝土箱形梁組成，混凝土強度等級相當于國內的C50,每片箱形梁體積為38m3、重100噸左右、預制和運輸難度大,構件運輸安裝難度也大。
　　（3）鋼絞線布設空間位置處于三維控制狀態，布管、穿線、張拉等工作異常復雜。橋梁預應力采取后張法施工，其預應力傳力系統為19束直徑為15.7mm、應力為1860MPa的預應力鋼絞線，最長的單根鋼絞線長達80余米（穿越兩跨）。
　　（4）在橋梁上設置了較為先進的STU傳震裝置。此類橋梁設計不僅在國內罕見,在國際上也極為稀少。
　　2研究課題
　　根據摩哈卡利立交橋工程特點，展開了相關施工技術的研究和探索，有針對性地確定了下列研究課題：
　　（1)預制混凝土箱型梁偶配澆筑成型工藝技術研究；
　　（2)預制箱型梁片梁之間環氧樹脂粘接采用臨時預壓工藝技術研究；
　　（3）三維空間布置鋼絞線多跨連續張拉雙向預應力工藝控制技術(同跨采用交叉分段張拉工藝)研究。
　　3具體實施方案
　　3.1預制混凝土箱型梁偶配澆筑成型工藝技術
　　3.1.1箱形梁設計特點
　　該橋是預制拼裝連續橋,這與我國預制拼張簡支橋不同,其主要特點如下：
　　(1)水平曲線、豎曲線線形復雜有：直線、圓弧、緩圓、斜直線、拋物線，箱形梁在圓弧、緩圓處特征尺寸是有變化。特別是在緩圓處，隨著轉彎半徑逐漸變小，箱形梁隨著道路超高和加寬的設計，箱形梁的建筑尺寸在不斷的變化
　　(2)此橋梁板垂直于橋梁中軸線分塊，橋梁安裝時以一個預應力筋張拉段為施工段進行安裝。
　　(3)箱形梁鋼鉸線布置呈波形和多波形，這就決定了箱形梁斷面的定位在不斷的變化。
　　3.1.2箱梁偶配澆筑的工藝原理
　　為了提高橋梁安裝時的精度，分片預制箱梁板時，應采用偶配澆筑成型工藝技術。即運用平臥長線臺座預制的方法對每個施工段的箱梁板按安裝順序進行編號，以跳躍的方式先生產編號為奇數的箱梁板，然后以填充的方式生產編號為偶數的箱梁板。
　　3.1.3箱梁偶配澆筑的結構形式
　　在片梁兩端面設有剪力鍵和剪力鍵槽，相鄰片梁上的剪力鍵槽和剪力鍵必須一一對應，完全吻合。在預制過程中，采用硬木或硬橡膠制成“剪力鍵”貼在鋼模板上，然后用平頭螺栓與鋼模連接固定。預制偶數片梁時，分別以奇數片梁端部作為偶數片梁的端模，形成偶數片梁上相對應的剪力鍵，以此實現相鄰片梁鍵與槽之間的完全吻合。
　　3.1.4箱梁偶配澆筑的施工工藝流程
　　將臺座及底模板按線形要求鋪設固定好→將偶數底模下降100~150mm→澆筑奇數片梁→澆筑偶數片梁。
　　3.1.5箱梁偶配澆筑主要施工操作方法
　　(1)箱型梁預制:由于此橋跨度大，在同一施工段內片梁高度不同，所以采用長線臺座奇偶澆筑法。采用此法，要求臺座長度以及底模數量滿足施工段內所有片梁的預制需要。將施工段內的片梁按拼裝的順序進行1、2、3、4、5……編號，先澆筑奇數號，再澆偶數號，或反之。具體工藝步驟如下：第一步：將臺座及底模板按線形要求鋪設固定好；第二步：將偶數底模下降100-150mm；第三步：澆筑奇數片梁；第四步：再澆筑偶數片梁。
　　(2)模板施工：
　　1）模板設計，根據箱形梁的特征，模板宜采用大型鋼模板，模架系統由支撐、底模板、端模板、側模板和芯模板等組成。
　　2）模板支設，采用側模板包底模板，端模板包底模板、側模板的裝配方式。模板之間連接采用螺栓緊固，端模板上口采用專用卡具固定，在端模板外側用斜撐支撐。對于長線平臥法施工而言，底模板與鋼筋混凝土地梁連系選用可調節鋼支墩及支撐桿，要求固定牢固，并便于調節（采用螺旋式千斤頂調節）。
　　(3)波紋管的固定：
　　傳統的做法是在端模板上（一般是大型鋼模板）割孔，在標準跨內，每片箱梁的每一個斷面的波紋管的位置都不相同。這種施工方法，會導致端的損壞較大，修補的工作量大，甚至模板的套數增加。此橋施工改用長50mmФ95的（波紋管的直徑Ф100）黑鐵管，點焊在端模板上。對不同的斷面只需按波紋管的中心坐標不同將黑鐵管點焊上。這樣操作起來方便，端模板幾近沒有損傷。
　　(4)片梁的起吊：相鄰兩構件的端面上分布有比較多的剪力鍵和剪力槽，互相咬合。在起吊時，不能直接垂直起吊分離片梁，這樣既不安全，又容易將片梁拉裂，這里通常采用兩種方法：
　　1）在底模上加一層聚四氟乙烯和不銹鋼板，這兩種材料的摩擦系數為0.1～0.2，這時只用兩個較小的千斤頂，便可將偶配澆筑的片梁推開。
　　2）在門形吊上增加一臺電子測量器，先用95％的力吊起片梁，使片梁處在要脫離底模又不能脫離的臨界狀態，再用千斤頂或可調撐桿將其推開，然后吊離模板堆放。
　　3.2預制箱型梁片梁之間環氧樹脂粘接采用臨時預壓工藝技術
　　3.2.1環氧樹脂的拌制和涂刷
　　本工程預制片梁設計上采用環氧樹脂進行粘結，環氧樹脂粘結劑的力學性能應滿足抗拉強度大于等于12.5N/mm2，抗壓強度大于等于70N/mm2，粘結強度大于等于6N/mm2的要求。在使用環氧樹脂時，從涂刷到粘合在一起為止，一定要在規定的時間內完成（小于等于2小時），而且砼表面要保持干燥狀態。使用溫度為5℃-30℃。涂刷環氧樹脂時，一般使用橡膠刷，人工戴膠手套涂抹，涂料厚度在3mm以內（用量1.5Kg/m2）。
　　3.2.2臨時預應力的施工
　　制拼裝段每一垮中有8-12塊箱梁用環氧樹脂粘接通過臨時預壓應力擠壓使箱梁緊密拼裝在一起,然后張拉鋼鉸線，形成連續跨。為保證箱梁連接斷面達到無縫狀態，使后灌漿時不漏漿，在連接斷面均勻涂刷一層3mm厚的環氧樹脂擠壓拼接，在一片一片的拼接時需按28t/m2的要求施加壓力，每塊片梁安裝時用千斤頂和精軋螺紋鋼給其施加臨時應力400t，在預應力筋張拉完后，將其卸載。施加壓力的方式需施工單位自己設計。
　　3.3三維空間布置鋼絞線多跨連續張拉雙向預應力工藝控制技術
　　3.3.1箱梁預應力的特點及難點
　　(1)整座橋線形變化較為復雜直線段、圓弧段、緩圓段等多種線形變化。
　　(2)鋼絞線布設空間位置處于三維控制狀態，布管、穿線、張拉等工作異常復雜。橋梁預應力采取后張法施工，其預應力傳力系統為19束直徑為15.7mm、應力為1860MPa的預應力鋼絞線，最長的單根鋼絞線長達80余米（穿越兩跨）。
　　3.3.2箱梁預應力的工藝原理
　　多跨連續雙向預應力張拉的實質就是通過鋼絞線或高強碳素鋼絲等作為施力工具，對橋梁上部結構施加預應力，以預應力產生的彎矩抵消部分外荷載產生的內力，從而達到橋梁的使用性能并提高極限承載能力之目的。
　　多跨連續雙向預應力體系主要由鋼絞線、鋸齒塊、錨固板、錨固板墊板、波紋管、錨具等組成。采用鋼絞線為載體，預應力鋼束布置于箱梁孔內，其形狀與梁體的彎矩圖形相近，為三維空間線型。三維空間線型主要是通過預制箱形梁板沿橋跨度縱方向按3m一段分為若干單體構件，用幾十組預應力鋼絞線“穿掛”起來形成整體進行張拉成型。
　　3.3.3箱梁預應力施工工藝流程
　　預應力筋放線、下料→鋼筋骨架及井字托架制→預應力定位筋安裝→埋設波紋管→埋件及灌漿排氣管制作→預埋端頭鐵件及排氣管安裝→澆灌混凝土→預應力筋穿束→混凝土達需要設計強度時，第一張拉段第一次張拉→孔道灌漿→切割端頭及外露灌漿→混凝土封端→整理張拉記錄→鋼絞線穿索→第一張拉段第二次張拉→第二張拉段第一次張拉→孔道灌漿→（循環進行）
　　3.3.4箱梁預應力主要工序施工操作方法
　　(1)預應力鋼筋張拉前的技術準備：
　　1）為精確計算張拉力作用下預應力鋼筋的理論伸長量，應對不同批號的預應力鋼絞線、鋼筋進行彈性模量試驗。試驗結果報專業工程師認可，作為預應力鋼筋理論伸長量的計算依據。
　　2）預應力管道的摩擦力實驗的目的是用于確定孔道摩擦特性，以確定設計假定是否與實際情況相一致。
　　3）縱向預應力鋼絞線應力損失及理論伸長計算、橫向預應力鋼絞線應力損失及理論伸長計算（預應力損失包括:收縮、徐變、松馳、管道摩擦、夾片回縮以及系統中張拉順序產生彈性壓縮的影響等。設計圖中的張拉力未考慮千斤頂和錨具摩擦損失，實際的張拉力應根據實驗結果進行修正，并報專業工程師認可，計算過程省略）、鋸齒塊上的錨固板墊板加工、張拉設備的標定工作等。
　　(2)預應力鋼筋的張拉(預應力筋布置見如下圖)
　　1)預應力筋鋪設:依據設計圖紙，做好預應力鋼絞線編束，并掛好標識牌，檢查預埋波紋管位置準確度，孔道內是否有雜物，考慮預應力筋的張拉作業空間和張拉順序來固定張拉端的錨墊板。由于預應力筋跨越兩跨，最長達80余米以上，且曲率大，呈弦曲線型布置，因此，牽鋪鋼絞線時應注意慢速牽引，循序漸進。預應力鋼筋應在安裝后30天內完成張拉和灌漿作業可防止預應力鋼筋銹蝕的影響，在此期間管道內不放置防腐劑。張拉設備在使用前應進行標定并滿足精度要求,張拉前應修復混凝土所有缺陷，并使其達到足夠的強度。
　　2）預應力鋼筋張拉:當膠貼的環氧樹脂達到30MPa，現澆塊混凝土強度達到40MPa后，方可以進行預應力筋的張拉。預應力鋼筋最大張拉力為4051.28KN(19束鋼絞線),其最大張拉力應不超過指定最小極限抗拉強度的80%，鋼束不能超過規定的張拉值，以達到期望的伸長量。預應力鋼筋張拉至設計張拉值后錨固,錨固后的張拉控制應力應滿足設計要求。張拉的原則都應遵循同步，對稱張拉，還應考慮到盡量減少張拉設備的移動次數,鋼絞線束夾片錨固體系：安裝錨具時應注意工作錨環或錨板對中，夾片均勻打緊并外露一致，千斤頂上的工具錨孔與構件端部工作錨的孔位排列要一致以防鋼絞線在千斤頂穿心孔內打叉。
　　3）張拉程序：預應力鋼筋根據設計圖要求采用一端或兩端張拉的方法進行。張拉順序按設計圖要求進行。預制構件的預應力筋為一端張拉；對現澆部分，以每一跨作為一個獨立施工段，且預應力筋為兩端同時張拉，分組時以每一施工段中布置形式相同的預應力筋為一組，分三次張拉完，第一次張拉需待砼強度達C25時即可按圖紙規定的編號張拉，第二次張需待砼強度達到100%時即可張拉剩余的編號，第三次張拉待砼強度達100%時即可進行跨與跨之間的預應力鋼筋張拉。
　　4）預應力鋼筋的加載順序：0→10%控制應力σk（記錄千斤頂行程）→30%、60%、80%、100%控制應力σk（分級加載，分級記錄千斤頂行程）→103%控制應力σk→關閉油門持荷5分鐘→補足油壓至103%控制應力σk→緩慢回油錨固。
　　(3)孔道灌漿
　　1）預應力鋼筋安裝后30天內、預應力鋼材張拉后14天內應進行灌漿，以減少預應力鋼筋的銹蝕。預應力鋼筋張拉后靜置2小時，無滑絲現象即可進行壓漿。
　　2）泥漿的水灰比宜控制在0.45范圍內，3小時泌水量不大于2%，流動度為12～14秒，強度為節段混凝土強度的80%，其成分為水、波特蘭水泥和外加劑，必要時可以摻入萬分之一的水泥重量的鋁粉做膨脹劑，禁止使用氯鹽外加劑。每次壓漿作業應采用相同批號的水泥。
　　4結束語
　　經孟加拉國科學技術大學對此預應力大橋進行如下檢測：靜載錨固性能試驗、夾片位移量和鋼絞線內縮值測量、預應力梁中點反拱值及最后擾度值測量、預應力梁裂縫觀察測量，其檢測結果符合設計和AASHTO橋梁規范要求。
　　摩哈卡利立交橋工程是一項技術含量較高的橋梁建筑工程，經過項目部全體員工共同努力，，于2004年11月4號正式竣工通車，得到業主、監理的充分肯定,并取得了較好的經濟效益,擴大了一冶在孟加拉國的影響力，也為我公司在橋梁施工技術方面積累了豐富經驗。
　　
　　參考文獻
　　1、美國施工標準AASHTOBS5400.
　　2、《預應力混凝土用鋼絞線》GB5224-95.
　　3、《預應力筋用錨具、夾具和連接器》GB/J14370-93.
　　4、《預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規程》JGJ85-93.