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种起吊方案的各项应力计算结果见表3-3和表3-4。
表3-3 箱梁起吊状态计算结果汇总表 竖向变形 纵向应力 竖向应力 极值类型 (mm) (MPa) (MPa) 最大值 最小值 最大值 最小值 最大值 最小值 最大值 5.34 -6.80 5.29 -6.97 16.87 -43.27 13.07 3.63 -14.60 4.20 -14.59 8.40 -14.30 4.18 3.77 -12.17 6.11 -12.86 6.88 -23.61 3.35 主拉应力 (MPa) 5.31 -1.62 6.27 -1.10 12.02 -1.88 5.47 -2.01 6.30 -2.19 12.26 -2.68 起吊方案类型 有竖筋 正常起吊 第一无竖筋 批正常起吊 张拉 有竖筋 “三条腿”现象起吊 有竖筋 正常起吊 最小值 -7.27 -14.52 -10.62 一最大值 13.05 4.80 6.13 无竖筋 次张正常起吊 最小值 -7.26 -13.90 -11.21 拉 有竖筋 最大值 22.63 7.23 6.82 “三条腿”现最小值 -36.74 -14.27 -20.52 象起吊 注：竖向变形向上为正、向下为负；正应力以拉为正、以压为负。 表3-4 底板吊点形式垫板附近局部应力计算结果汇总表(MPa) 4块垫板尺寸(cm) 35×80×30 35×90×30 35×110×30 35×131×30 35×80×30 (有齿板侧) 局部 加厚 腹板 35×35×8 (有齿板侧) 35×35×8 (无齿板侧) 极值类型 最大值 最小值 最大值 最小值 最大值 最小值 最大值 最小值 最大值 最小值 最大值 最小值 最大值 最小值 纵向应力 -0.25 -29.83 -0.31 -28.78 -0.41 -27.27 -0.51 -26.12 -0.31 -28.88 -0.41 -27.98 -0.46 -28.99 横向应力 8.99 -9.68 7.24 -9.03 5.00 -7.97 4.28 -7.02 3.78 -5.43 4.44 -11.03 4.93 -10.61 竖向应力 3.33 -8.18 2.83 -7.86 1.83 -6.95 1.15 -5.79 3.09 -4.36 2.06 -8.26 2.00 -8.64 正常 腹板 注：正应力以拉为正、以压为负。 经分析上表数据，得出以下几点结论：
(1)对于顶板吊方案，第一批张拉和一次张拉、有竖向预应力筋时“三条腿”现象起吊状态的竖向变形接近60mm，相对较大；最大纵向应力分别为8.40MPa、7.23MPa，最大竖向应力分别为6.88MPa、6.82MPa，最大主拉应力分别为
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12.02MPa、12.26MPa，高应力范围相对较大。因此，无论是顶板吊点或底板吊点方案，若设备出现“三条腿”现象起吊状态，箱梁混凝土拉应力均较大，将导致裂缝产生，应从起吊设备上保障不出现“三条腿”现象起吊状态。
(2)对于顶板吊方案，第一批张拉和一次张拉、无竖向预应力筋时正常起吊状态的最大纵向应力分别为4.20MPa、4.80MPa，最大竖向应力分别为6.11MPa、6.13MPa，最大主拉应力分别为6.27MPa、6.30MPa，相对较高的竖向应力和主拉应力位于吊点下端腹板内侧区域，该区域容易较早开裂。
(3)对于顶板吊方案，第一批张拉和一次张拉、有竖向预应力筋时正常起吊状态的最大纵向应力分别为3.63MPa、4.18MPa，出现在吊点上端顶板上缘区域；最大竖向应力分别为3.77MPa、3.35MPa，出现在边梁边墩侧吊点下端横隔板内侧局部区域；吊点下端腹板内侧区域的竖向应力分别为2.76MPa、3.26MPa；最大主拉应力分别为5.31MPa、5.47MPa，出现在吊点上端顶板上缘区域。预应力混凝土三维仿真计算得到的局部、表面正应力以不超过裂缝宽度0.10mm对应的名义允许拉应力为宜(C50混凝土为5.00MPa，85%强度对应值为4.25 MPa)，此两种起吊方案相对可行，同时建议对吊点上端顶板上缘局部区域(如图3-8红圈所示)和边梁边墩侧吊点下端横隔板内侧局部区域(如图3-9红圈所示)增强抗裂措施(如适当增加配筋、适当增加张拉第一批纵向索之前的混凝土养护时间等)，同时施工中重点加强观测。
图3-8 吊点上端顶板上缘局部区域示意图 图3-9 边墩侧吊点下端横隔板内侧局部区域示意图
(4)对于顶板吊方案，经对临时竖向筋顶板吊点方案的分析计算可知，起吊状态的局部最大纵向拉应力为3.94MPa，出现在顶板临时竖筋波纹管附近；局部最大纵向压应力为20.06MPa，出现在底板临时竖筋波纹管附近；局部最大竖向拉应力为2.17MPa，出现在底板临时竖筋波纹管附近；局部最大竖向压应力为15.92MPa，出现在底板临时竖筋波纹管附近；经对临时竖向筋顶板吊点修改方
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案的分析计算可知，起吊状态的局部最大纵向拉应力为3.83MPa，出现在顶板临时竖筋波纹管附近；局部最大纵向压应力为20.56MPa，出现在底板临时竖筋波纹管附近；局部最大竖向拉应力为2.35MPa，出现在底板临时竖筋波纹管附近；局部最大竖向压应力为16.25MPa，出现在底板临时竖筋波纹管附近。
临时竖向筋顶板吊点方案和临时竖向筋顶板吊点修改方案均改善起吊状态的结构受力，尤其是改善原来内侧腹板的竖向拉应力，但需注意精轧螺纹钢筋重复使用的安全和可靠问题。
(5)对于底板吊方案，从方便吊点垫板设计的角度，根据计算结果可知，采用局部加厚腹板、35×35×8cm垫板方案可以满足要求，且受力比较直接、明确。经初步估算，该方案每处吊点增加混凝土约0.54m3，每片箱梁约2.2m3。此外，垫板附近受力相对复杂，需注意观察拉应力过量等问题。
经上述方案的空间局部应力分析研究表明：对于顶板吊点方案而言，采用竖向预应力钢筋在腹板进行加强和采用临时竖向预应力钢筋两种方案均可有效降低箱梁起吊工况的各向拉应力，达到防止混凝土开裂的目的；对于底板吊点方案而言，采用局部加厚腹板方案更能有效降低箱梁起吊工况的各向拉应力，达到防止混凝土开裂的目的；无论采用何种方案，对于箱梁起吊过程中均应防止出现“三条腿”现象，否则，箱梁将出现受力裂纹。
基于上述原因，对于大吨位预应力混凝土整体预制箱梁起吊方案而言，与箱梁梁上运输、架设相适应的方案有：采用竖向预应力钢筋在腹板进行加强和采用临时竖向预应力钢筋进行加强的顶板吊点方案以及采用局部加厚腹板的底板吊点方案三种方案。这些方案在以后的类似工程施工中均是适用的方案。但就本工程而言，由于液压内模已制造完成并投入使用，底板吊方案将引起内模方案调整，对于工程施工进度有一定程度的影响；采用临时竖向预应力钢筋进行加强的顶板吊点方案由于竖向预应力钢筋需进行倒用，其高应力状态的疲劳问题将造成安全隐患，同时，由于此方案研究在后，受预应力管道位置影响，其布置位置对运梁车行驶有一定程度的影响。因此，最终选择了采用竖向预应力钢筋在腹板进行加强的顶板吊点方案。
3.2.2 箱梁湿接头空间局部应力分析研究
根据箱梁架设先简支(支承在临时支座上)、后连续(支承在永久支座上)的体系转换施工顺序，重点分析湿接头混凝土段(上端600mm长)的受力情况。体系转换前和体系转换后分别建立了计算模型。计算结果表明：最大纵向应力从
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-0.82至-11.70MPa，最大竖向应力从0.98至-9.78MPa(见图3-10)，应力水平不高，局部结构相对安全。
图3-10 湿接头纵向应力(-0.82～-11.70MPa)和竖向应力(0.98～-9.78MPa)计算结果
3.3 箱梁C50海工耐久混凝土配合比试验研究
针对工程所在地区域原材料的实际情况和桥梁结构的设计要求，对原材料进行了大量的性能检验，进行了上千组配合比试验，并结合现场的临时工程进行了反复地工艺试验，取得了各项性能均满足要求的配合比成果(见表3-5)。
表3-5 箱梁C50海工耐久混凝土理论配合比(kg/m) 水胶比 0.323 水泥 218 矿粉 196 粉煤灰 56 砂 694 石子 1086 水 152 高效减水剂ADVA152 4.2 3
表3-6、表3-7是箱梁C50海工耐久混凝土各项性能指标统计分析资料，图3-11、图3-12是箱梁C50海工耐久混凝土温升变化和收缩、徐变增长曲线。
表3-6 箱梁C50海工耐久混凝土各项性能指标表 坍落度/扩展度（mm） 容 重 3(kg/m） 0min 30min 60min R3 R7 R14 R28 E3 E7 E14 E28 4W 8W 12W 抗压强度 （MPa） 弹性模量 4（×10MPa） 氯离子 扩散系数 -122（×10m/s） 195/430 190/400 180/380 2410 28.5 53.1 64.6 67.9 3.10 3.31 3.68 3.91 2.16 1.35 1.10 表3-7 箱梁C50海工耐久混凝土性能指标统计表 项 目 28d强度（MPa） 28d弹模（104MPa） 84d氯离子抗渗系数 平均值 67.9 3.85 1.217 标准差 2.29 0.048 0.032
变异系数（%） 3.38 1.25 2.26 质量水平 优良 优良 优良 39
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