浅谈先简支后结构连续梁桥施工工艺

摘　要：文章简述了先简支后结构连续梁桥的结构特点及形式，并基于工程实践，分析了先简支后结构连续梁桥的施工工艺及施工要点，以供参考。

关键词：先简支后结构连续梁桥；施工
随着我国高速公路的快速发展,先简支后结构连续在刚度上获得很大的提高，并且对配筋设计与施工都极为有利。它既保持了简支梁施工简便和节省模板支架的优点，又吸取了连续结构减小活载弯矩的长处。这种结构体系可以大大节省钢筋混凝土材料，同时安装重量的减少也为施工带来方便，从而被广泛的采用。
　　一、先简支后结构连续梁桥概述
　　1.结构构造及特点
　　先简支后结构连续梁桥是指先通过简支方式进行架设，然后将各梁在墩顶处实施结构连续的桥梁。这种结构在体系转换前处于简支状态属于静定结构，体系转换后形成连续体系，结构变为超静定。先简支后结构连续梁桥结构特点包括：①结构由预制梁段与现浇梁段组成；②体系转换：结构由双排支座变为单排支座的过程。
　　(二)先简支后结构连续梁桥的成形方式
　　(1)主粱的普通钢筋在墩顶连续；
　　(2)主梁纵向预应力钢束在墩顶连续；
　　(3)墩顶两侧主梁在一定范围内布设预应力短束实现连续。
　　第1种方法虽然简单易行，但常在墩顶负弯矩区内发生横向裂缝，影响桥梁的正常使用。第2种方法的效果最好，但施工很困难，故一般不采用，第3种方法不仅施工可行，并且具有方法2的优点，同时又克服了采用普通钢筋连续的开裂问题。所以一般先简支后结构连续梁桥多采用墩顶短束与普通钢筋连续的构造处理来实现简支转连续。
　　(三)负弯矩钢束布置及受力分析
　　(1)负弯矩钢束的布置
　　先简支后结构连续梁桥配有两种预应力索：①预制梁腹板的配索，与一般简支梁形式一致，在预制梁阶段张拉预应力筋；②墩顶连续段的配索，在浇筑梁端湿接头砼后，当砼达到设计强度时再张拉预应力筋。
　　(2)负弯矩钢束受力分析
　　墩顶负弯矩钢束预应力的作用是在体系转换后使墩顶负弯矩区段产生一定的应力储备，以抵抗二期恒载和活载产生的拉应力，避免支座处顶板开裂。先简支后结构连续梁桥墩顶负弯矩钢束往往仅布置在连续结构内支点较窄的区域内，负弯矩钢束在内支点区域按二次抛物线布置，内支点区域的负弯矩钢束也使正弯矩区的预压效应加大，这对结构受力是有利的。
　　二、先简支后连续桥梁结构施工工艺
　　(一)施工工艺流程
　　先简支后结构连续桥为后张法预应力混凝土梁，场地集中预制，在桥上进行体系转换，吊装时先采用临时支座按简支安装就位后，在连续墩上预置永久支座，现浇接头混凝土、张拉克服负弯矩的预应力束，将体系转换为连续梁，最后浇筑铰接缝混凝土和桥面铺装层混凝土，完成桥梁施工。其施工工艺流程见下图。(个别工序顺序因桥可适当调整)

　　(二)施工准备
　　简支连续梁桥通过将简支梁在墩顶实施结构连续或墩梁固结而成，所以，简支梁体是基础、墩顶结构连续、墩梁固结(刚构)或桥面连续构造是关键，施工必须高度重视。强化施工设计，明确施工工序，制定精细化的施工方案，实行首件(试制)制。
　　(三)梁预制与安装
　　预制台座稳定性好，顶面光滑，易于脱模。严格按照设计图纸，制作强度、刚度、稳定性均满足精品预制梁需要的模板系统，同时，模板必须能根据预制梁顶横坡、锚固齿板等需要具有可调整功能。从控制混凝土原材料、配比、几何尺寸、一期预应力体系建立精度、养护等方面入手，采取行之有效的措施，确保预制梁预拱度符合设计要求。临时支座必须满足强度、刚度、稳定性要求。建议采用沙筒等方便拆除结构形式。注意事先设置的永久支座的安装精度和稳定性保持。
　　(四)墩顶湿接头浇筑
　　混凝土需作专门配比，保证高强度、低收缩、高韧性的设计要求。对于简支结构连续梁桥，墩顶湿接头混凝土浇筑前，T梁端面、T梁端横隔板以及端横隔板靠墩侧面以外的T梁肋侧面应按要求做凿毛，或刷净水泥浆，或刷专用粘接剂等增加新老混凝土连接性能的处理。对于简支刚构连续梁桥，墩顶湿接头混凝土浇筑前，T梁端面、T梁端横隔板、端横隔板靠墩侧面以外的T梁肋侧面以及桥墩盖梁顶面应按要求做凿毛，或刷净水泥浆，或刷专用粘接剂等增加新老混凝土连接性能的处理。墩顶湿接头浇筑应严格按设计要求执行。
　　(五)二次预应力体系建立
　　按照设计要求，严格控制预制梁中预应力管道、锚固齿板的几何精度。采用专门的塑料波纹管，确保预应力管道畅通。在二次预应力施工前，必须对预应力管道，特别是管口借助衬管等实施特别保护。二次预应力张拉时混凝土强度必须满足设计要求，张拉时间、顺序应符合设计规定。简支刚构连续梁桥墩梁固接用竖向预应力预埋在桥墩盖梁中，在墩梁固接构造混凝土浇筑前，应对竖向预应力筋作特别保护。应有专门的管道压浆配方，采用真空压浆。
　　(六)临时支座的设计与选材
　　临时支座的设计必须满足承重梁板和施工拆卸方便的要求。比较常用的方法可采用硫磺砂浆制成临时支座，在硫磺砂浆内埋入电热丝，在体系转换时采用电热法解除临时支座。也可采用钢管与硬圆木或预制钢筋混凝土圆形块制成砂箱式临时支座，在架设梁板时要通过试验来确定砂箱临时支座的沉降量，并根据梁板安装标高与对应墩台帽垫石标高的差值用箱内填砂和加高盖板的方法进行调节，以便能更好的控制准确梁板架设后的高度。
　　(七)结构体系(支座)转换
　　在满足强度、刚度、稳定性及拆除方便的要求下，对临时支座(对于单支座简支连续梁桥)要求的时间、顺序进行结构体系(支座)转换。
　　(八)新老混凝土连接面处理
　　湿接头部位新老混凝土接合最易成为结构的薄弱环节，新老混凝土强度必须达到一致连成整体，所以湿接头部位老混凝土去皮相当重要。新老混凝土连接面处理，有试验资料表明，新老混凝土连接面的抗拉强度与施工时的处理方法有关，经凿毛处理的新老混凝土面的弯曲抗拉强度(40#混凝土)为1．25MPa。所以，对现浇接头部位的梁顶面应去皮处理，对有周边接触面的(如空心板铰缝)也应在预制场内凿毛洗净，以减少高空作业并保证新老混凝土粘接质量。同时由于该部位钢筋、波纹管较密集，湿接头混凝土一般用小石子混凝土分层浇筑，层层仔细振捣。
　　梁板预制时湿接头预埋钢筋位置一定要准确，板端钢筋预留长度要一致，避免当梁板全部安装完毕后 处理接头钢筋造成的操作环境差、工人劳动强度大而无法保证接头钢筋连接质量情况出现。梁体上老混凝土的去皮凿毛工作必须提前进行，当预制的梁板刚拆模后即开始施作，除对梁板端部接头老混凝土凿毛外，还必须重视铰缝混凝土和梁上部负弯矩区梁顶凿毛。避免梁板全部安装完毕，钢筋接头接好后再做此道工序，费时、费工，残渣、杂质飞落湿接头缝隙内，用高压风或高压水枪均无法彻底清除，影响湿接头混凝土浇筑质量，给今后桥梁运营安全带来隐患。
　　三、先简支后连续桥梁施工的质量控制
　　(一)临时支座的设置的质量控制
　　(1)通过预压试验取得砂箱在受力以后的平均沉降量，并以此指导现场安装临时支座，控制T梁的安装标高与设计标高一致。(2)适当降低支座垫石标高，预留约3cm的混凝土梁靴高度。在浇注湿接头的时候，在盆式支座上垫一块钢板，一次直接浇注到钢板上，形成混凝土梁靴。
　　(二)张拉预制底座的设置要求
　　张拉预制底座应坚固、无沉陷，利于排水，防止由于排水不畅造成地基下沉。底座的反拱度值应参照设计文件所提供的反拱度值、结合实际施工和生产性试制梁的张拉情况确定。反拱度应做成抛物线。另外要保证桥梁安装精度要严格控制，误差不超过2mm。
　　(三)后连续现浇段施工质量控制
　　施工发现，对于新老混凝土的连接结合是现浇连续段混凝土存在的主要问题，为此预制梁板的端头必须严格进行凿毛处理。为了防止现浇连续段混凝土在养生硬化过程中发生收缩性裂缝影响混凝土在二次张拉过程中的承载力和桥梁的整体受力性能，现浇连续段接头混凝土添加微膨胀剂，掺加剂量一般控制在水泥用量的0．5％一1％之间。先简支后连续每联各现浇连续接头的浇筑气温应基本相同，温差控制在5℃以内，并尽量安排在一天气温最低时施工。
　　(四)主梁现浇接头与湿接缝施工的质量控制
　　接头混凝土浇筑顺序应严格按设计文件要求执行，从主梁预制到浇筑完横向湿接缝的时间不宜超过3个月。湿接缝混凝土浇筑可采用吊模施工，模板应采用钢模板，并应有足够的刚度和强度。模板安装牢固后，冲洗已经凿毛处理的混凝土表面，在浇筑次层混凝土前对施工缝应刷一层水泥净浆。混凝土浇筑和振捣与预制主梁顶板浇筑同样要求，宜采用平板振捣器与插入棒配合的方式，并保证设计厚度。湿接缝浇筑时宜在气温较低条件，并作好养护，防止裂缝。现浇接头段混凝土可采用微膨胀水泥。
　　结束语
　　因先简支后结构连续桥梁的优越性能，越来越多的高速公路桥梁设计采用了此种桥型，结构连续的施工方法也在不断地提高与完善。结构连续工程量虽小，但工序繁琐且专业性强，结构连续施工质量控制又是此种桥梁施工的重中之重，每道工序都会影响桥梁的整体质量，故必须在施工过程中认真总结经验，及时吸取教训，逐步提高和控制好结构连续施工质量。
参考文献：
[1] 范立础．桥梁工程[M]．北京：人民交通出版社，2001.
[2] 曹俊，孙晓光，朱勇.先简支后结构连续桥梁施工特点浅析.交通科技，2009(B07). 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/sklw/slgc/250725.html