浅谈先简支后连续梁的设计技术及施工要点.docx

浅谈先简支后连续梁的设计技术及施工要点 摘要：本文结合云杨公路G324跨线桥先简支后连续梁的设计实例，通过对先简支后连续梁的结构优越性、力学特性分析和施工工艺等方面的阐述，介绍了公路桥梁中先简支后连续梁的设计技术，以及施工要点。 关键词：预应力混凝土连续梁桥，简支转连续施工法，设计，施工要点 Abstract: Ithis paper takes Yang Yun overpass highway G324 simply supported continuous beam design example, through the superiority ofsimply supported continuous beam structure, mechanical properties and other aspects of analysis and exposition, introduced the technology and construction poiridge, turn simply supported continuous construction method, design, construction points 中图分类号： TU528文献标识码：A文章编号： 概述 云杨公路于K0+499.28处（与G324线相交处）设G324跨线桥上跨本线，本桥上部结构为后张法预应力混凝土小箱梁，全桥长322.0m，桥宽18.6m，桥跨布置为（620+35+420+420）m。主跨为35m预应力砼简支小箱梁，引桥为20m预应力砼先简支后连续小箱梁。 本桥采用简支转连续的施工方法。简支转连续的施工，一般先架设预制主梁，形成简支状态；进而将主梁在墩顶连成整体，最终形成连续梁体系。简支梁优点在于结构简单、利于规模化施工，缺点是整体性差、跨中弯矩大、桥面连续处容易破坏、同时造成行车的不舒适；连续梁优点在于整体性好、跨中弯矩小、刚度大、行车舒适，缺点同样显著，结构复杂、支架系统对地基承载力要求高，不利于高墩施工。先简支后连续结构解决了这一突出问题，该种结构兼顾了简支梁和连续梁的优点，克服了简支梁整体性差、行车不舒适的弱点，同时也解决了连续梁支架系统对地基承载力要求高等施工局限性。该结构利用了简支梁的规模化施工，然后通过采用连续工艺，达到了连续梁整体性好的效果。 目前，随着高等级公路的发展，为改善桥梁行车的舒适性，简支转连续梁桥在中小跨径的连续梁桥中得到了广泛的应用。 先简支后连续梁的设计技术分析 先简支后连续法把一联连续梁分成几段，每段长约一孔，各段在预制场预制后经移运吊放到墩台顶的临时支座上，浇筑钢筋混凝土连续接头，张拉负弯矩预应力，拆除临时支座，连续梁落座到永久支座上完成结构由简支到连续的体系转换。 （1）受力特点 这种结构在体系转换前属简支梁，简支梁内力在体系转换中原封不动地带入连续梁，体系转换、二期恒载及活载等内力按连续梁计算。随着跨径增大，自重内力迅速增加，简支梁内力占去了连续梁内力的大部分而显得不合理。一般认为先简支后连续法的适用跨径为50m以内。 （2） 应用情况 这种结构上下部可以同时施工、进度快。上部结构采用的基本是简支梁的施工方法，得到的却是结构更优的连续梁。这种结构在墩顶完成湿接不需临时支架、特别适用于软土、深水、高墩等。在我国公路建设中，跨径2025m的连续梁桥大量采用了这种结构。近年，这种结构在跨径大于等于50m时仍受青睐，如连接上海南汇芦潮港与洋山岛深水港的长达32.5km的东海大桥，其中179孔60m和157孔70m连续梁就采用了这种桥型。连接浙江嘉兴海盐与宁波慈溪的长达36km的杭州湾大桥，其南岸9km滩涂上183孔单跨50m的连续梁桥也选中了这种桥型。 （3）先简支后连续梁设计中应注意的问题（结合G324跨线桥设计实例说明） 桥梁联长的确定 先简支后连续梁桥一联联长确定：要根据桥梁所处地形及桥梁总长合理分联，使分联后下部结构受力均匀，结构形式统一。本桥位于R=420m和R=380.17m的C形曲线上，广州侧引桥有6孔，罗定侧有8孔。综合考虑后采用4联，跨径组合为：（620+35+420+420）m。 桥梁湿接缝宽度确定 湿接缝宽度的确定：对双排支座连续梁桥，湿接缝宽度大于湿接缝内最粗纵桥向钢筋直径40倍；对单排支座连续梁桥，湿接缝宽度大于湿接缝内最粗纵桥向钢筋直径40倍，小于梁高为宜。本桥为单排支座连续梁桥，结合桥面布置后确定湿接缝宽度为66cm.。 混凝土收缩及徐变作用对结构设计的影响 设计中应注意混凝土收缩及徐变作用对结构设计的影响。下图给出了本桥420米一联连续小箱梁成桥十年后，混凝土收缩及徐变作用引起的结构弯矩图。 结果表明：混凝土收缩对结构弯矩影响较小，而混凝土徐变对结构弯矩影响较大，尤其是桥墩处的断面，在设计中应注意这些影响，以保证结构安全可靠。 总之，先简支后连续梁桥结构刚度大，钢材和混凝土用量相对较少；由于主体结构采用预制构件，施工简便；同时大大减少了伸缩缝的数量，增强了结构的整体性和行车舒适性，并改善了外观质量。目前，先简支后连续的结构得到了广泛的应用，且取得了良好的经济效益和社会效益。 先简支后连续梁的施工要点 （1）主要施工工艺 先简支后连续预应力砼箱梁结构其整体性工艺过程为：先期预制并简支安装具有半成品意义的箱梁段，预制箱梁时完成正弯距预应力施加，在梁端预留与横梁相连接的钢筋，并在箱梁顶板内预留负弯距预应力束孔道；架设安装完成之后，后浇筑钢筋混凝土连续接头，达到强度后施加负弯矩预应力，然后解除临时支座，达到整联桥梁连续的目的。 （2）主要施工要点 预制梁场设置 完整意义的预制厂一般包括钢筋及小型钢件加工区、混凝土混合物制备区、制梁区及存梁区部分等，这里重点考虑制梁区。 结合场地地形条件，本着方便移梁、架梁施工的原则，选择预制场地。对于桥址条件较好（不跨大河沟、不跨交通路，且地势平坦）的情况，可以优先考虑顺桥向双龙门吊方案，该方案的优点是可以采用双龙门吊直接吊梁就位。 模板设计制作与安装拆卸 模板设计制作： 箱梁预制模板底模为台座顶面，外模和端模采用定型钢模，内模采用组合钢模。 外模设计是一个重要环节，以采用分块栓接模板组合为例，主模块采用大块平面钢模板，面板厚度与肋板间距采用四周约束平面板体受荷条件计算确定；肋板采用槽钢或厚钢板。外模支撑架采用槽钢焊接。外侧模支架间距宜结合上下拉杆设置，采用侧模受荷变形约束控制计算确定。 内模采用组合覆塑木质层压板或采用组合钢模板，顶板采用可自由抽拉的活动板，有利于底板混凝土浇注，它可直接支承在内支架上。可不设全封闭式内底模，但需设具有一定平面宽度的带弧形角的内底角模板，并且混凝土施工后应及时拆模。内部支架一般采用角钢制作，相互间采用栓接，以便于拆卸。 端模设计一般采用略厚的钢板，以便于拆装、固定锚垫板波纹管端部。为保证模板及预制梁质量，模板制作尽可能采取工厂化制造。 模板拆卸、安装： 除端模较小及内模拆卸受限而采用人工分块进行之外，为了缩短制梁周期，模板拆装应尽可能采用人工配合龙门吊整体进行。模板的拆卸次序一般是先拆内模，其次是端模，最后是侧外模。 钢筋制安及预应力筋管道的埋设 箱梁底板筋、腹板筋可以在台座上采用临时加固措施进行现场绑扎。同时，结合底板筋、腹板筋钢筋绑扎，应按设计坐标固定底、腹板内波纹管。 混凝土浇注 砼浇注前，注意检查原材料质量、施工人员的在岗情况、施工机械的完好性、施工工艺的可操作性等。浇注前，严格检查伸缩缝、护栏、泄水孔、支座等附属设施的预埋件是否齐全。因钢筋密集，浇注混凝土时采用小直径振捣棒的振捣器配合大直径振捣棒的振捣器，确保连续段混凝土密实。连续段为主要受力部位，严格控制混凝土的坍落度及和易性。 混凝土养护及负弯矩钢束的张拉、压浆连续段混凝土施工完毕初凝后，养护时间不少于7天，养护时必须保证混凝土表面保持湿润。混凝土同期同条件养护的试件抗压强度达到设计强度的95%以上，方可进行负弯矩钢束的张拉，待现浇混凝土强度达到要求后，张拉预应力束。预应力束采用扁锚锚固，用两台YDC24Q型穿心式千斤顶对预应力筋逐根张拉。张拉完毕后及时压浆封锚，压浆采用与箱梁相同的配合比。 移梁存放及架梁 一般当压浆浆体强度达到设计值的75%以上时，即可吊梁、移梁，可采用龙门吊进行移梁存放。架梁过程和施工工艺同普通预制梁。 体系转换 连续接头混凝土施工完成达到一定强度后，施加负弯距预应力，及时做好孔道压浆。然后，开始浇注湿接缝。在混凝土湿接缝达到强度要求，桥梁完成整联连续后，拆除临时支座，即完成了从简支到连续的体系转换。体系转换关键是拆除临时支座要平稳、缓慢、同步地进行。同一联中连续段宜从两端向中间对称进行。 结语 云杨公路G324跨线桥上部结构为后张法预应力混凝土先简支后连续小箱梁结构形式，与整体现浇梁相比，梁板更便于集中预制，通过在桥上完成体系转换，较好地解决了多跨桥梁简支梁接头易破损所引起的桥面跳车问题。先简支后连续结构以其良好的结构受力