连续梁(讲稿)

1、连续梁（连续刚构）的结 构 特 点 和 悬 臂 施 工一、连续梁结构特点（一）、连续梁沿梁长的弯矩分布（二）、箱型截面（三）、预应力混凝土二、连续梁的悬臂施工（一）“零号段”施工（二）悬臂施工（三）关于“齿形块”（四）合龙段施工三、线形控制四、连续刚构五、影响安全质量的几个薄弱环节一、连续梁结构特点为了说明连续梁施工的有关问题，必须了解连续梁的结构特点。（一）、连续梁沿梁长的弯矩分布简支梁是大家熟悉的结构，我们把连续梁和简支梁沿梁长的弯矩分布规律作比较。简支梁的弯矩分布规律是两端铰支座处弯矩为零，在跨中或跨中附近有最大正弯矩（即下侧受拉的弯矩）。一般说来，在支座截面有最大剪力，但剪力的影响与弯

2、矩比较要小得多，可以忽略。连续梁的每一跨的跨中有最大正弯矩，除两端铰支座或自由端弯矩为零外，在支座截面有最大负弯矩（即上侧受拉的弯矩），在跨度、荷载相同的情况下比较，无论最大正弯矩还是最大负弯矩都比简支梁的最大正弯矩要小。而连续梁同一跨内，负弯矩比正弯矩要大，例如一般大二倍以上。支座处就是习惯称的“零号块”，跨中截面处一般是“合龙段”。梁的自重是限制混凝土梁跨度增加的主要因素，混凝土梁自重与活载比起来，在总荷载中自重占的分量大得多。为了使梁有足够的刚度，简支梁要增大跨度必须增加梁高，如一般梁高是跨度的十分之一到十二分之一，所以混凝土简支梁自重随跨度增大而迅速增大。因为连续梁产生的内力比简支梁小

3、，根据弯矩变化的规律，又可以布置成跨中低、支座处高的变截面，以节省材料减轻自重，再加上采用受力性能更好的箱型截面，所以连续梁可以做成比较大的跨度。简支梁是“静定结构”，内力计算简单。连续梁是“静不定结构”或者叫“超静定结构”，内力计算可以采用三弯矩方程、弯矩分配法等，多跨连续梁根据某种理论设计成电算程序，输入计算参数，很快就得到计算结果。五跨以内的等跨连续梁的制作和跨中弯矩可以查表。（二）、箱型截面箱型截面其实就是将实体的矩形截面掏空，因为被掏空部分自重很大而对抵抗弯矩的贡献不大。为了布置人行道等需要增加顶面宽度，就加两个翅膀，成为“有翼缘单箱单室”箱型截面。这种截面的优点是自重小、刚度大、抗

4、弯能力强、满足顶面宽度要求。但是在弯矩和扭矩的联合作用下，内力计算很复杂，至今还没有研究出一种精密的计算理论，而是根据已比较成熟的基本理论，在一些假定条件下，根据实验成果和实际使用情况积累的经验数据设定计算方法。这种箱型截面的内力分布特点就是在存在弯矩的同时，在截面上分布着不可忽略的“剪应力流”。所以，连续梁或连续刚构都设计为“三向预应力”。（三）、预应力混凝土钢筋混凝土结构的特点是钢筋和混凝土共同工作各负其责，就是钢筋承受拉应力，混凝土承受压应力，钢筋受拉受压具有同等的力学性能，而混凝土抗压性能好，抗拉性能很差。但是这种分工有时难以界定，例如在截面的受拉边沿，首先受最大拉应力的恰恰是混凝土，

5、于是混凝土可能发生开裂。我们就让混凝土预先受压，在它需要受拉时，先抵消掉预先受压的部分，这样实际上提高了它的受拉性能。使混凝土预先受压是通过张拉预应力钢筋、然后压浆实现的。对钢筋实施张拉，通过锚具压缩混凝土。施加预应力目的是给混凝土预加压应力，而不是提高钢筋承载性能。设计规范规定，扣除预应力损失后，在结构受拉边沿由张拉引起的预加压应力不小于在运营荷载下不加预应力时受拉边沿应力的0.7倍，即0.7c式中为预加压应力，c为运营荷载下不加预应力时受拉边沿应力。采用连续梁减小弯矩值（与简支梁比较）并做成变截面，再采用箱型截面，两项措施都有效减轻梁的自重，施加预应力提高混凝土抗拉性能，这样，连续梁就可以

6、设计成比较大的跨度，例如目前铁路简支梁的最大跨度为48m，而铁路预应力混凝土连续梁梁跨度达到120130m。二、连续梁的悬臂施工根据以上介绍，预应力混凝土结构就是在普通钢筋混凝土结构的基础上，加设预应力钢筋。施工也就是在普通钢筋混凝土结构施工的基础上，加上预应力施工工序。连续梁并不是一定要进行悬臂施工，在有条件的地方，可以进行鹰架上施工。但是要注意，鹰架上施工和悬臂施工的预应力钢筋的配置有所不同，此外，要注意鹰架对地基承载力的要求。我们着重介绍连续梁的悬臂施工。连续梁悬臂浇筑施工的流程如下图：施工准备零号段施工零号段两侧逐节段对称施工边跨非对称梁段施工边跨合龙段施工中跨合龙段施工体系转换防水层

7、、桥面系施工（一）“零号段”施工零号段受力最复杂，结构也最复杂，施工难度最大。施工前应做好充分的技术准备和技术交底。1、支架或托架连续梁零号段必须在支架上施工。如果墩不太高，地质和水文条件允许，可以从地面开始搭设支架；如没有条件，则在桥墩上部埋设“牛腿”，以牛腿为支撑设置托架。在架子上布置底模和安全设施。支架或托架受荷载后都会产生一定的变形，主要是向下的挠度。所以要先进行预压，消除其永久变形，测算其弹性变形，在确定立模高程时计入弹性变形值。2、安装支座和设置临时锚固绑扎安装零号段的钢筋之前，先按设计安装好支座，然后在该处采取结构措施，使连续梁在该支座处与桥墩临时固结，在该处形成临时的固定支座。

8、支座处的底模与永久支座顶面相隔一点距离、例如10mm左右，使在施工过程中，永久支座不受力， 必须设置临时固结的目的是抵抗施工中在两侧产生的不平衡弯矩，否则施工中的梁就成了“跷跷板”了。这种临时固结将要拆除，就是所谓“体系转换”。为了在拆除临时固结时梁体不发生突然位移，可在两侧用硫磺砂浆垫块支垫，拆除临时固结后，梁体先支在垫块上，再将预埋在垫块内的3kw电热丝用36V直流电源通电，硫磺砂浆软化，梁体落在永久支座上。临时固结可以用与桥墩和零号段都固结的钢筋混凝土或劲性钢。无论采用何种方式，都必须在施工桥墩时预埋。3、模板先安装底模和腹板外模。然后安装钢筋。（1）对模板的基本要求，即强度刚度稳定性要

9、求与普通混凝土结构的模板是一样的。（2）控制立模的中线和高程是十分重要的工作。先检查底模高程和中线，在完成钢筋、模板工程，浇筑混凝土之前要复测模板高程和中线。（3）零号块结构复杂，支座截面有端横隔板，钢筋密集。为了振捣周到，应在外模或内模的适当位置“开天窗”，或者先不立内模，浇筑完底板后，边浇筑隔板和腹板，边立内模。4、普通钢筋安装 普通钢筋安装与一般钢筋混凝土结构相同，验收标准也相同。要注意的是，当预应力钢筋位置与普通钢筋位置有冲突时，将普通钢筋拨开，为预应力钢筋让出位置。但是不准割断普通钢筋。在梁段前端腹板顶位置，对称布置不少于两个钢筋头，（焊在主筋上），作为高程测量观测点。5、预应力钢筋

10、安装（1）三向预应力概念和预应力钢筋布置纵向预应力筋：主要承受沿梁长分布的弯矩。所以支座截面上部和跨中截面下部布置最多。见图一。横向预应力筋：主要承受沿顶板宽度方向分部的弯矩。所以在板的中线处布置在下方，靠近腹板时弯起，在腹板顶上在顶板上方。见图三。竖向预应力筋：主要承受沿腹板分部的弯矩。见图三。预应力筋、普通钢筋和混凝土共同承受剪应力。预应力钢筋中，竖向预应力钢筋是高强精轧螺纹钢，横向和纵向是钢绞线。精轧螺纹钢下端安装锚垫板套上波纹管或胶管安装在钢筋骨架中，钢绞线是先安装波纹管或胶管成为孔道，然后将钢绞线束穿进孔道。波纹管有金属的和高密度聚乙烯的。胶管是在浇筑混凝土后抽拔出来，桥位制梁时较少

11、使用。零号段在支座截面设有端横隔板，再加上支座断面扩大，所以零号段的钢筋很密，如果安装好全部普通钢筋之后再安装预应力管道可能很困难。根据实际情况，可第一步先安装部分可以固定预应力管道的钢筋，第二部安装预应力管道，第三步安装其余普通钢筋。但是必须注意，第一步和第二部的安装必须牢固，不可在进行第三步时扰动已安装的普通钢筋和预应力管道。注意普通钢筋检验频次为每批60吨，而预应力钢筋的检验频次为每批30吨.在任何情况下，严禁用电焊烧割预应力筋。一般均应用砂轮机切割，在下料时如用气割，预留的富裕长度应使热影响区在设计长度之外。（2）.预应力钢筋的位置固定 预应力钢筋的位置（即孔道位置）精度要求比普通钢筋

12、高。例如纵向孔道在跨中不大于6mm，横向孔道不大于5mm，竖向精轧螺纹钢不大于h/1000。预应力钢筋位置用定位钢筋焊接在普通钢筋骨架上予以固定。在零号块的上部，钢绞线束数量较多而且弯曲的曲率大，要小心保护波纹管不可在弯曲时破裂。在最高位置留排气孔，排气孔用钢管或塑料管引到混凝土面外；如果采用真空辅助设备系统，可以不设排气孔。（3）.压浆管和出浆管安装在孔道一端设压浆管，另一端设出浆管。要特别注意压浆管和出浆管与孔道密闭连接，在各个工序可能造成的扰动下决不可松动，不能有漏浆可能。对于孔道不长的如竖向孔道，可以将相邻的两个孔道连接，成一个压浆体系。（4）.编束和穿束一个孔道的钢绞线有多根，按照设

13、计长度加预留长度（一般应比设计长度长出1m2m）截成相同长度，归成一束，将端部扎紧，人工或机械牵拉穿进孔道，也可以逐根穿。穿束可以在浇筑混凝土前穿好，也可以在浇筑混凝土之后穿。如在浇筑后穿，须用通孔器检查孔道通畅。后穿的优点是避免管道漏浆，压浆不通不好处理。无论何时穿，都需要先用高压水冲洗然后用高压风吹干净孔道。先穿的应在浇筑混凝土之前和之后拉动钢绞线，钢绞线应可以滑动。（5）保护波纹管和钢绞线 施工中不可踩踏波纹管，波纹管不得有任何破损，必须采取防止进水、进沙灰的保护措施。钢绞线不得有锈，如有锈必须仔细除锈。特别注意切割精轧螺纹钢或钢绞线必须使用砂轮机机切割，严禁使用电焊。预应力钢筋受高热将

14、改变其晶体结构，极易发生脆断。如波纹管需要接长，金属波纹管应旋进搭接不小于10cm，并且缠裹胶带密封，如使用聚乙烯波纹管，使用专用焊机焊接。6、混凝土浇筑和养护零号块钢筋密集，要求混凝土有好的流动性。粗集料最大粒径20mm即可，坍落度满足泵送要求，混凝土入模时坍落度以170-200mm为宜。浇筑顺序应为底板-腹板、隔板-顶板，分层水平浇筑。浇筑底板时，应避免从顶板上口灌入混凝土自流进底板。注意波纹管的位置，振捣棒不可碰波纹管。顶面收浆抹面，要求抹平，平整度达到防水层基层要求，不必压光。抹面后及时覆盖顶板和底板表面。在进行后续作业过程中不可中断养护，养护期不少于7天。冬施可以采用涂混凝土养护液方

15、法。混凝土强度达到2.5Mpa以上即可拆除端模、将混凝土与下一个节块的结合面凿毛，调直连接钢筋。7、预应力施工预应力施工主要有三个工序：张拉、压浆和封端。（1）.张拉1）.先张法和后张法的概念先张法是浇筑混凝土之前，先张拉预应力钢筋，锚固，浇筑混凝土，混凝土强度和弹性模量达到设计要求、龄期不小于3天后，放松端部锚固（称为“放张”），放松预应力钢筋应力的过程中，预应力钢筋弹性恢复压缩混凝土。后张法是浇筑混凝土后，混凝土强度和弹性模量达到设计要求后进行张拉，然后压浆。现场桥位制梁一般采用后张法。2）.锚具、夹具和千斤顶及油表检验、检定。锚具、夹具每批抽检10%，且不少于10套，如一批数量大于100

16、0套，则以1000套为一批。检查外观、锚固力和硬度。千斤顶和油表检定校正期为一个月，且横向张拉使用不超过500次、纵向张拉使用不超过200次即需校正一次。张拉竖向的精轧螺纹钢是一种专用千斤顶。千斤顶的吨位应是张拉力的1.2-1.5倍。连续梁是采用后张法，一般采用夹片式锚具。3）.锚具安装。采购锚具及夹片时，事先统计清楚各束钢绞线的根数，根据根数采购。锚具与混凝土面应密贴。4）、根据需要，可采用三次张拉、两次张拉或一次张拉。三次张拉分为预张、初张合终张。两次张拉分初张和终张。一次张拉是在混凝土强度和弹性模量达到设计要求后一次完成张拉。预张拉的主要作用是防止混凝土早期裂缝，初张拉后可以初步承受荷载

17、，可以拆模。但悬臂浇筑每个节段施工周期短，难以采取三次张拉。采用那种方法，首先要符合设计规定。如果设计未作规定，现浇连续梁一般采取一次张拉。一次张拉时，混凝土的强度和弹性模量应达到设计要求，一般要求为达到100%或80%以上。5）.张拉的顺序必须符合设计，应在截面上左右对称、钢绞线束的两端对称，所以应至少有四个张拉点同时工作。6）.最终张拉力应符合设计。按规定应进行摩阻损失试验，包括孔道摩阻损失、扩孔段摩阻损失和锚口摩阻损失。实际最后张拉力为设计张拉力加摩阻损失。在没有进行摩阻损失试验的情况下，可按设计张拉力的105%为控制张拉力。如设计单位给出的数据是控制应力，这时控制张拉力为F=A式中：设

18、计控制应力（pa），A：钢绞线束截面积（m2），F量纲为N。如果的单位用Mpa, A的单位用cm2，算出的数据乘以10，F的单位就是KN。7）.技术交底时，给出油压表读数与张拉力的对照表（因为油表读数与实际张拉力之间允许有3%的差异），交张拉值班技术员。加载（千斤顶给油）时，可先加到设计张拉力的10%，停1分钟，使钢绞线的各根钢绞线全部均匀拉直，测量伸长值，然后缓慢给油，直至拉到控制张拉力（控制油表读数），停2-5分钟，测量钢绞线伸长值（千斤顶活塞伸出值），然后主油缸回油，锚固并测量钢绞线回缩量，然后副油缸给油卸千斤顶。一般均应两端对称张拉；25m以上的长束必须两端对称张拉。8）.以张拉力为控

19、制，以伸长值为校核。如果伸长值不在理论值的±6%以内，分析原因。但不能自行调整控制力。如设计没有给出理论伸长值，按下式计算：L= NLEA 式中L为理论伸长值（m），N为控制张拉力（N），L为钢绞线长度（m），E为钢绞线弹性模量(pa)，A为钢绞线束横截面积（m2）。9）.张拉中，通过“听”和“看”判断是否滑丝、断丝。夹片没有卡紧，张拉中发现某根钢绞线没有随夹片同步移动，是滑丝，听见一声砰的声响，可能断丝。发生滑丝或断丝时，油表均有轻微的抖动、倒转现象。规范规定滑丝不得大于钢绞线数的5%，每根钢绞线断丝不得多于一丝。10）.值班技术员做好张拉记录。（2）.压浆压浆是实现预应力目的的重

20、要工序，不可轻视。压浆的作用主要有两点。一是使预应力钢筋与混凝土结为一体，防止预应力钢筋在空悬的状态下松弛，造成预应力损失；二是防止预应力钢筋生锈。所以规范要求在混凝土强度和弹性模量达到设计要求后尽快张拉，张拉后24小时之内压浆。正确的压浆工艺：先用压力中性洗涤液或皂液冲洗孔道，再用高压风吹干。采用真空辅助压浆工艺。真空辅助压浆工艺是采用真空吸浆与常规压浆相结合，在常规压浆设备系统的基础上增加抽真空的真空泵设备系统。将整个预应力孔道封闭，在出浆口一端用真空泵进行抽真空，孔道内产生-0.06-0.10Mpa负压，然后用压浆泵从压浆口将水泥浆压入。到出浆口流出的浆液颜色、观感与压浆口的一致，关闭出

21、浆口，保持0.50.7Mpa23分钟，即可停止。如果采用真空辅助压浆工艺，则出浆口应采用三通。纵向较长孔道压浆压力控制在1.0 Mpa，竖向孔道控制在0.30.4 Mpa，横向孔道的压浆压力在0.60.7 Mpa。机械配置：压浆泵必须选用连续式压浆泵，例如螺杆式压浆机。（如LG-P503型）。水泥浆在密封腔内被螺杆均速推进，压力平稳，输送量均匀，停止输送后可按要求保持压力。不可选用活塞式、间歇式的压浆泵，这种泵无法实现持压。真空泵可选用与压浆泵配套的，例如SZ-2型。水泥浆制备：水泥浆经试验掺加适量粉煤灰、减水剂、缓凝剂、阻锈剂、微膨胀剂。强度达到C50级，水胶比不大于0.35，流动度不大于2

22、5s，初凝时间不小于4h。在压浆过程中，要保持不停搅拌。如发现流动性不好、压浆困难，不准擅自加水，可适当添加保持水胶比不变的水泥浆。压浆时环境气温不得低于5。压浆中如发现未压满（出浆口没有出浆），应准确记录，然后采取开孔检查等措施补压。（3）.封端（封锚）压浆后将锚具清洗干净，混凝土面凿毛，吹干净，按设计要求对锚具和预应力钢筋头进行防锈处理，安装封锚钢筋网片，浇筑混凝土（实际上是用坍落度很小的干硬混凝土填压）。混凝土强度不低于梁体混凝土，水胶比不高于梁体混凝土。强度达到2.5 Mpa后将混凝土面凿毛，用聚合物界面胶水泥砂浆抹平，粘贴塑料膜覆盖养护。8、复测完成施工后的中线和高程。（二）悬臂施工

23、连续梁悬臂施工的流程如下图。悬臂施工的主要设备是“挂蓝”，挂蓝的结构形式很多，比较常用的是菱形挂蓝和三角形挂蓝。菱形挂蓝的示意图如图。悬臂施工的流程如下图。施工准备安装挂蓝测量。调整底模外模。凿毛混凝土连接面，调直连接钢筋底板、腹板钢筋及预应力管道安装内模、端模安装顶板钢筋及预应力管道安装复测，调整高程中线混凝土浇筑、养护拆端模、穿预应力钢筋预应力筋张拉落底模、前移挂蓝、管道压浆1、安装挂蓝（1）.挂蓝在结构上，各部件和结构整体在施工荷载下要满足强度、刚度和稳定性要求。在构造上，要满足挂蓝移动要求，符合混凝土结构物尺寸基础上，在两侧和前沿有安全通道和布置安全设施的空间，设围栏。挂蓝在工作中以后

24、锚平衡。前移走行和在浇筑混凝土等工况下的抗倾覆安全系数不小于2。后锚是借前一节段腹板埋入混凝土的精轧螺纹钢扣紧在挂蓝下弦杆上，后锚根数应使后锚力绕已筑混凝土前沿的弯矩不小于挂蓝在施工荷载下绕已筑混凝土前沿的弯矩的2倍。即：RL12PL2 式中R为后锚合力（N），L1为后锚群中心至已筑混凝土前沿距离(M)，P为施工荷载(N)，L2为施工荷载合力作用线至已筑混凝土前沿距离(M)。（2）.安装好后，进行预压，消除永久变形，评估在施工荷载下的刚度。（3）.测量，校正底模中线和高程。2、模板 挂蓝悬臂施工时，挂蓝上的模板逐个节块重复使用，而连续梁是变截面，所以底板高程是可以调节的。因为模板反复使用，要求

25、模板刚度刚度大一些，腹板外模一般用桁架支撑，内模加内撑，使用的钢板宜厚一些。从1号段起，钢筋比零号段简单，梁高也逐渐变小，不需要在模板上开天窗了。需要注意：端模上，连接钢筋和预应力管道处有很多开孔，一是开孔位置要符合设计，尤其是预应力孔道的开孔位置各节块有变化；二是拆端模时可能比较困难。所以端模比较易损坏，应检查、更换。每节块施工完毕，挂蓝前移后，要及时清理、矫正模板，保持模板光洁，形状完好。3、底板和腹板钢筋及预应力管道安装、合内模、顶板钢筋及预应力管道安装、穿钢绞线等与零号块要求相同。4、复测安装完钢筋，浇筑混凝土之前，必须进行中线和高程复测。如果说零号段因为悬出长度不大，可能产生的挠度很

26、小，那么，在悬臂施工过程中，随着悬出长度越大，产生的挠度越大，此外施工中，每一节段必须设置一定的预拱度：立模高程=设计高程+预拱度=设计高程+支架弹性挠度+浇筑混凝土后在自重下的挠度+张拉后混凝土结构的挠度。如果前一节段在张拉后测得的中线和高程与控制值有偏差，要及时在下一个或下几个节块中调整过来，不可积累偏差。偏差不大时，一个节块就完成调整，如偏差大，要有计划地分几个节块调整。越是临近合龙段，越要严格控制悬臂端高程，切不可出现在合拢时两悬臂端形成台阶。 5、浇筑混凝土、拆端模、张拉、压浆等工序如前述。要特别强调的是（1）每节段浇筑混凝土之前，必须由技术负责人确认后锚。悬臂浇筑施工中最大的事故是

27、掉挂蓝，后锚马虎、锚定数量不足，螺帽松动等是掉挂蓝的直接原因之一。（2）两侧必须对称浇筑。6、挂蓝走行。松开腹板内外模，完成张拉后，用倒链落底模，用倒链牵引挂蓝前移。在挂蓝前移的过程中，挂蓝后方用倒链挂住上横梁，防止挂蓝倾覆，前方牵引倒链和后方倒链同步工作。挂蓝移动到位，立即加后锚。移动中和工作中，挂蓝的抗倾覆安全系数不得小于2。移动挂蓝中，后拉倒链力量不足是造成挂蓝倾覆的另一原因。7、在移动挂蓝等工序的同时，进行压浆。挂蓝移动到位，即开始下一个节块的施工。（三）、关于“齿形块”齿形块的作用；齿形块钢筋布置特点；浇筑混凝土注意事项。（四）、合龙段施工1、合龙段施工流程如下图：施工准备两悬臂端凿

28、毛，调直连接钢筋，连接预应力钢绞线束，设置工作平台两悬臂端施加预顶临时锁定合拢口模板、普通钢筋、预应力钢筋及其管道安装、两悬臂端预压混凝土浇筑、逐步拆除预压，养护拆模预应力张拉、压浆解除临时锁定。解除支座临时固结，实现体系转换2、悬臂端凿毛和调直连接钢筋是每个节块施工前必须做的。需要特别加以说明的是纵向预应力钢绞线束的连接。钢绞线束使用连接器连接。每束被连接的根数也须先统计好，按照连接根数采购连接器。连接器的检验与锚具、夹具相同。 可以利用一侧的挂蓝前移形成工作平台（另一侧的挂蓝暂时不拆除，以兹平衡），但需要对此挂蓝进行局部改造。也可拆除挂蓝，另搭设工作平台。 3、在底板、腹板、顶板的对称位置使用千斤顶对两悬臂端预顶，以定开1-2mm为宜。如果合拢时气温很低，也可以不预顶。4、在预顶情况下，锁定两悬臂端。在两悬臂端施工时，在靠近端部位置对称预埋四块钢板，钢板必须可靠地锚固在悬臂端的混凝土中。用劲性钢（例如40以上的工字钢），两端焊牢在钢板上。然后拆除千斤顶。5、在两悬臂端用砂袋或水箱预压，预压力与合龙段混凝土重量的1/2相当。 6、安装钢筋、预应力钢筋和模板与其它阶段相同。7、浇筑混凝土和养护。（1）.在一天气温最低时浇筑混凝土。 （2）.混凝土等级提高一级，例如从C50提高到C5