先簡支后結構連續(xù)梁橋的受力分析與施工技術

1、先簡支后結構連續(xù)梁橋的受力分析與施工技術 【摘 要】隨著國家隊高速公路的投入加大，高速公路的發(fā)展取得了很大的成績。公路橋梁的構造也得到了長足的發(fā)展，同時對高速公路的行車舒適性也提出了更高的要求。高速公路橋梁逐漸由廣泛使用的簡支梁橋更多的向先簡支后結構連續(xù)的方向發(fā)展，其結構特性在有效避免了簡支梁橋與連續(xù)梁橋的缺點的同時又兼顧了二者的優(yōu)點，很快在橋梁中成為廣泛使用的結構形式。 【關鍵詞】先簡支后結構連續(xù)梁的受力特征；施工工藝過程；質量控制 引言 目前在國內高速公路橋梁中普遍使用裝配式預應力鋼筋混凝土“t”（箱）型板梁。簡支梁橋的優(yōu)點在于結構簡單，屬于靜定結構，且造價相對較低，施工簡單，工期相對較短

2、。在正常條件使用情況下，橋梁不會有剛體位移，并且梁體一端可以自由伸縮，不產生多余的內力。但缺點是由于其自身結構，抗震能力和外力抵抗能力較弱，梁體自身變形大，存在落梁的危險，尤其是在跟高墩組合使用的情況下安全儲備較低。對于大跨徑的連續(xù)梁橋而言，目前主要采用支架法、掛籃懸臂對稱澆筑法和拼裝法施工，雖然改良了梁體自身受力，克服了簡支梁橋的一些缺點，但其施工過程復雜繁瑣，費時費工，成本大，一般在遇到特殊地形和跨越長距離時使用。先簡支后結構連續(xù)梁因其受力和施工工藝相對簡單克服了以上兩者的問題而得到大范圍的實際應用。 1 先簡支后結構連續(xù)梁的受力特點分析 （1）目前國內橋梁中主要跨徑以20m、25m、30

3、m最為常見，先簡支后結構連續(xù)梁在臨時支座上處于簡支靜定結構狀態(tài)，構件所受的主要是其本身自重、前期預加力及施工荷載，形成連續(xù)結構后結構變成了超靜定結構，除了承受簡支狀態(tài)時候的力外，其自身內部的內力將引起結構內力的重新分布。參考相關的資料文獻，從理論上分析結構在恒載和溫度梯度效應下跨數對橋梁結構的影響，數據表明：三跨橋的最大正彎矩是最大的，平均正彎矩值隨跨度的增多而減小，七跨橋的最大負彎矩最大，其平均負彎矩隨跨數的增多而減小。因此在橋跨的布局上使用五跨一聯是最合理的。 （2）在結構使用過程中，混凝土自身的收縮徐變，負彎矩預應力的布置同時也影響梁體的受力變化。 1）混凝土收縮徐變在混凝土強度達到設計

4、要求后長時間存在并作用于梁體，混凝土的徐變量與使用的原材料、養(yǎng)護方法和荷載作用時間都會對其產生影響，混凝土的徐變主要對梁體的內力產生影響力，引起內力變化。研究數據表明隨著時間的增加，主梁跨中撓度最大，邊跨主梁跨中撓度大于邊梁主梁的跨中下撓度，對支點處的彎矩影響隨梁體使用時間的增加而減少。 2）墩頂負彎矩預應力對連續(xù)梁體的影響主要體現在鋼絞線束的布置長度，負彎矩區(qū)兩端的錨固距離不宜少于2米，而且預應力鋼束越長，徐變時對結構變形和內力的分布影響越大。而如果預應力鋼束的長度超過了負彎矩作用區(qū)，預應力會使負彎矩的相對值增大正彎矩和變形都相對較小。故選取長度合適的預應力束使結構的最大正負彎矩絕對值的大小

5、相差不多，這樣既有利于設計又能滿足負彎矩區(qū)受力要求。筆者所在的30m簡支連續(xù)梁采用了5跨作為一聯，墩頂處負彎矩鋼束長度采用17m的布局。 2 先簡支后結構連續(xù)梁的施工工藝和質量控制 先簡支后結構連續(xù)梁的施工順序一般分為設置臨時支座和安裝永久支座、“t”（箱）型梁板的架設、橫向連接和縱向連接縫的澆筑、墩頂現澆段接頭混凝土的澆筑、張拉墩頂處負彎矩鋼絞線束和預應力孔道壓漿、解除臨時約束完成體系轉換。 （1）臨時支座一般采用事先設計好的沙箱，安裝臨時支座和永久支座前應在放置位置進行精確的測量放樣，計算出臨時支座設置的高度，臨時支座安裝前應提前把沙箱預壓緊密，防止落梁是產生較大的沉降，安裝高差不得超過規(guī)

6、定值。 （2）“t”（箱）型梁板的架設 采用架橋機或者移動式門吊按順序逐孔架設。測量需測量其位置和標高，保證架梁位置準確無誤。 （3）橫向連接和縱向連接縫的澆筑 預制梁架設好以后，應及時進行橫向連接和縱向連接縫的鋼筋，焊接質量應按照單面焊10d或者雙面焊5d的要求焊接，然后澆筑與梁體同標號的混凝土并按標準要求進行養(yǎng)護。 （4）墩頂現澆段接頭混凝土的澆筑 首先應安裝梁底的支座上鋼板（鍍鋅），再穿負彎矩鋼絞線索，裸露部分用與梁體內相同型號的波紋管包裹嚴實，不得漏漿。焊接梁底的正彎矩鋼筋（因為支點處梁底的下方主要承受負彎矩和剪切力，接頭頂承受負彎矩的原因），鋼筋的焊接必須保證鋼筋與兩頭梁端同長，焊縫

7、飽滿，焊接長度達到標準要求，綁扎箍筋（本工地橋梁要求滿扎），放置墩頂負彎矩主受力鋼筋。最后為防止梁體熱脹冷縮產生的內力，應在一天中溫度最低溫差最小的時候澆筑與梁體同標號的混凝土并及時進行養(yǎng)護。 （5）張拉墩頂處負彎矩鋼絞線束和孔道壓漿 張拉宜采用智能張拉系統(tǒng)，在接頭混凝土養(yǎng)護達到并且強度達到設計要求的100%時方能進行張拉。張拉采用兩端同步均勻張拉，先張拉邊跨后張拉中跨的順序。過程中應實時對比鋼絞線的實際伸長量與理論伸長量是否滿足規(guī)范的要求（正負6%）。持荷時間不得少于5分鐘。張拉完成后應在24小時內對孔道注漿，注漿同樣宜采取真空負壓輔助壓漿技術進行逐孔壓注。壓注完成后保壓時間同樣不得少于規(guī)定時間。 （6）解除臨時約束完成體系轉換 在負彎矩鋼筋張拉注漿完成后且注漿強度達到要求后方能解除臨時支座。放掉沙箱內的干沙，過程必須要緩慢是梁體受力均勻完成體系轉換。體系轉換完成后應再次對梁頂進行測量檢驗是否滿足設計要求，滿足后再進行下一步橋面系的施工。 3 結束語 先簡支后結構連續(xù)梁的結構特點憑借其成熟的施工工藝，既有效的避免了橋面連續(xù)梁端處容易開裂的缺點減少了永久支座和伸縮縫裝置的使用量，降低了維護保養(yǎng)的費用，極大的提高了高速公路橋梁的行車舒適性和可靠性，同時又省去了連續(xù)梁連續(xù)梁施工的繁瑣的工藝。在橋梁中得到了廣泛的應用。隨著技術的發(fā)展和研究的深入，在現有的技術上再不斷