先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋的受力分析與施工技術(shù)

1、先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋的受力分析與施工技術(shù) 【摘 要】隨著國家隊(duì)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(gòu)造也得到了長足的發(fā)展，同時(shí)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(jié)構(gòu)連續(xù)的方向發(fā)展，其結(jié)構(gòu)特性在有效避免了簡支梁橋與連續(xù)梁橋的缺點(diǎn)的同時(shí)又兼顧了二者的優(yōu)點(diǎn)，很快在橋梁中成為廣泛使用的結(jié)構(gòu)形式。 【關(guān)鍵詞】先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁的受力特征；施工工藝過程；質(zhì)量控制 引言 目前在國內(nèi)高速公路橋梁中普遍使用裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土“t”（箱）型板梁。簡支梁橋的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單，屬于靜定結(jié)構(gòu)，且造價(jià)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(chǎn)生多余的內(nèi)力。但缺點(diǎn)是由于其自身結(jié)構(gòu)，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(xiǎn)，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(diǎn)，但其施工過程復(fù)雜繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，成本大，一般在遇到特殊地形和跨越長距離時(shí)使用。先簡支后結(jié)構(gòu)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(shí)際應(yīng)用。 1 先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁的受力特點(diǎn)分析 （1）目前國內(nèi)橋梁中主要跨徑以20m、25m、30

3、m最為常見，先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁在臨時(shí)支座上處于簡支靜定結(jié)構(gòu)狀態(tài)，構(gòu)件所受的主要是其本身自重、前期預(yù)加力及施工荷載，形成連續(xù)結(jié)構(gòu)后結(jié)構(gòu)變成了超靜定結(jié)構(gòu)，除了承受簡支狀態(tài)時(shí)候的力外，其自身內(nèi)部的內(nèi)力將引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力的重新分布。參考相關(guān)的資料文獻(xiàn)，從理論上分析結(jié)構(gòu)在恒載和溫度梯度效應(yīng)下跨數(shù)對橋梁結(jié)構(gòu)的影響，數(shù)據(jù)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(fù)彎矩最大，其平均負(fù)彎矩隨跨數(shù)的增多而減小。因此在橋跨的布局上使用五跨一聯(lián)是最合理的。 （2）在結(jié)構(gòu)使用過程中，混凝土自身的收縮徐變，負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力的布置同時(shí)也影響梁體的受力變化。 1）混凝土收縮徐變在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)

4、要求后長時(shí)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(hù)方法和荷載作用時(shí)間都會對其產(chǎn)生影響，混凝土的徐變主要對梁體的內(nèi)力產(chǎn)生影響力，引起內(nèi)力變化。研究數(shù)據(jù)表明隨著時(shí)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?lián)隙龋瑢χc(diǎn)處的彎矩影響隨梁體使用時(shí)間的增加而減少。 2）墩頂負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力對連續(xù)梁體的影響主要體現(xiàn)在鋼絞線束的布置長度，負(fù)彎矩區(qū)兩端的錨固距離不宜少于2米，而且預(yù)應(yīng)力鋼束越長，徐變時(shí)對結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力的分布影響越大。而如果預(yù)應(yīng)力鋼束的長度超過了負(fù)彎矩作用區(qū)，預(yù)應(yīng)力會使負(fù)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(yù)應(yīng)力束使結(jié)構(gòu)的最大正負(fù)彎矩絕對值的大小

5、相差不多，這樣既有利于設(shè)計(jì)又能滿足負(fù)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(lián)，墩頂處負(fù)彎矩鋼束長度采用17m的布局。 2 先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁的施工工藝和質(zhì)量控制 先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁的施工順序一般分為設(shè)置臨時(shí)支座和安裝永久支座、“t”（箱）型梁板的架設(shè)、橫向連接和縱向連接縫的澆筑、墩頂現(xiàn)澆段接頭混凝土的澆筑、張拉墩頂處負(fù)彎矩鋼絞線束和預(yù)應(yīng)力孔道壓漿、解除臨時(shí)約束完成體系轉(zhuǎn)換。 （1）臨時(shí)支座一般采用事先設(shè)計(jì)好的沙箱，安裝臨時(shí)支座和永久支座前應(yīng)在放置位置進(jìn)行精確的測量放樣，計(jì)算出臨時(shí)支座設(shè)置的高度，臨時(shí)支座安裝前應(yīng)提前把沙箱預(yù)壓緊密，防止落梁是產(chǎn)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(shè) 采用架橋機(jī)或者移動式門吊按順序逐孔架設(shè)。測量需測量其位置和標(biāo)高，保證架梁位置準(zhǔn)確無誤。 （3）橫向連接和縱向連接縫的澆筑 預(yù)制梁架設(shè)好以后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行橫向連接和縱向連接縫的鋼筋，焊接質(zhì)量應(yīng)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(biāo)號的混凝土并按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。 （4）墩頂現(xiàn)澆段接頭混凝土的澆筑 首先應(yīng)安裝梁底的支座上鋼板（鍍鋅），再穿負(fù)彎矩鋼絞線索，裸露部分用與梁體內(nèi)相同型號的波紋管包裹嚴(yán)實(shí)，不得漏漿。焊接梁底的正彎矩鋼筋（因?yàn)橹c(diǎn)處梁底的下方主要承受負(fù)彎矩和剪切力，接頭頂承受負(fù)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(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，綁扎箍筋（本工地橋梁要求滿扎），放置墩頂負(fù)彎矩主受力鋼筋。最后為防止梁體熱脹冷縮產(chǎn)生的內(nèi)力，應(yīng)在一天中溫度最低溫差最小的時(shí)候澆筑與梁體同標(biāo)號的混凝土并及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。 （5）張拉墩頂處負(fù)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(hù)達(dá)到并且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100%時(shí)方能進(jìn)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(yīng)實(shí)時(shí)對比鋼絞線的實(shí)際伸長量與理論伸長量是否滿足規(guī)范的要求（正負(fù)6%）。持荷時(shí)間不得少于5分鐘。張拉完成后應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)對孔道注漿，注漿同樣宜采取真空負(fù)壓輔助壓漿技術(shù)進(jìn)行逐孔壓注。壓注完成后保壓時(shí)間同樣不得少于規(guī)定時(shí)間。 （6）解除臨時(shí)約束完成體系轉(zhuǎn)換 在負(fù)彎矩鋼筋張拉注漿完成后且注漿強(qiáng)度達(dá)到要求后方能解除臨時(shí)支座。放掉沙箱內(nèi)的干沙，過程必須要緩慢是梁體受力均勻完成體系轉(zhuǎn)換。體系轉(zhuǎn)換完成后應(yīng)再次對梁頂進(jìn)行測量檢驗(yàn)是否滿足設(shè)計(jì)要求，滿足后再進(jìn)行下一步橋面系的施工。 3 結(jié)束語 先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(diǎn)減少了永久支座和伸縮縫裝置的使用量，降低了維護(hù)保養(yǎng)的費(fèi)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(shí)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(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展和研究的深入，在現(xiàn)有的技術(shù)上再不斷