1、魚泉河大橋先簡支后連續橋梁的設計與連續段施工工藝黃 剛（中國水利水電第七工程局六分局水界路項目部） 摘要：結合魚泉河大橋先簡支后連續的施工實例,介紹先簡支后連續梁的設計及連續段施工工藝。關鍵詞:先簡支后連續梁；設計與施工工藝1 工程概況 渝湘高速公路水界段A1合同段由水電七局承建，A1路線全長4.7km，合同總價6398萬元,合同工期24個月。其中K3+300魚泉河大橋，是目前由水電七局承建的所有橋梁中最長的高速公路梁橋，全長339。974m ,寬26m，90正交.橋跨左右幅錯跨設置,左幅長339.974m，右幅長315。039m，為鋼筋預應力T梁橋.為避免多跨簡支梁橋橋面連續在其接縫處易于破
2、損引起橋面跳車的弊端,設計對魚泉河大橋作了結構體系轉換，即“先簡支后連續”，即在多跨橋墩處相鄰孔梁板端用預埋鋼筋、現澆接頭的辦法,將簡支梁受力狀態改為連續梁受力，為克服墩頂梁板結構產生的負彎矩,設計在負彎矩增設二次張拉鋼絞線預應力束。其連續端結構見圖1。結構形式:其中第一、第三聯為先簡支后連續結構，其中第二聯為先簡支后連續剛構（左半橋上部構造采用330+530+330m共三聯,右半橋上部構造采用430+330+330m共三聯）；橋臺為U型臺，擴大基礎；雙柱式橋墩,挖孔灌注樁基礎.圖1 連續墩頂面圖2 先簡支后連續結構優越性及特點（1）簡支梁橋屬于單孔靜定結構，它構造簡單，施工方便，其結構尺寸易
3、于設計成系列化和標準化，有利于在預制場地上組織大規模預制生產,并用龍門吊、架橋機等現代化的起重設備進行安裝。采用裝配式的施工方法可以大量節約模板支架木材，降低勞動強度，縮短工期，顯著加快建橋速度.然而簡支梁橋也存在很大缺點：從運營條件來說,簡支梁橋在梁銜接處的撓曲線會發生不利于行車的折點，一般簡支梁在梁銜接處設置成伸縮縫或橋面連續，伸縮縫造價較高，易受破壞，又無法避免行車的不舒適性；橋面連續也容易出現破壞(已建工程中簡支梁上橋面連續出現破壞的屢見不鮮）,另外簡支梁跨中彎矩較大，致使梁的截面尺寸和自重顯著增加，需要耗用材料多，這些都是簡支梁橋的顯著缺點。（2）連續梁橋同簡支梁橋相比較而言,其特點
4、差別很大：結構較復雜，當跨徑較大時,長而重的構件不利于預制安裝施工,而往往要在工費昂貴的支架上現澆，需要的工期長。但是連續梁橋無斷點，行車舒適，且由于支點負彎矩的存在，使跨中正彎矩值明顯減少，從而減少材料用量及結構自重,這些特點是簡支梁橋所無法比擬的。(3)先簡支后連續梁橋剛好發揮了上述兩種梁橋的優點，克服它們的缺點.其施工特點是先按簡支梁規模化施工,后用濕接縫把相臨跨的梁塊連接成連續梁，從而得到連續梁優越的使用效果。魚泉河大橋正是采取先簡支后連續這種結構形式。3 結構設計特點和意圖(1)結構由預制梁段與現澆梁段組成。(2）由雙排支座變為單排支座的過程即為體系轉變過程。(3）在恒載與活載作用下
5、（體系轉換結束后）結構的受力特征均為連續梁之特征。（4）在預制T梁頂、底板預埋了一排粗鋼筋，伸出錨端，施工中縱向兩梁的鋼筋連接在一起，主要作抗剪力用。(5）在梁板頂板中設置抗負彎矩預應力筋,錨頭設在梁板頂面，在T梁預制中為保證預應力束兩端上覆厚度，防止預應力徑向分力上影響，已設置比梁板高出5.9cm的齒塊板即錨塊.縱向兩梁的預應力筋穿過現澆段，連成一個整體.(6）現澆段砼采用C50高標號微膨脹砼,微膨脹采用UEA膨脹劑. 根據不同體系，濕接縫即為縱向連接兩跨簡支梁，橫向連接同跨梁板的現澆砼段,在30m梁的設計中，其縱向為縫寬70cm，橫向為橋寬。下面對先簡支后連續梁進行簡化受力分析。簡支、連續
6、梁剪力及彎矩示意假設只受均布荷載集度為q的作用，其受力分別如下圖2所示:圖2 簡支、連續梁剪力及彎矩示意圖比較兩圖可知：梁的最大彎矩轉移到兩梁連接的現澆段即墩頂連續段濕接縫處，且變為負彎矩，同時現澆段的剪力比原設計簡支梁梁端所受剪力還大.因此現澆段承受著最大彎矩及最大剪力，為連續梁的最不利截面。4先簡支后連續施工工藝流程先簡支后連續橋的梁板為后張法預應力梁，場地集中預制,在橋上進行體系轉換，吊裝時先采用臨時支座按簡支梁安裝就位后，在連續墩上預置永久橡膠支座，現澆接頭、張拉克服負彎矩的預應力束，將體系轉換為連續梁,最后鉸縫和橋面鋪裝層，完成橋梁施工。其施工工藝流程見圖3。連接鋼筋連接T梁吊裝T梁
7、預制施工準備連接預埋筋及預留孔道埋設安裝臨時支座預置永久支座濕接縫連續段預應力二次張拉拉臨時支座拆除橋面鋪裝、防撞護墻等二期恒載附屬工程 圖3 先簡支后連續橋施工工藝流程圖5 連續段濕接縫施工技術要求和施工工藝分析 預制梁板安裝在臨時支座上,并調整好軸線與標高后即可進行濕接縫的施工。 根據先簡支后連續梁的工作原理和施工工藝流程可知：新老砼連接面處理;臨時支座、永久支座正確安裝；連接鋼筋、預應力束施工質量是從簡支變為連續施工質量的關鍵。（1）新老砼連接面處理。有試驗資料表明，新老砼連接面的抗拉強度與施工縫處理方法有關，表1為施工縫處理方法與抗拉強度的關系參考表.將梁頂板要澆筑砼的范圍內的梁板表層
8、砼去皮1mm2mm，在澆筑砼時濕潤表面并座漿，以保證新老砼的良好結合.因此對舊砼去皮,對新老砼連接是很重要的。所以，對現澆接頭部位的T梁端頭及T梁翼緣板都應去皮，對周邊接觸面和T梁全長內橫向鉸縫務必在預制場內鑿毛洗凈，以減少高空作業并保證新老粘接質量。表1接縫處理方法抗拉強度折減率水平縫不鑿出老混凝土上的水泥薄膜、浮漿、乳皮045僅鑿出約1mm浮漿077鑿出約1mm浮漿,施工縫上鋪水泥漿093鑿出約1mm浮漿，施工縫上鋪水泥漿，約3h后再振搗100豎直縫用高壓水沖洗接縫06接觸面澆筑水泥砂漿或素水泥漿08鑿出約1mm浮漿，澆筑水泥砂漿或素水泥漿085接觸面澆筑水泥砂漿,在塑性狀態晚期,約3h-
9、6h后再振搗100（2)擱置梁的臨時支座可用將鋼管截成筒狀側邊鉆孔臨時閥門封閉灌裝砂層（砂應該在使用前烘干）的辦法,高度可比永久支座略高35mm，以便體系轉換時最后拆除；在濕接頭前,應對永久性橡膠支座表面進行保護(塑料膜或薄鋼板履蓋）其接縫處殘渣、雜質可用高壓風清除干凈，并仔細檢查各支座放置的平整度.（3）安裝底模及永久性支座 將支座置于墩頂支座墊石上，放好后在永久性支座外周圍安裝底模,為嚴防漏漿，永久性支座與底模間的縫隙應采取有效措施密封。根據實際情況及經濟性,底模大多采用泡沫板，考慮到泡沫板在現澆砼作用下會有所壓縮，選擇泡沫板厚度要比支座厚度大2mm，并與支座間的縫隙用膠布或砂漿封住，防止
10、漏漿。如果安裝好泡沫板底模后,仍有些后工序須進行電焊，為防止焊渣掉落至底模燒壞泡沫板，可在泡沫板上噴灑一層水泥漿。 （4）鋼筋安裝 按濕接縫鋼筋構造圖綁扎鋼筋，設計圖上對縱向連接鋼筋要求采用雙面焊接來實現。其實縱向鋼筋連接可采用搭接焊、幫條焊或套筒壓接接頭。（5)安裝預應力束道 為防止預應力筋與管道之間摩擦引起的應力損失增加及改變預應力筋的受力，應嚴格控制預應力束道的位置.束道在兩預制梁端與現澆段相接處的位置偏差應控制在2mm以內。在現澆段中預埋與預制梁中同種材料的預應力束道（本次施工采用鍍鋅扁波紋管），須與預制梁段對應束道順接，確保連接可靠,不漏漿。（6)現澆 在模板安裝完畢以后,即可澆筑。
11、根據連續段的受力情況，為防止砼收縮引起現澆段與預制梁的開裂及預應力損失,砼中摻加UEA膨脹劑。設計上采用C50微膨脹砼,因鋼筋密集,規定砼石子的粒徑不大于2cm.根據配合比，嚴格控制各材料用量，澆筑砼時采用小直徑振搗棒的振搗器配合大直徑振搗棒的振搗器，最后用平板式振搗器，確保現澆段砼密實。（7）養生 施工完畢，為防止早期收縮出現裂縫,最好在搗實抹平后即用塑料薄膜覆蓋，在砼初凝前，掀開塑料薄膜，砼會泛水至表面，這時進行二次收漿，以控制平整度及防止出現裂縫。收漿完再用塑料薄膜覆蓋待下次灑水養生時，換砂或草袋灑水代替塑料薄膜繼續養生。 （8）墩頂負彎矩區橋面板澆筑（9)張拉預應力束及壓漿 待現澆砼強
12、度達到設計強度的85后，張拉橋面負彎矩鋼束.預應力束采用鍍鋅扁錨錨固，用YDC24Q型千斤頂對預應力束中的每根預應力筋逐根張拉。張拉完畢后封錨并及時壓漿。然后逐孔張拉剩余部分的，形成連續剛構體系。 至此，拆除臨時支座(應該注意拆除順序和對稱)，完成整個轉換過程。6 施工中應注意的問題及幾條措施（1）做好技術交底工作，全面領會設計意圖，特別是對現場施工操作人員和現場技術人員務必按上述施工工藝要求及施工規范進行施工.（2)梁板預制時濕接頭預埋鋼筋位置一定要準確，板端鋼筋預留長度要一致，可比設計長度略短0。5cm，這樣為梁板就位、鋼筋焊接創造有利條件,避免當梁板全部安裝完畢后處理接頭鋼筋造成的操作環
13、境差、工人勞動強度大而無法保證接頭鋼筋連接質量情況出現.(3)梁體上老砼的去皮工作必須提前進行，當預制的梁板剛拆模后即開始施作，除對梁板端部接頭老混凝土去皮外,還必須重視鉸縫和梁上部負彎矩區梁頂鑿毛，避免梁板全部安裝完畢且鋼筋接頭連接好后再作此道工序,既費時又費工,飛落在濕接頭縫隙內的殘渣等雜質，用高壓風或高壓水槍均無法徹底清除，影響濕接頭質量，給今后橋梁運菅安全帶來隱患.（4）端模板周轉次數多后拆裝易變形，施工時需定期進行端模板尺寸修正與校驗。(5)由于永久橡膠支座均為水平布置，而橋面均有橫坡，吊裝時每一片的四個臨時支座高度應考慮橫坡,即內側臨時支座應比外側臨時支座高H（H=支座間距橋面橫坡)。（6）濕接縫、連續段等現澆段工程量雖小,但工序繁瑣且專業性強，每道工序都會影響整座橋梁的質量，應組織專業隊伍施工，同時考慮該部分的經濟效益。7結束語渝湘高速公路水界段主線多跨橋梁全部采用先簡支后連續梁形式,與整體現澆梁相比，梁板更便于集中預制,通過在橋上完成體系轉換，較好地解決了多跨橋梁簡支梁接頭易破損所引起的橋面跳車問題。
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