先簡支后連續(xù)梁施工技術淺析

王棟輝

（中鐵六局太原鐵路建設有限公司，山西 太原 030013）

隨著世界交通建設的蓬勃發(fā)展，各種針對不同地形條件、結構受力的橋梁形式不斷涌現，先簡支后連續(xù)結構梁橋便是其中的一種。

1 先簡支后連續(xù)結構梁的概念及特點

1.1 相關概念

先簡支后連續(xù)是公路橋梁施工中一種較為常見的施工方法，顧名思義，就是先把梁按照普通的簡支梁施工，成型后再把相鄰兩片梁端的預留鋼筋焊接成整體并支模澆筑混凝土，使本來相互獨立的簡支梁連接成為一個連續(xù)的整體。概況地講，就是采用簡支梁的施工工藝，達到連續(xù)梁的使用效果。20世紀60年代，波特蘭混凝土協會率先進行了該類結構體系的研究，而國內自20世紀80年代起也陸續(xù)建造了一些先簡支后連續(xù)結構梁橋。

1.2 結構特點

先簡支后連續(xù)梁是相對于簡支梁和連續(xù)梁說的。簡支梁橋屬于靜定結構，構造簡單，施工方便，但跨中彎矩大，截面尺寸和自重相應較大，導致制梁所需材料增加，且難以克服行車的不舒適性；連續(xù)梁橋屬于超靜定結構，無斷點，行車舒適，耗用材料較少。但預制過程復雜，工期長。

先簡支后連續(xù)梁橋剛好發(fā)揮了上述兩種梁橋的優(yōu)點，克服了它們的缺點。其施工特點是先按照簡支梁的工藝施工，后用濕接縫把相鄰的跨連接成連續(xù)梁，從而得到連續(xù)梁優(yōu)越的使用效果，其發(fā)展前景非常廣闊。

圖1 彎矩示意圖

2 先簡支后連續(xù)梁橋的應用實例

2.1 工程概況

北同蒲增建四線鐵路工程在建設過程中需要跨越左砂公路（大同市左云縣—忻州市繁峙縣砂河鎮(zhèn)），設計采用公路上跨鐵路方案，改建3~25 m公路橋1座，鐵路凈空要求為8.2 m。汽車荷載等級為公路Ⅰ級。主跨采用25m跨度，全橋跨徑為3×25m，橋梁分幅設置。上部采用3孔25 m預應力混凝土簡支T梁，先簡支后連續(xù)結構，預應力張拉采用后張法施工。預制梁高為1.7 m，每幅橋采用3片中梁，2片邊梁。一跨分為左右兩幅梁。全橋共計30片梁。

2.2 采用先簡支后連續(xù)結構的必要性

本橋在設計初期，曾考慮過簡支梁、連續(xù)梁、簡支加橋面連續(xù)等橋梁形式，并從施工工期、耗用鋼筋混凝土數量、勞力需求、施工難度以及建成后可能發(fā)生的病害及相關維護工作量等方面對其進行了經濟技術綜合比較。

經過比較后發(fā)現，簡支梁和簡支加橋面連續(xù)這兩種結構形式相對簡單，施工方便，但是簡支梁需用的伸縮縫造價昂貴易破壞，而簡支加橋面連續(xù)結構在兩端病害較多，既無法避免行車時的不舒適性，又給后期維修養(yǎng)護造成過多工作量。左砂公路連接山西省北部諸多產煤縣市，重車行走頻繁，對橋梁安全穩(wěn)定的要求尤為嚴格。因此，這兩種結構形式首先被排除。

本橋為3~25 m跨徑，若采用連續(xù)梁結構，則梁長達75 m，重量接近300 t，而目前國內240 t以上的吊車都比較少見，如此長而重的構件不利于預制安裝施工。若搭建支架采用現澆施工，則工期太長，對于交通運輸繁忙、亟需早日建成通車的左砂公路橋來說，連續(xù)梁結構也是不可取的。

這樣，在排除簡支、連續(xù)、簡支加橋面連續(xù)這3種結構形式之后，最終選用了先簡支后連續(xù)結構。

3 相關施工工藝

左砂公路橋先簡支后連續(xù)結構梁的施工工序見圖2。

圖2 施工工序示意圖

在具體施工中，應注意以下幾點：

3.1 原材料選用

由于本橋施工期間氣候炎熱，為保證混凝土質量、控制裂縫、提高耐久性，施工用原材料除應符合相關技術規(guī)范要求外，還應特別注意以下幾點：

3.1.1 水泥

水泥細度和C3S含量是影響混凝土早期強度的重要因素，增加細度和C3S含量有利于加快施工進度，但同時也存在著水化熱較大導致自身收縮加大的問題。而且早期彈模大，在溫度及收縮作用下，會造成嚴重的早期開裂。需采用低細度和C3S含量的水泥。

3.1.2 粉煤灰等礦物摻和料

粉煤灰是配置耐久性混凝土的重要組成部分，適當添加礦物摻和料的混凝土通常較少開裂，混和材料和未水化的水泥顆粒對混凝土微裂縫具有自愈合的能力。因此，混凝土中應適量添加粉煤灰等礦物摻合料，用以配置耐久性混凝土。

3.2 預制預應力混凝土T梁

3.2.1 梁場設置

本橋T梁預制是在梁場內完成的，提前選定梁場位置，要求距離橋墩較近，并且有專用便道，以方便T梁的運輸。為加快預制梁進度，且考慮到全橋只有30片梁，應為每一片梁規(guī)劃專門的預制場地，進行編號并在場地附近立牌標示。場地規(guī)劃原則是根據現場鋪架順序，先架的梁距離梁場大門較近，以方便運梁。

3.2.2 主梁預制

T梁在梁場定型模板內集中預制，澆筑混凝土前應嚴格檢查伸縮縫、護欄、泄水管、支座等附屬設施的預埋件是否齊全，確定無誤后方可澆筑。澆筑時振搗應充分。梁端2 m范圍內及錨下混凝土局部應力大、鋼筋密，特別是錨下混凝土，尤其要充分振搗密實，嚴格控制其施工質量。

為了防止預制梁上拱過大，預制梁與橋面現澆層由于齡期差別而產生過大收縮差，存梁期不宜超過90天。且應根據現場施工條件設置向下的預拱度，以平衡上拱。預拱度的設置原則是使梁體在二期恒載作用前上拱度不超過20 mm，施工完成后橋梁不出現下撓，預應力管道也應隨梁體設置預拱度。

為防止同跨及相鄰跨預制梁間高差過大，同一跨橋不同位置的預制梁的存梁期應基本一致，相鄰跨預制梁的存梁時間亦應相近。

3.3 正彎矩區(qū)預應力張拉及壓漿

（1）預應力管道的位置必須嚴格按照坐標定位并用定位鋼筋固定，定位鋼筋與T梁腹板鋼筋點焊連接，嚴防錯位和管道下垂。如果管道與鋼筋發(fā)生碰撞，應保證管道位置不變而只是適當挪動鋼筋位置。澆筑前應檢查波紋管是否密封，防止?jié)仓炷習r阻塞管道。

（2）預制T梁預應力鋼束需待混凝土立方體強度達到設計等級的90%后，且混凝土齡期不小于7天，方可張拉。預制梁內正彎矩鋼束及墩頂連續(xù)段處的負彎矩鋼束均采用兩端同時張拉。

（3）施加預應力應采用張拉力與引伸量雙控。當預應力鋼束張拉達到設計張拉力時，實際引伸量值與設計值的偏差控制在6%以內。

3.4 吊裝架設

吊裝架設前應按設計要求安裝永久支座及臨時支座。臨時支座比永久支座高10 mm，每片梁設置4個臨時支座。臨時支座的選用原則是拆裝方便、能承受重壓。一般均是采用內置電阻絲的硫磺砂漿套筒，通電后電阻絲發(fā)熱融化砂漿自動降低高度，達到事先拆除的目的。事先注意采取措施將臨時支座隔離封閉，以避免砂漿融化后污染橋墩構件。

對臨時支座位置的測量放樣一定要準確，并在橋墩蓋梁頂面用墨線標示清楚，并標示出梁端線，以方便T梁架設。預制梁采用設吊孔穿束兜梁底的吊裝方法。預制梁在運輸、起吊、安裝的過程中，應注意保持梁體的橫向穩(wěn)定。架設后可以采取圓木臨時支撐，以增加梁體的穩(wěn)定性和整體性。

3.5 濕接縫施工

預制梁架設完成后，應及時進行橫向及縱向現澆接縫的施工，以確保梁體穩(wěn)定。

3.6 負彎矩區(qū)預應力張拉及壓漿

波紋管在兩預制梁端與現澆段相接處的位置偏差應控制在2 mm以內。在現澆段中預埋的管道與預制梁中的管道應采用同種材料，并與預制梁段對應和管道順接，確保連接可靠，不漏漿。

待現澆混凝土強度達到要求后，用千斤頂對預應力鋼絲束中的每根預應力筋逐根張拉、錨固，然后封錨并及時壓漿。

最后，拆除臨時支座，完成整個轉換過程。

4 注意事項

（1）現澆接縫混凝土，應采用C50高強度微膨脹混凝土并且應與橋面鋪裝混凝土同時澆注，這對防止裂紋和預應力損失是有益的。

（2）臨時支座使用前應進行預壓，以保證承載力和下沉量。永久支座安裝后應采用鋼板覆蓋，以避免后續(xù)施工中的混凝土殘渣、雜質濺落到支座上。

5 結束語

先簡支后連續(xù)梁作為橋的上部結構，其施工質量的好壞直接影響橋梁的安全穩(wěn)定及行車舒適性。現場施工應組織專業(yè)隊伍，層層把關，嚴格控制施工質量。

[1]卞龍，鄧通發(fā).先簡支后連續(xù)梁橋施工技術簡介.山西建筑2007-2.

[2]中華人民共和國行業(yè)標準.公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ041-2000.北京：人民交通出版社，2000.