淺析先簡支后連續梁橋的施工工藝及質量控制

吳同國

（江蘇金堰交通工程有限公司，江蘇 泰州 225500）

0 引言

隨著梁橋的發展，一種兼顧簡支梁橋和連續梁橋優點的橋型——先簡支后連續梁橋應運而生。簡支梁橋屬于單孔靜定結構，它構造簡單，施工方便，其結構尺寸易于設計成系列化和標準化，有利于在工廠內或場地上廣泛采用工業化施工，組織大規模預制生產，并用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。而連續梁橋同簡支梁橋相比較而言，其特點差別很大∶結構較復雜，且從橋梁建筑現代化的角度來衡量，鋼筋混凝土連續梁橋遜色于簡支梁橋，因為當跨徑較大時，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。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，后用濕接縫把相鄰跨的梁塊連接成連續梁，從而得到連續梁優越的使用效果。

1 先簡支后連續梁橋的施工原理及結構特點

1.1 施工原理

顧名思義，先簡支后連續施工即在簡支梁基礎上，設計部門展開后期應力連續把幾孔板梁連接成連續梁，以解決普通梁板墩頂處橋面裂縫問題。不難看出，先簡支后連續結構體系施工基本原理在于先預制好梁板以及在頂板預留后期應力筋管道和普通連接鋼筋，待梁板安裝后穿好頂板束并焊接好連接筋，直至現澆段混凝土達100%后張拉壓漿，再拆除臨時支座，最后實現梁體體系轉換。

1.2 結構特點

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（體系轉換結束后）結構的受力特征均為連續梁之特征。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混凝土段。根據施工情況及受力效果，施工時濕接縫連同其上的橋面鋪裝，范圍為梁端頭到第一塊預應力筋錨塊混凝土間一起澆筑混凝土。

2 先簡支后連續梁橋的施工工藝

先簡支后連續橋的梁板為后張法預應力混凝土梁，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（對于雙支座情況，即為永久支座），按簡支安裝就位后，在連續墩上預置永久支座（對于雙支座情況，無此工序），現澆接頭混凝土、張拉克服負彎矩的預應力束，將體系轉換為連續梁，最后澆筑鉸縫混凝土和橋面鋪裝層混凝土，完成橋梁施工。其施工工藝流程（個別工序順序因橋可適當調整）如圖1。

2.1 施工準備

簡支連續梁橋通過簡支梁在墩頂實施結構連續或墩梁固結而成，所以，簡支梁體是基礎、墩頂結構連接、墩梁固結（剛構）或橋面連續構造是關鍵，施工必須調度重視。強化施工設計，明確施工工序，制定精細化的施工方案，實行首件（試制）制。

2.2 預制梁與安裝

預制臺座穩定性好，頂面光滑，易于脫模。嚴格按照設計圖紙，制作強度、剛度、穩定性均滿足精品預制梁需要的模板系統，同時，模板必須能根據預制梁頂橫坡、錨固齒板等需要具有可調整功能。從控制混凝土原材料、配比、幾何尺寸、一期預應力體系建立精度、養護等方面入手，采取行之有效的措施，確保預制梁預拱度符合設計要求。臨時支座必須滿足強度、剛度、穩定性要求。建議采用沙筒等方便拆除結構形式。注意事先設置的永久支座的安裝精度和穩定性保持。

2.3 臨時支座、永久支座的安裝

對于擱置梁板的臨時支座，其強度和剛度必須保證在梁板架設過程中不破損，基本無沉降量，可采用四周硬木板條用拉桿螺栓箍緊方箱裝砂層辦法處理，擱置梁板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的辦法，高度可比永久支座略高3～5mm，以便體系轉換時最后拆除；在澆筑濕接頭混凝土前，應對永久性橡膠支座表面進行保護（塑料膜或薄鋼板覆蓋），其接縫處殘渣、雜質可用空壓機清除干凈，并仔細檢查各支座放置的平整度。

2.4 墩頂濕接頭澆筑

每跨梁板架設完成后及時進向橫向連接鋼筋的搭接和焊接，并進行連續段鋼筋的綁扎。在梁頂板要澆注混凝土的范圍內的梁板表層混凝土去皮1～2mm，在澆注混凝土的濕潤表面并坐漿，以保證新老混凝土的良好結合；梁板端面應按要求鑿毛，或刷凈水泥漿，或刷專用粘接劑等增加新老混凝土的連接性能。混凝土需作專門配比，保證高強度、低收縮、高韌性的設計要求。墩頂連續應在一天中溫度最低且變化最小的時間段（一般為晚上1時～6時）內進行，同時保證在溫度升高時，混凝土已有20%以上的強度。如遇晝夜溫差大于15OC時，建議在墩頂濕接頭內設置勁性骨架，以避免因溫度升高過大而對混凝土凝結產生不利影響。墩頂濕接頭混凝土應有專門的養護方案，確保混凝土強度的穩定增長。

2.5 二次預應力體系建立

按照設計要求，嚴格控制預制梁中預應力管道、錨固齒板的幾何精度。采用專門的塑料波紋管，確保預應力管道暢通。在二次預應力施工前，必須對預應力管道，特別是管口借助襯管等實施特別保護。二次預應力張拉時混凝土強度必須滿足設計要求，張拉時間、順序應符合設計規定。簡支剛構連續梁橋墩梁固接用豎向預應力預埋在橋墩蓋梁中，在墩梁固接構造混凝土澆筑前，應對豎向預應力筋作特別保護。應有專門的管道壓漿配方，采用真空壓漿。

2.6 結構體系（支座）轉換

待現澆混凝土強度達到要求后，張拉預應力束。預應力束采用扁錨或圓錨錨固，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。至此，拆除臨時支座，完成整個轉換過程。

2.7 結構性現澆層與梁端濕接頭澆筑順序

先簡支后結構連續梁橋靠梁端濕接頭和墩頂連續段預應力筋來實現體系轉換。墩頂連續段預應力筋一方面為結構性現澆層提供預壓應力，另一方面為橋梁提供支點正彎矩，以抵抗橋梁運營時的支點負彎矩。結構性現澆層與梁端濕接頭的施工順序、施工時間間隔，對橋梁受力狀態產生比較大的影響。因此，選擇合理的施工順序，可令橋梁成橋時得到更好的受力狀態。現在國內的施工單位主要使用下面二種方式進行澆筑∶

1）先澆筑一部分結構性現澆，再澆筑梁端濕接頭和剩余結構性現澆層、張拉墩頂連續段預應力筋。

2）先澆筑濕接頭和一部分結構性現澆層，并張拉墩頂連續段預應力筋；再澆注剩余結構性現澆層。

二種方法對先簡支后結構連續梁橋，先澆筑濕接頭再澆筑結構性現澆層對結構受力更不利；而先澆筑結構性現澆層再澆筑濕接頭對結構更有利。因此，建議先澆筑結構性現澆層再澆筑濕接頭。

2.8 結構性橋面鋪裝和非結構性橋面鋪裝墊層施工

注意按照設計要求進行梁頂剪力鋼筋的預埋，特別是T梁翼板現澆帶上的預埋。通過預制梁板的試制，必要適當調整剪力鋼筋的伸出長度，適應剪力鋼筋與鋼筋網之間的連接，避免剪力鋼筋的失效。結構性橋面鋪裝和非結構性橋面鋪裝墊層混凝土澆筑后的基巖效應明顯，容易出現收縮裂縫，應在規定的時間（或預制梁齡期）進行施工，同時，應對裸梁頂面應按要求做鑿毛，或刷凈水泥漿，或刷專用粘接劑等增加新老混凝土連接性能的處理。在施工時采用專門的大面薄型混凝土的養護措施。

3 先簡支后連續橋梁施工的質量控制

3.1 張拉預制底座的設置要求

張拉預制底座應堅固、無沉陷，利于排水，防止由于排水不暢造成地基下沉。底座的反拱度值應參照設計文件所提供的數值、結合實際施工和生產性試制梁的張拉情況確定。反拱度應做成拋物線。另外應保證橋梁安裝精度，嚴格控制誤差不超過2mm。

3.2 臨時支座設置的質量控制

應該保證，臨時支座應有足夠的強度和剛度，拆裝方便，落梁均勻。預應力張拉完成后，待壓漿強度大于35MPa時方可拆除臨時支座。拆除臨時支座應做到逐孔對稱、均勻、同步、平穩。臨時支座拆除后，永久支座與墩頂和梁底嚴密貼合。結合目前的施工技術，臨時支座有多種設置方法，以可卸落砂箱支座的施工方法為例。當采用砂箱支座時，要充分考慮砂箱承受梁板自重和架橋機重量后的沉降量，梁底與盆式支座間應留有空隙。在施工中會出現每個砂箱沉落量不會完全一樣的情況，而導致部分梁板吊空，產生質量隱患，解決辦法有兩點∶

1）通過預壓試驗取得砂箱在受力以后的平均沉降量，并以此指導現場安裝臨時支座，控制梁板的安裝標高與設計標高一致；

2）適當降低支座墊石標高，預留約3cm的混凝土梁靴高度。在澆注濕接頭的時候，在盆式支座上墊一塊鋼板，一次直接澆注到鋼板上，形成混凝土梁靴。

3.3 濕接縫混凝土施工

根據該段的受力情況，設計上采用比C50預制梁高5MPa的C55混凝土，為防止混凝土收縮引起現澆段與預制梁的開裂及預應力損失，混凝土中摻加膨脹劑。因鋼筋密集，規定混凝土石子的粒徑不大于2cm。根據配合比，嚴格控制各材料用量，澆注混凝土時采用小直徑振搗棒的振搗器配合大直徑振搗棒的振搗方式，最后用平板式振搗器振實，確保現澆段混凝土密實。同時，因現澆段連同其上橋面鋪裝混凝土一起澆注，則須控制好表面平整度。

混凝土施工完畢，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，在混凝土初凝前，掀開塑料薄膜，混凝土會泛水至表面，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。

4 結束語

總之，先簡支后連續結構形式相對于傳統意義上的連續梁而言，降低了施工難度，同時在一定程度上達到了結構連續的目的，提高了結構的承載能力，減少了梁部的伸縮縫，并控制橋面橫向裂縫的產生。該方法施工下的橋梁，外形美觀、結構輕盈。但因工序繁瑣且專業性強，每道工序都會影響到整座橋梁的質量。因此，在施工中應注重技術方案的完善與細化，借鑒國內較為成熟的施工工藝，加強對過程中的細節控制，優選有經驗的專業隊伍。這樣，整體施工質量才會得到保證。

［1］何瑞榮.先簡支后連續橋梁濕接縫的設計與施工[J].揚州大學學報:工程研究與實踐,2011(2).

［2］林炎.先簡支后連續橋梁施工技術方案[J].交通科技,2004.