先簡支后連續橋梁的設計要點與施工技術

文/黎建林、陳希勝

1 前言

隨著橋梁工程建設的持續推進，代表高效以及便捷的先簡支后連續梁橋的設計受到了廣泛關注。此類操作方式最早出現在20 世紀的80年代中期，且在當時獲得了較為廣泛且高效的應用。而今在交通量不斷增加以及減少橋上伸縮縫的現實需求下，以下兩類梁橋結構受到了廣泛應用。一種是伸縮縫最大間距為100m 左右且橋面連續的簡支梁橋，另一種則是伸縮縫間距最大可達500m 的先簡支后連續的梁橋[1]。這樣的結構形式，出現的縮縫較之以往更少，且達到的穩定性更高。在連續梁橋中，先簡支后連續梁橋不管是在造價還是整體性能上都有顯著表現，且質量上也有著切實的保障。因支點區域使用的是現澆濕接縫技術，因此底面坡度以及坡橋等的構造操作會更為便捷，且能更為高效地達到其所規定的要求。

2 先簡支后連續梁橋分類

對于此類梁橋來說，主要有兩種分類，其一是跨中為預應力和支點為普通混凝土構造的形式。這樣的結構頂面配置的是普通規格的鋼筋，因這樣的鋼筋量布置較多且比較密集，因此開展的焊接施工量較大，相應的焊縫的質量無法得到切實的保障，且極易出現混凝土的開裂和鋼筋的銹蝕等不良情況[2]。但施工便捷，則是大多數選用其具體應用的重要原因。其二則是跨中和支點皆是預應力混凝土構造的A 類構件連續梁橋，因其吸取了鋼筋混凝土結構的優勢，不僅結構的不同部位配置有適量的非預應力鋼筋，以防范裂縫等不良情況的出現，而且其對于混凝土裂縫以及反拱也有切實的控制。預應力度的選擇應該極為科學且適應具體的操作環境。正是由于這樣的現實原因，這樣的結構設計受到了廣泛應用。

3 部分預應力先簡支后連續梁橋設計

3.1 橋梁聯長的確定及支座設計

對于先簡支后連續的梁橋來說，其一聯的長度往往是由以下因素決定：依照區域的地形狀況以及橋梁總長進行科學分聯，進而在此基礎上確保結構受力的均衡和協調，同時還應保證結構形式的統一。

對于下部結構以及支座的設計，一聯中間部位起著固定支座作用的橋墩間隔應設定一聯總長的三分之一，且不要超過120m[3]。需要注意的是，其他的橋墩上應設置滑動支座，而伸縮端則應設置定向規格的滑動支座。

3.2 橋梁濕接縫寬度確定

對于濕接縫來說，確定其寬度應注意以下幾點：其一，雙排支座的連續梁橋，其寬度應大于縫內最粗縱向鋼筋直徑的40 倍；其二，單排支座連續梁橋條件下，相應的規格不僅要滿足第一種條件，還應小于梁高。

3.3 截面形式及截面尺寸擬定

截面形式及梁高。通過選擇使用等高度T 形截面的形式，梁體總高度可以達到2.00m，高跨比 H/L=1/15。橫截面尺寸。橋面的寬度尺寸可以達到12.25m。因為通過使用應用簡支轉連續的施工方式，主梁需要在預制場地內進行制作之后再運輸到施工現場，吊裝到規定的位置上，所以此時的截面在設計中應該保證其具備較強的吊運能力，并且將橋制作結構成為五片T 梁組合截面的形式。其中，預制中梁部分的截面板寬度是190cm，腹板寬16cm，下馬蹄寬40cm；預制邊梁頂板寬195cm，腹板寬16cm，下馬蹄寬40cm；預制主梁間采用 60cm 的濕接縫，然后能夠有效地減輕主梁結構部分的自重。T 梁翼緣板部分的厚度尺寸主要是受到橋面承載車輪部分局部載荷方面，保證主梁受彎的條件下的上翼板抗壓強度符合標準的要求，為了能夠符合頂板負彎矩鋼束達到要求，普通鋼筋在設置以及載荷的影響之下，T 梁頂板取等厚度20cm。在設計中，還要避免存在應力集中的情況，并且使得脫模順利進行，所以腹板與頂板連接的位置上需要布置47cm×6cm 的承脫。

3.4 橫隔梁設置

主梁受到外部荷載的影響之下，會導致彎矩橫向分布的情況，在該位置上進行橫梁部分的設計應該達到均勻性的要求，否則就會導致一些位置上的主梁彎矩過大而影響整體的結構性能。為了能夠避免質量缺陷，要做好跨中彎矩的考古內置，以更好的保證主梁設計方案達到要求，此時需要在跨中的位置上布置一條中橫隔梁的結構部分；對于跨度尺寸比較大的位置上，還應該在其他位置上設置相對較多的橫隔梁部件，以滿足其使用的要求[4]。

結合本次橋梁的設計標準和實際情況，確定需要在橋跨中點、支點等位置上需要設置橫隔梁的結構，其布置的間隔距離設定為4.8m。端部結構的恒量高度和主梁高度應該達到一致性的標準，厚度尺寸應該確定為上部22cm，下部 20cm；中橫隔梁高度為 162cm，厚度為上部 16cm，下部 14cm。

3.5 主梁內力計算

3.5.1 單元劃分。本次設計方案確定的過程中，主要是通過專業軟件GQJS 做好結構部分的計算與分析。全橋單元劃分的過程中，應該綜合分析橋梁在具體的施工階段。交通運營階段中，截面具體的布置位置，要做好截面在單元節點位置上的控制，以保證結構的性能符合標準。本次設計主要采用的是簡支轉連續的橋梁結構形式，考慮到具體的施工要求，分析受力特點、預應力鋼筋束的設計標準，將全橋劃分為 99 個單元，100 個節點。

3.5.2 恒載內力計算。第一階段是進行主梁結構部分的預制施工，在混凝土結構強度達到設計標準的要求之后進行張拉正彎矩區預應力鋼束的施工，然后進行水泥漿液的壓注施工，并且把各個跨度范圍內的預制T 梁都安裝到規定的位置上，就能夠組合成為臨時支座支承的簡支結構形式；第二階段是先澆筑第1、2 跨及第2、3 跨連續結構部分的接頭位置混凝土施工，符合設計方案的要求強度標準后，再張拉負彎矩預應力鋼束，然后是進行水泥漿液的壓注作業，該步驟完成之后就能夠形成五跨連續梁 (三大跨兩小跨)；第三階段的施工就是將整個橋梁項目的臨時支座全部拆除，主梁需要直接支承在整個永久支座的結構上，就能夠完成體系的轉換，然后再組合成為橫向接縫的形式，最終能夠實現三跨連續梁部分的施工；第四階段部分的施工主要任務就是防撞桿和橋面鋪裝結構施工。因為施工環節中發現恒載的形成是分段實現的，其主要包括：預制T 梁一期恒載集度 (g1)，成橋后 T 梁一期恒載集度(g1)、二期恒載集度(g2).

3.6 構造鋼筋的注意事項

針對支點頂面0.22L 區域內防水混凝土內縱向的鋼筋加密，應將其間距控制在5cm，同時還應關注防水層的設置。另外，起著防裂和抗剪的鋼筋，其直徑應控制在大于12mm。

4 先簡支后連續橋梁結構施工工藝

4.1 先簡支后連續橋梁施工流程

整個技術操作的流程比較復雜，但其精細度務必要高度關注。首先是T 梁預制邛架等的澆筑，接著是連續段和翼緣板的現澆施工，然后是構建連續梁體系，最后則是對該體系以及構造基礎設施鞏固和加強。

4.2 先簡支后連續橋梁施工工藝

4.2.1 只有在預制箱梁混凝土強度達到既定的標準后，才可張拉預應力鋼絞線。具體實施時應兩端同時進行，以免出現彎曲等不良情況。不僅如此，張拉進行時還應測量鋼絞線和孔道的摩擦系數，而且錨具的磨損以及設計張拉控制應力等也要確保精細，以確保在張拉力控制為主和伸長值控制為輔的條件下高效實施。

4.2.2 一般來看，箱梁現澆區域都是呈現為馬蹄形式。之所以這樣設置，為的是高效地達成現澆段與箱梁的結合，且有利于力的科學傳遞。而針對現澆段預留尺寸以及臺階樣式的設置，則應與具體的施工條件以及要求相適應。

4.2.3 對于臨時支座的設計和選材，應重點關注以下因素：臨時支座的強度和剛度都應達標，且不會出現沉降以及繁瑣施工等的不良情況。支座后續的拆除也應預先設計到位，以為具體高效的推進提供基礎條件。架設梁板的過程中，其中涉及的臨時支座沉降量等，可通過一定的試驗以及梁板的安裝標高等具體數據的參考具體確定。

4.2.4 永久性支座的設置應以不損壞支座表面為基礎前提。具體實施之前，應采用空壓機對接縫精細清理，以確保其內部的干凈[5]。與此同時還應認真檢查各個支座的平整度，以使其達到既定的標準。安裝永久性支座的過程中，倘若縱坡大于1%，則應將其平置，并采取適當措施確保其平整度的達標。

4.2.5 連接現澆連續段的預埋鋼筋時，所采用的焊接方式既可采用綁條焊，也可使用搭接焊。連接時，連續段現澆混凝土施工。通常情況下，現澆混凝土應與梁板混凝土的標號一致，同時還應在現澆接頭混凝土中加入一定的微膨脹劑，以切實地防范裂縫的收縮和開裂，從而確保其應力的穩固。另外，永久支座與底模之間的縫隙中還應設置鋼板以達到密封的效果，這樣漏漿的情況就能得到有效地控制和防范。

4.2.6 所謂的負彎矩二次張拉，具體來說就是先簡支后連續橋梁中針對梁板頂面預應力鋼束的張拉。與簡支梁橋不同的是，其所用的預應力鋼束是高強度低松弛規格的鋼絞線，具體的張拉是兩側同時進行，并是以一種由外側向內側的順次有序實施。具體的實施是一根一根地進行，直到全部張拉完畢才算完成。另外需要注意的是，張拉進行完以后，就應盡快實施壓漿施工。

5 先簡支后連續橋梁施工質量控制

5.1 臨時支座的設置

5.1.1 該環節的具體實施應以前期的測試為準，通過對砂箱的預壓測試，以確定其在荷載條件下的平均沉降量。而后續的支座安裝也會更為明確和精細，以切實地達到既定的設計效果。

5.1.2 支座墊石的高度應適當降低，同時還應預留出3cm 的混凝土梁靴高度。澆筑濕接頭混凝土時，為了確保澆筑能夠達到鋼板的部位，一般會在支座上放置一塊鋼板，這樣在混凝土梁靴的條件下具體的施工會更為高效。

5.2 后連續澆筑段施工質量控制

施工過程中涉及的新老混凝土的結合問題，應采用鑿毛的方式對其高效處理，以確保結構的穩固。不僅如此，還應在現澆混凝土中加入一定的微膨脹劑，以確保其養護環節的穩定，從而有效防范可能出現的承載力下降以及應力不足的不良情況。一般情況下，微膨脹劑的量應控制在水泥用量的0.5%～1%。橋梁每出現澆連續接頭混凝土的澆筑，務必要保障溫度的適宜，且不可有較大的溫差，以免對澆筑的質量造成不良影響，這點可通過選定澆筑時間具體防范。

5.3 主梁現澆接頭與濕接縫施工的質量控制

接頭混凝土的澆筑務必要按照既定的標準規范實施。對于主梁預制完成3 個月以內的情況，采用橫向濕接縫澆筑比較適宜。模板以鋼模板為主，同時還應達到較為適宜且符合施工效果的強度和剛度?；炷恋臐仓驼駝?，一般采用平板振搗器和插入棒共同完成比較可靠。另外應引起注意的是，針對濕接縫的澆筑，一般選在一天中最低溫度時進行比較適宜，同時還應加強對其的養護，以免出現裂縫等不良情況。

6 結語

隨著我國橋梁建設項目的不斷增多，其中所用到的技術也在不斷推陳出新。先簡支后連續橋梁施工技術在當下的施工條件下可謂是獲得了極為廣泛的應用，而其優勢也是得到了充分的體現。而隨著工程施工狀況的不斷變化以及時代發展要求的不斷增多，橋梁施工技術的提升和改進成為一個持續性的發展問題，相信在當下以及未來技術不斷應用和探究的基礎之上，我國的橋梁工程建設會變得更為科學高效。