簡支變連續梁橋中的關鍵工序探討

鄒俊志 鮑洋

摘 要：先簡支后連續梁橋因施工便捷且能保障橋梁連續性被廣泛應用。首先對該體系的施工工藝進行介紹，即“三步成橋”，進而介紹先簡支后連續橋梁施工中的關鍵工序—連續段的施工和臨時支座的安裝與拆除，并介紹相關支座種類、優缺點及拆除順序，通過有限元方法得出最優拆除順序為“隔端拆除”。

關鍵詞：橋梁施工過程;連續段;臨時支座;先簡支后連續

簡支梁橋因施工簡單且工藝成熟被廣泛應用。但成橋后的簡支梁橋由于伸縮縫的存在，會出現“跳車”現象，進一步加速伸縮縫的破壞，形成惡性循環縮短橋梁的使用壽命。而連續梁橋剛度大，變形小，行車舒適，但施工工藝復雜，工期長。簡支變連續結構體系有效地結合了兩類橋型的優點，施工簡便且能有效縮短工期，受力性能良好，行車平穩，滿足當今公路及鐵路的舒適要求[1]。

1 施工工藝

簡支變連續梁橋的施工工藝通常可概括為以下三步：簡支梁段吊裝→連續段施工→拆除臨時支座完成體系轉換[2]。在結構體系轉換之前，連續段的施工使橋梁在型式上成為連續體，但此時橋梁整體荷載仍由臨時支座承受，仍是簡支受力狀態。而臨時支座的拆除后，整個橋梁及橋上荷載將全部轉由永久支座承擔，橋梁在結構上成為連續體。因此，在先簡支后連續橋梁的施工中，控制性工序為連續段施工及臨時支座的安裝、拆除。

2 橋面連續

橋面連續常指兩個方面。一是梁上現澆混凝土板連續，在混凝土板內沒有布置預應力筋或普通鋼筋;二是組合梁的橋面連續，混凝土板作為結構自身的一部分，后澆或預制，通常用預應力實現連續，屬橋面板連續。盡管橋面連續緩解了橋面原有伸縮縫帶來的影響，但這種主梁簡支、橋面連續大量普及的同時，仍有許多問題有待解決。因此出現了“恒載簡支、活載連續、支座不轉換”的設想，即按簡支梁施工，在梁段接頭處澆筑混凝土，待混凝土強度達到要求后即認為體系發生轉換。這種轉換方式雖然使體系更接近連續梁橋，但在支座處的負彎矩往往會使支座截面上緣出現裂縫而影響使用。因此“負彎矩區預應力實現連續”想法的出現解決了開裂問題，使橋梁體系安全合理[2]。

2.1 連續段施工

混凝土澆筑前，為了防止混凝土的收縮徐變，在混凝土中摻入一定的膨脹劑，確保新舊混凝土緊密結合;混凝土澆筑時，根據配合比，嚴格控制各原材料用量，確保混凝土的強度指標[3];澆筑完成后盡快對混凝土加以覆蓋并保濕養護。

2.2 預應力張拉

體系轉換過程中，當混凝土強度達到85%以上時，應進行預應力張拉，張拉過程中應重點關注關鍵位移的應變，避免張拉過程中出現局部開裂。同時在張拉過程中采用張拉力和張拉位移雙控方式進行，確保張拉質量。待張拉完成后，進行管道壓漿質量的檢查，防止漏漿，壓漿密實后進行封錨施工[3-5]。

3 臨時支座

支座是一座橋梁的紐帶，起承上啟下的作用。簡支變連續梁橋中，臨時支座不僅要具備一定的承載能力，還必須方便拆除。臨時支座的種類很多，常用的臨時支座如木支座、磚支座等，在圬工橋和中小跨徑橋中應用廣泛[3]。體系轉換即邊界條件的改變或結構由靜定結構變為超靜定結構，其中最重要的一步就是臨時支座的拆除。由于臨時支座的拆除順序沒有固定的規范可循，所以在實際工程中往往比較隨意，但是支座拆除的同時，會產生撓度及應力重分布，為了保證對主梁影響最小，需通過Midas有限元軟件計算分析得出連續端最優應力及主梁變形，臨時支座拆除示意圖如下圖1所示，為后續工程提供參考案例[4-5]。

結合上表1所展示的臨時支座拆除順序，圖1所示簡支梁段為6跨1聯，分別有臨時支座1、1'號，2、2'號，3、3'號，4、4'號，5、5'號。順序拆除即為從1、1'號依次向5、5'號拆除;先中間后兩邊即為先拆除3、3'號，然后拆除2、2'號和4、4'號，最后拆除1、1'號和5、5'號;先兩端再中間即為先拆除1、1'號和5、5'號，再拆除2、2'號和4、4'號，最后拆除3、3'號;隔斷拆除即為先拆除1、1'號、3、3'號和5、5'號，再拆除2、2'號和4、4'號[6]。

從上表1中可以看出，當連續段為3時，三個工序最小應力為0.89 MPa，但最大撓度為6 mm，對主梁不利，而相比工序3最大應力為0.97 MPa，而最大撓度為5.1 mm，疊加起來對主梁影響最小，所以為最佳工序;相同的，當連續段為4和5時，隔端拆除所產生的最大應力和最大撓度疊加影響最小，為最佳拆除順序。

因此可得到連續段為3時，合理順序為先兩端再中間，而連續段為4，5時，合理順序為隔端拆除。可以得出當連續端數為時，臨時支座的合理拆除順序為“隔端拆除”[6]。

4 結語及展望

簡支變連續梁橋以其受力合理、行車平穩舒適的特點適用于高速公路、鐵路橋中，又因其結構體系可顯著減少跨中正彎矩，而廣泛應用于舊簡支T型梁橋的加固中。為了更好地完成施工中的體系轉換，詳細探討了臨時支座拆除順序對主梁的影響，得出了“隔端拆除”的合理順序，能更好的滿足工程質量需求。

參考文獻：

[1]陳強，黃志義.先簡支后連續結構體系的概念及發展[J].鐵道建筑，2005（04）：1-3.

[2]李鋒瑞.先簡支后連續梁橋施工關鍵控制技術[J].施工技術，2010，39（S2）：244-246.

[3]江大全，朱寶君，張苗，等.簡支轉連續橋梁結構施工控制技術[J].施工技術，2017，46（S1）：970-972.

[4]劉亞楠.簡支變連續結構體系中臨時支座拆除順序研究[J].鐵道建筑，2014（03）：27-29.

[5]陳強.先簡支后連續結構體系的研究[D].杭州：浙江大學，2012.

[6]陽治群.先簡支后連續梁臨時支座拆除順序探討[J].橋隧工程，2009（09）：122-123+136.