先簡支后連續橋梁的設計與施工技術研究

史開文

（中交第三公路工程局有限公司，北京101300）

1 工程簡介

本工程項目采用先簡支后連續T 梁的結構設計，首先要掌握橋梁體系結構的轉換。工程中選擇使用橋邁達斯軟件進行建模設計。整體工程設計主要包括的內容有：恒載和活載計算，估算配筋面積，配置預應力鋼束；計算細部結構的受力狀況；準確劃分工程施工節段和順序，并對各個工程階段橋梁結構的安全性能方面的受力計算進行詳細分析。T 梁上部結構標準斷面如圖1 所示。

圖1 T 梁截面圖（尺寸單位：mm）

2 設計思路

2.1 本工程橋梁結構的設計計算報告采用MIDAS/CIVIL 2010 軟件進行詳細記錄和分析計算，充分考慮了橋梁運行中汽車荷載所產生的橫向分布情況。針對本工程中預制裝配式T 型梁的結構狀況，選擇更為精確的梁格法進行分析計算，但此種計算方式工作量相對較大，本著施工安全宗旨橫向分布采用單梁計算方式進行分析。

2.2 本工程設計為三跨預應力混凝土連續T 型梁橋，采用先簡支后連續的設計實施方案。

2.3 在數值分析方面，工程工序采用五個施工階段，分別分析計算：第一階段：T 梁的預制簡支施工階段；第二階段：T 梁橋墩頂部的現澆段澆筑；第三階段：負彎矩部分的預應力束的張拉施工；第四階段：橋梁橋面的鋪設、安裝以及橋梁欄桿等工程細項的二期恒載施工階段；第五階段：即成橋階段，在此階段主要考慮成橋運行后汽車活載以及產生的溫度梯度的作用，包括10 年內混凝土所產生的收縮、徐變等相關影響數據，按照相關標準和規范進行嚴格的組合驗算。

2.4 其中預制T 梁預應力鋼束的混凝土設計強度要按照相關標準進行設計，其等級達到90%后，同時保證工程中混凝土立方體的齡期不小于7d，才能實施張拉作業。

2.5 主梁按全預應力構件設計。

3 先簡支后連續橋梁技術施工流程

3.1 準備階段。在施工準備期間主要包含了參數的設計、材料的準備以及測量放線等各項工作。在準備材料過程中，需要準備木材、混凝土、鋼材等材料，在設計參數方面需要依照當前的行業標準和未來發展的趨勢建立設計模型，同時根據設計數據輸入相應的參數進行模型計算，以確保后續工程施工的高效進行。

對施工現場進行清理后，再開展工程測量、放樣工作，專業人員根據設計參數，通過經緯儀準確測量并標出所測軸線的位置，為橋梁模板安裝等后續事宜提供有效施工依據。根據設計要求配制水泥砂漿試驗。首先將水打入制漿容器當中，接著倒入水泥，完成攪拌工作，需要保證攪拌的合理性、均勻性，在進行水泥砂漿配制時，需要委派專業人員對材料進行計量，以保證水泥的質量。

3.2 施工階段。在施工階段主要分成三個步驟。首先是梁板的預制和安裝。在此過程中，需要保證混凝土達到一定強度后才能展開，接著張拉正彎矩區預應力鋼束，確保主梁底部干凈，并且進行壓漿施工。其次是進行制作的安裝，需要重視設計臨時支座。在此過程中需要對周邊的因素進行充分考慮，另外還需要注意臨時支座的穩定性、剛度、強度等參數，確保各項參數符合標準和要求[1]。

4 先簡支后連續橋梁技術要點

4.1 主梁部分預制技術。預制梁施工質量會對整個橋梁的壽命產生直接影響，所以在預制的過程中需要重視優化施工流程，控制各項技術指標在設計標準的范圍之內。開展預制箱梁施工中，首先要確定混凝土強度是否符合設計標準再進行后續施工，為避免主梁在施工中產生橫向彎矩的現象，需要按照施工標準完成主梁的兩側張拉，同時由專業人員檢測確認鋼束及孔道的相關摩擦系數，更好的控制張拉力的施工質量。

4.2 橋梁支座合理設置。橋梁在簡支狀態下須安設臨時支座，體系轉換時再解除，梁體荷載由永久支座承受。為使梁底保持水平狀態，保證梁底標高的準確性，我們選用剛性較強的硫磺砂漿預制塊作為臨時支座。如圖2，縱向濕接縫施工。

圖2 縱向濕接縫施工

開展濕接頭澆筑工作前，首先要對永久性支座采取保護措施，由專業清理機械進行表面及縫隙的雜質清理。結構施工中，如果有縱坡施工情況，則要在梁體底部設置適當厚度的鋼墊，從而便于對縱坡結構位置的調整。支座轉換前，需要嚴格確認結構的剛度、強度、穩定性等是否符合相關設計標準。臨時支座的安裝施工主要從兩方面進行：一方面，坐標放樣過程中，要保證臨時支座的結構強度，并通過架橋機等機械輔助控制箱梁自重的沉降量，準確測量臨時支座的安裝位置；另一方面，確保安裝精度，避免工程中出現傾斜等質量問題，要聯合各種機械確保與箱梁接觸面的高程[2]。

4.3 橋梁結構的澆筑。在橋梁結構澆筑過程中，通常都會使用到一些常見的混凝土材料，包含了粉煤灰、人工砂石、骨料以及硅酸鹽水泥等，另外還具有一些堿水、引氣和緩凝等材料，在這些材料使用時需要注意科學的搭配和選擇，就橋梁結構的連續性而言，對混凝土材料的選擇要根據其體積大小而定，比如混凝土工程的體積比較小，可選擇42.5 兆帕硅酸鹽水泥或者純硅酸鹽水泥，同時摻入一級粉煤灰或礦渣調配的膠凝材料。在實際應用過程中需要注意在澆筑前進行測試以保證施工質量。實際施工時需要將模板用水充分澆透，并且使用分層澆筑，每層澆筑的厚度控制在30 厘米到40 厘米，同時需要注意檢查混凝土的泛漿和壓實度情況，確保混凝土質量。大梁高度在1000毫米以上時需要注意加強分層澆筑，第1 次澆筑需要澆筑到次梁底，第2 次澆筑時，需要在上部梁進行來回澆鑄，并且保證和梁板一次澆筑成型，同時做好澆筑后的保溫工作，本工程中采用蒸汽的加溫方式對物料進行保溫。在加溫時，需要注意對細節進行有效控制，保證連續結構的使用性能。

4.4 設置橋梁防水層。橋梁工程施工過程中，在確保先簡支后結構施工技術的前提下，也要加強橋梁工程的防水層設置與施工，以提高橋梁的使用壽命。具體而言，就是逐步在橋梁建設工程表層進行防水層的構建，比如涂刷防水涂料等，避免混凝土及鋼筋材料長時間的外部暴露，導致裂縫或鋼筋生銹。同時，相關工作人員還需要通過電子設備加強橋梁監測，了解橋梁的沉降、變形情況，針對出現的問題進行及時處理。

5 施工中的注意事項

5.1 加強連續段的現澆混凝土施工。在施工過程中，需要注意連續段的質量控制，如果沒有有效地對預制梁板端頭及濕接縫部位的鑿毛進行處理，就有可能導致混凝土在澆筑過程中出現質量問題，比如說新舊混凝土接茬效果不佳等情況。在橋梁經過一系列時間的運轉后，會導致某些部位疲勞，產生反射裂紋。加強工程質量控制，對現澆連續段的混凝土施工收縮縫要按照設計要求進行控制，必要時，需要使用適量的微膨脹劑[3]，同時混凝土施工接縫位置的鑿毛施工也要嚴格控制。在控制橋梁主梁現澆質量方面，需要依照周邊環境的特點進行工作方案的制定，以澆筑濕接縫工作質量控制為主，并避免影響主梁部分的現澆工作質量。

5.2 注意波紋管的安裝。確保波紋管道安裝施工的順直，測量坐標標注要準確，如果在安裝過程中出現干擾鋼筋的現象，要及時做出相應調整，使管道接縫部位緊密性增強。在振搗施工中注意保護波紋管，避免觸碰。另外，在混凝土澆注作業中確保水泥砂漿不被漏進波紋管，否則會出現堵塞管道鋼絞線無法穿過，或者壓漿不密實，長時間運行后會導致橋梁出現裂縫，縮短橋梁使用壽命。

5.3 加強前期勘察和設計工作。為了能夠有效地保證施工質量，需要在施工前加強勘測和設計工作，嚴格依照規范要求對現場的實際情況詳細記錄，對工程項目的工程地質并結合周邊作業環境來確定設計方案和施工技術路線。工程項目在質量管理和控制的過程中，需要注意有效提升施工效率，同時確保工程效果。在工程設計階段以及施工作業等階段，可以輔以相應信息化技術，比如，在工程管理中可引入BIM技術，加強建模分析工作，保障施工流程的有序進行。逐步加強管理，制定相應的應急處理方案，并且注意加強施工質量的控制和檢驗，及時發現出現的問題，進行相應的調整，以保證整個施工流程的規范化、標準化，提高施工質量。

6 結論

伴隨當前我國基建工程逐步展開，各種新工藝、新技術逐步推陳出新，先簡支后連續橋梁施工技術在當前獲得了廣泛的應用，且優勢非常明顯。隨著施工狀況的轉變，時代快速發展，需要逐步優化先簡支后連續橋施工技術，為我國的橋梁工程建設添磚加瓦。