先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁橋的施工控制體會探討

◎ 李宏 四川路橋大橋分公司

先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁橋的施工控制體會探討

◎ 李宏 四川路橋大橋分公司

先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁作為一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)，在架梁時(shí)可以少設(shè)置或不設(shè)置臨時(shí)支撐，施工工藝相對簡單具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。本文通過實(shí)際案例對先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁橋的施工控制體會進(jìn)行探討。

先簡支后結(jié)構(gòu) 連續(xù)T梁橋 施工控制

簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁是一種同時(shí)具有連續(xù)梁和簡支梁優(yōu)點(diǎn)的橋梁類型，橋梁施工工藝簡單，設(shè)備投入小，并且可以達(dá)到連續(xù)梁變形量小、高剛度、行車舒適度佳的優(yōu)點(diǎn)。此外，相較于簡支T梁，鋼絞線的使用量有所降低，施工成本低，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

1.案例介紹

本文以麻城至武穴高速公路（簡稱麻武高速）浠水大橋?yàn)槔?，該橋全長577m，全橋共四聯(lián)：5×30+5×30+5×30+4×30，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁。下部結(jié)構(gòu)0號橋臺采用柱式臺，19號橋臺采用肋板臺，橋墩采用柱式墩，墩臺采用樁基礎(chǔ)。

2.先簡后支結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁橋施工順序和注意事項(xiàng)

先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁為裝配式橋梁，根據(jù)預(yù)制構(gòu)件預(yù)應(yīng)力的施加方法可以分為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、先張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、復(fù)合式預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；根據(jù)材料類型可以分為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的上部構(gòu)造可以分為空心板、U形組合梁、T形梁結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

在進(jìn)行先簡后支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁橋施工時(shí)，主要按照以下順序進(jìn)行施工。

（1）梁的預(yù)制，對梁進(jìn)行保存，吊裝就位。

（2）進(jìn)行連續(xù)墩臨時(shí)支座的安裝，并將臨時(shí)支撐設(shè)置好，對固結(jié)墩蓋梁和預(yù)制梁上的鋼板進(jìn)行焊接。

（3）對多片T梁橫隔板和翼緣連接的地方進(jìn)行澆筑。

（4）進(jìn)行連續(xù)段混凝土的澆筑施工，當(dāng)連續(xù)段混凝土滿足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，張拉負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力，并在24h內(nèi)及時(shí)壓漿，等壓漿體的強(qiáng)度超出設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后拆除臨時(shí)支座，此時(shí)連續(xù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換完成。

（5）進(jìn)行欄桿、橋面鋪裝層等二期工程的施工。

由于先簡支后墩梁固結(jié)鋼構(gòu)和先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)屬于兩種截然不同的結(jié)構(gòu)，在施工過程中，要注意控制好T梁的安裝順序和預(yù)制的工序。

3.先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁關(guān)鍵施工點(diǎn)的控制

3.1臨時(shí)支座的安裝

簡支T梁的支座屬于臨時(shí)構(gòu)件，要求只需達(dá)到便于拆除和安裝、可以承受足夠大的壓力、具有良好的經(jīng)濟(jì)性幾點(diǎn)即可。

本工程采用可落式砂箱作為臨時(shí)支座，為了便于拆卸，砂筒的高度要比永久性支座略高5mm左右，砂箱采用1根φ250（內(nèi)徑）×13mm和1根φ220（外徑）×10mm的鋼管制做而成，內(nèi)鋼管一端用鋼板封口，內(nèi)填充砼，使用密實(shí)、干燥的細(xì)沙填充到砂箱內(nèi)部，立面形式見圖2。在設(shè)置可落式砂箱時(shí)，為了避免砂箱受潮，使用瀝清將砂箱外筒和內(nèi)筒之間的間隙填實(shí)、根據(jù)架橋機(jī)和T梁載荷計(jì)算，每個(gè)砂箱的承載力不小于200t，為了保證T梁安裝后，沉降較小，臨時(shí)支座內(nèi)的干砂在使用前要進(jìn)行預(yù)壓，實(shí)現(xiàn)體系轉(zhuǎn)換時(shí)，旋開放砂閥門，掏出砂子，撤除可落式砂箱臨時(shí)支座，使梁體支承在永久性支座上。

圖1 預(yù)制梁常見的斷面類型

圖2 臨時(shí)支座的安裝

使用這種結(jié)構(gòu)作為臨時(shí)支座，具有砂箱支座簡單，并且卸砂方便；靈活性高，受力比較均勻，并且可以根據(jù)實(shí)際需求增加砂的用量，容易控制高程等優(yōu)點(diǎn)。

3.2設(shè)置預(yù)制梁的反拱度

先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)一個(gè)比較關(guān)鍵的特點(diǎn)就是總荷載按連續(xù)梁受力、主梁荷載按照簡支受力。在連續(xù)梁階段施工時(shí)，跨中彎矩只有簡支梁的60%，簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)連接階段受到的彎矩以及簡支階段受到的彎矩差值會明顯降低；和簡支梁相比，梁體跨中上拱也會降低。不僅節(jié)省了結(jié)構(gòu)材料和預(yù)應(yīng)力筋的使用，并且也使梁體的結(jié)構(gòu)顯著改善。為了保證施工過程中橋面的平順性，在預(yù)制T梁時(shí)，為了將T梁后期的上拱度抵消，會向下設(shè)置一定的反拱度。

（1）按照設(shè)計(jì)要求，在完成預(yù)應(yīng)力筋的張拉時(shí)，梁體的荷載主要來自先期預(yù)應(yīng)力和自重。

（2）完成T梁的張拉后，通常需要1～3個(gè)月時(shí)間對不同體系進(jìn)行轉(zhuǎn)換。一般混凝土30天徐變量可以達(dá)到最終徐變45%左右，180d可以達(dá)到最終徐變75%左右。因此按照總徐變的60%進(jìn)行計(jì)算，構(gòu)件厚度按20cm、徐變系數(shù)按3.5計(jì)算，這段時(shí)間內(nèi)，混凝土徐變會使T梁上拱度增加20cm×3.5×0.6=42mm。

（3）完成體系轉(zhuǎn)換后，梁體會從簡支受力變成連續(xù)受力，由結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的下?lián)隙葧档?～14%。此時(shí)上拱度大約會增加（20+42）×（0.05～0.15）=3.2～9.2mm。本文按照10%進(jìn)行計(jì)算，上拱度會增加6mm。

（4）橋梁結(jié)構(gòu)瀝青層的施工大約需要40d～240d，在這段時(shí)間內(nèi)，混凝土產(chǎn)生的徐變占總徐變量10%左右，會使上拱度增加20×0.1×3.5=7mm。

（5）二期間荷載產(chǎn)生的下?lián)隙葹?0mm，由于施工是多次進(jìn)行的，梁體的剛度也會隨之增加，分次計(jì)算后此影響值大概為30mm。

（6）汽車活載也會對連續(xù)梁造成4mm的下?lián)隙取?/p>

綜上所述，需要在預(yù)制臺座跨中設(shè)置42mm+20mm+7mm+6mm-30mm-4mm=41mm的反拱度。

3.3連續(xù)T梁結(jié)構(gòu)的施工

（1）安裝模板。使用定制的組合鋼模板作為墩頂連續(xù)段的側(cè)模，一般使用厚度為4mm的鋼模板；背帶使用[6槽鋼按方形布置，并使用拉桿進(jìn)行加固；使用厚度為1.2cm的竹膠板作為底模。

（2）安裝波紋管、負(fù)彎矩鋼絞線、鋼筋。安負(fù)彎矩波紋管時(shí)，要注意將排氣管安裝在波紋管的頂部，保證波紋管暢通，負(fù)彎矩波紋管接頭要使用膠帶進(jìn)行密封并準(zhǔn)確定位；安裝鋼筋時(shí)，嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行。

（3）混凝土的澆筑施工。混凝土施工的重點(diǎn)是控制施工裂縫，本工程施工時(shí)在混凝土中加入了一定的膨脹劑，進(jìn)而達(dá)到抵消混凝土膨脹力的目的。由于本工程現(xiàn)澆混凝土位于兩個(gè)跨梁之間，為了保證跨梁的整體性，除了縱向鋼筋按規(guī)范進(jìn)行連接以外，還要將澆筑時(shí)間控制好，最好將澆筑時(shí)間控制在20℃以下內(nèi)。

3.4負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力筋的張拉

在先簡支后連續(xù)梁施工過程中，預(yù)應(yīng)力筋的張拉要在混凝土的齡期和強(qiáng)度達(dá)到要求后進(jìn)行，注意保證操作平臺和吊籃施工的安全性，對于同一個(gè)墩頂負(fù)彎矩鋼絞線在進(jìn)行張拉時(shí)，要注意保持左右對稱性。

3.5體系轉(zhuǎn)換施工

完成鋼絞線的張拉施工等壓漿體的強(qiáng)度超出設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，即可將臨時(shí)支座拆下。拆除時(shí)要注意遵循平穩(wěn)、均勻、對稱的基本原則。拆除臨時(shí)支座后要保證梁底和墩頂可以緊密貼合在一起。如果不將臨時(shí)支座拆除，會對永久支座兩側(cè)梁底混凝土產(chǎn)生拉力，破壞結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，對橋梁的安全性和牢固性都會造成一定的影響。

4.結(jié)論

先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁在施工時(shí)，由于結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化體系比較復(fù)雜，如果不能嚴(yán)格控制會對實(shí)際應(yīng)用效果造成影響，因此，要求施工人員做好各個(gè)環(huán)節(jié)的施工管理，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，提高施工質(zhì)量，促進(jìn)先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁施工的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

[1]陳奉民，張麗娟.先簡支后連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].公路交通技術(shù)，2006(01)：55-56.

[2]陳順.先簡支后連續(xù)預(yù)制箱梁預(yù)拱度控制技術(shù)[J].船海工程，2009(04)：69-72.

[3]陳強(qiáng)，黃志義，徐興.先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系臨時(shí)支座的合理拆除順序研究[J].橋梁建設(shè)，2005(01)：159-160.