先简支后连续梁桥的结构特性及施工研究论文_刘萌

先简支后连续梁桥的结构特性及施工研究论文_刘萌

贵州虎峰交通建设工程有限公司 贵州 贵阳 550014

摘要:近年来了,我国的连续桥梁工程建设越来越多。在连续桥梁中,先支后支技术得到了越来越广泛的应用。本文后深入地讨论了这项施工工艺的优缺点、技术核心、质量管理手段等对应的衍生问题,希望能引起人们对先简支后结构连续桥梁施工技术的进一步重视,以期为桥梁建设提供对应的参考与指导作用。

关键词:先简支后连续梁;结构特性;预拱度

引言

在高等级公路桥涵中,主要以多孔中跨径桥梁为主。对于行车速度要求较高的桥梁,必须具备良好的连续性,但简支连续梁桥由于易开裂的缺点,使它在连续桥中所处地位较低。而现浇连续桥梁的施工较为复杂,所需的施工周期较长,适应不了高速发展的需求。结合上面所述桥梁的缺点改正并将它们的优点相结合后得到先简支后连续梁结构的桥梁。

1先简支后简介

先简支后结构连续是将预制好的简支T梁架设在临时支座上,然后通过预埋孔道与梁体事先预留的预应力负弯矩孔道连接,后浇筑混凝土,待混凝土强度满足张拉后要求后,再对梁体与连续段进行预应力张拉,使各简支梁成为一个连续的整体,待达到强度后拆除临时支座,完成体系转换。先简支后结构连续体系具有变形小,伸缩缝少的优点,有效避免了简支梁桥的波浪式跳车及伸缩缝损坏的问题。

2先简支后连续梁的结构特性

先简支后连续梁的结构与一般的连续梁及简支梁不同是由于在施工过程中,先简支后连续梁板的受力结构会从简支梁体系转化成连续梁体系,实现两个受力体系的转变,而这在简支梁和连续梁中是不存在的。

2.1结构类型

先简支后连续梁的结构多种多样,可按照不同的分类方法区分:(1)按照材料分可分为钢筋混凝土,预应力混凝土结构等。(2)按照预应力分可分为先张法和后张法预应力混凝土结构等。(3)按照断面形式分可分为T形、I形、槽形和箱形等。

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2.2主要构造

先简支后连续梁的主要构造有预制构件、连续段、现浇桥面板、桥面铺装等。

2.3先简支后连续梁的受力及变形特征

先简支后连续梁的受力情况,与简支梁和连续梁不同是由于先简支后连续梁在简支梁阶段时,简支梁的构件除了自重外还有施工荷载等,而在形成连续梁结构时,构件还要承载后期的车辆荷载,后期的预应力及使用时的其他荷载等。因此,先简支后连续梁的受力和简支梁或连续梁有较大的差异:先简支后连续梁相对于简支梁而言,其跨中弯矩较小;相对于连续梁而言,其支点处的负弯矩较小。先简支后连续梁的结构变形也与它们不同,主要在于先简支后连续梁的简支阶段变形在形成连续梁之后就受到约束,导致变形在两个不同的结构体系内进行,互不干扰。

2.4先简支后连续梁的特性

为研究先简支后连续梁的受力特性,可将其第一受力阶段与只有一次受力的连续梁进行对比,而其第二受力阶段的受力特性与组合连续梁基本一致。由于先简支后连续梁的施工可分为两个阶段,因此在进行结构的受力分析时应分为两部分进行受力的验算。(1)简支阶段的内力验算:简支梁的受力从桥梁进行分段及预制梁片进行拼装时已经开始,因此对于梁片的验算除了在吊装及运输过程,还需要在简支状态下进行荷载及自重的验算。对于施工荷载的验算,应根据具体的施工方法,选取最大荷载状态下的位置进行控制。(2)连续阶段的内力验算:在连续梁的支点处容易产生最大负弯矩,此外,在连续梁的跨中位置正弯矩往往比简支梁的小,在安装的过程中控制弯矩可以在简支状态下进行,故控制内力应该从设计的角度出发。

3先简支后连续梁桥的施工研究

3.1纵向湿接缝施工

(1)永久支座安装。主梁连续端口根据设计图纸的不同约有50-60cm不等宽度的竖向湿接缝,在纵向湿接缝作业之前,要求精准地将支座装配到位,支座表层要求以一种水平的形态呈现,并要求和梁底预埋的钢板贴合紧密。支座在体系转变之前要求处于非受力状态之下,只有这样才能保障支座的受力均匀,确保整体桥体的稳定与安全。(2)纵向湿接缝混凝土的浇筑。为确保纵向湿接缝的整体性,接口处混凝土要求使用与梁体规格相同强度的混凝土,并且在当天的最低温的条件之下进行接口处的浇筑工作,以此来减少接头区域梁体内部的温度应力。混凝土浇筑之前,要对负弯矩波纹管进行安装与连接工作,并确保管道的外部密闭和内部通畅,不得出现漏浆的情况。在浇筑之后要求使用对应的探孔装置进行检测,并在齿板区域借助压力水来清洁管道的内部。

3.2端部湿接头浇筑和连续段预应力筋张拉顺序分析

①简支梁架设完毕后,端部湿接头一起浇筑,由一端部开始依次向另一端部逐渐张拉连续段预应力筋;②简支梁架设完毕后,端部湿接头一次性浇筑,采用隔跨张拉连续段预应力筋,即先张拉 1 号、3 号端部,而后张拉 2 号、4 号端部;③简支梁架设完毕后,端部湿接头一起浇筑完毕后,对称张拉连续段预应力筋,即先张拉 1 号、4 号端部,再张拉 2 号、3 号端部;④浇注一个端部湿接头后,待到砼强度达到规定的强度以后张拉,而后浇注第二个端部湿接头,张拉第二个端部湿接头的连续预应力筋,依此类推;⑤隔端浇筑、隔端张拉,即先浇筑 1 号和 3 号端部湿接头,张拉连续段预应力筋;而后浇筑 2 号和 4 号端部湿接头,张拉连续段预应力筋;⑥对称浇筑,对称张拉,即先浇筑 1 号、4 号端部湿接头,当砼达到设计强度以后,张拉连续段预应力筋;而后浇筑 2 号、3 号端部湿接头,当砼达到设计强度以后张拉连续段预应力筋。

不同的后连续端部浇筑和连续预应力张拉顺序对后连续的整体效果有着一定的影响。其中,中支点受其影响最明显,支点负弯矩变化范围在 6% -11% 之间,支点应力变化范围在 6% -13% 之间。采用上述 6 种施工顺序,无论跨中、支点弯矩还是其应力,最小值几乎都出现在在工序 5 中。因此,上述 6 种施工顺序中最佳施工工序为“隔端浇筑、隔端张拉”。

4施工中需注意的问题及措施

(1)开展好相关的技术交底工作,全方位地理解设计与规划的意图,尤其是现场操作员以及技术人员必须要严格按照施工规划上的标准以及要求进行施工工作。(2)梁板预制过程要求确保湿接头预埋区域的精确程度,板面两端钢筋预留尺寸应当维持一致,可以比设计规划的长度稍短0.5cm,只有这样才可以为梁板的就位、钢套管挤压整齐制造出有利环境。通常情况下应尽可能地依照技术工艺中第4条的标准开展对应的接口钢筋处理工作,防止当所有梁板张拉完成后因工作环境差、工人劳动强度大而不能确保接头钢筋连接质量的问题发生。(3)梁体上老混凝土应该预先去皮,刚结束预制梁板的脱模工作,就应立即进行去皮施工,应该在梁板端部接头处进行去皮施工,还要在铰缝砼及梁上部负弯矩区梁顶位置进行凿毛的施工,避免所有梁板安设后,钢筋接头也妥善连接后,再进行这项施工,这会极大地浪费资源,并且导致施工效率降低。(4)应该稍微增加定型钢套管的标准长度,进而保障挤压锚固具备足够长度,能连接接头钢筋。因为永久橡胶支座都是水平形式设置的,并且桥面都具备横坡,在进行吊装作业时,临时支座高度要将横坡的因素考虑在内,也就是内侧临时支座一定要相较于外侧临时支座高出H(H=支座间距×桥而横坡)。

结语

综上所述,先简支后连续梁具有二次受力的特征,在结构的设计过程中均有特殊的要求。先简支后连续梁在施工过程中,应结合结构特性,对梁体的预拱度进行预先设置。由于本文篇幅的限制,对于先简支后连续梁桥的结构特性及施工研究仅仅限于预拱度的探讨,对于施工过程中所涉及的其他方面未能涉及,希望通过对施工过程中的其他工艺进行深入探讨以使先简支后连续梁的经济及社会效益达到最大。

参考文献

[1]刘忠新.先简支后连续梁桥施工技术.交通世界,2017(32):119-120[2018-01-27].

[2]周仁松.先简支后连续桥梁施工技术方案.交通世界,2016(03):82-83.

[3]洪汉江.先简支后连续桥梁体系施工优化研究.华南理工大学,2012.

论文作者:刘萌

论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期

论文发表时间:2018/12/29

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