淺談先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)橋梁

摘要：先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)橋梁由于工期短、行車(chē)舒適、后期養(yǎng)護(hù)少等優(yōu)點(diǎn)，在山區(qū)高速公路的橋型選擇中備受青睞。本文結(jié)合福建省武邵高速公路數(shù)十座預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)T梁橋中最關(guān)鍵一道工序一固結(jié)墩墩頂濕接縫的施工，淺談該橋型施工。

關(guān)鍵詞：先簡(jiǎn)支后連續(xù)；剛構(gòu)橋；固結(jié)墩；濕接縫；優(yōu)化設(shè)計(jì)；施工

1概況

簡(jiǎn)支梁橋因受力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單，能很好的適應(yīng)墩臺(tái)基礎(chǔ)的不均勻沉降，而且上部結(jié)構(gòu)集中預(yù)制可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，質(zhì)量有保證，上、下部結(jié)構(gòu)可平行施工，大大縮短工期；但簡(jiǎn)支梁橋也存在很大的缺陷；跨中彎矩較大，致使梁的截面尺寸和自重顯著增加，設(shè)置較多的支座和伸縮縫，不利于行車(chē)舒適，后期養(yǎng)護(hù)工作也較多。與簡(jiǎn)支梁橋相比，連續(xù)剛構(gòu)橋無(wú)斷點(diǎn)，行車(chē)舒適，且由于墩頂負(fù)彎矩的卸載作用，使跨中正彎矩值明顯減少，從而減少材料用量及結(jié)構(gòu)自重；但是傳統(tǒng)連續(xù)剛構(gòu)橋，需分段施工不僅工藝繁瑣且工期較長(zhǎng)。為解決這個(gè)矛盾，一種綜合簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)剛構(gòu)梁橋優(yōu)點(diǎn)的橋型——先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)粱橋應(yīng)運(yùn)而生。先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)橋有明顯的優(yōu)點(diǎn)：(1)減少了支座、伸縮縫的數(shù)量，不僅行車(chē)更為順暢而且減少了后期的維護(hù)工作；(2)工廠化大規(guī)模生產(chǎn)，保證質(zhì)量，上、下部結(jié)構(gòu)同時(shí)施工，大大縮短工期。在山區(qū)高速公路的橋型選擇中，因墩高抗推剛度小，先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)梁橋可采用墩梁固結(jié)，下部結(jié)構(gòu)的尺寸也可以減小，相應(yīng)的造價(jià)也會(huì)減少，所以該橋型備受青睞。

2受力分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

本文以武邵高速某連續(xù)剛構(gòu)T梁橋的40roT梁為例，淺談先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)、受力及優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2、1結(jié)構(gòu)分析

(1)該結(jié)構(gòu)由預(yù)制梁段、現(xiàn)澆梁段組成；(2)預(yù)制T粱先簡(jiǎn)支于墩頂，然后與墩頂預(yù)留鋼筋錨固形成墩梁固結(jié)的過(guò)程即為體系轉(zhuǎn)變過(guò)程；(3)體系轉(zhuǎn)換后，墩頂濕接縫在縱、橫、豎向分別連接兩跨T梁、同跨T粱的端橫隔梁及蓋梁和T梁。

2、2受力分析

比擬剛度相同的剛架只受均布荷載作用，對(duì)比簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)剛構(gòu)橋的彎矩和剪力圖可得：(1)連續(xù)剛構(gòu)橋的墩頂處承受最大的負(fù)彎矩；(2)墩頂?shù)募袅Ρ仍O(shè)計(jì)簡(jiǎn)支梁梁端所受剪力還大。墩頂濕按縫承受著最大彎矩和最大剪力，為連續(xù)剛構(gòu)梁橋的最危險(xiǎn)截面之一。

2.3優(yōu)化設(shè)計(jì)

為體現(xiàn)與傳統(tǒng)連續(xù)剛構(gòu)橋的工期優(yōu)勢(shì)，綜合墩頂濕接縫的受力分析，設(shè)計(jì)單位主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。下面以40roT梁為例。(1)在預(yù)制T梁染肋頂部和底部各預(yù)埋了一排粗鋼筋伸出錨端，施工中縱向兩片T梁的鋼筋連接在一起，主要作抗剪用；(2)在T梁板頂板中設(shè)置抗負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力筋；(3)蓋梁預(yù)埋數(shù)百根粗鋼筋，鋼筋預(yù)埋錨固長(zhǎng)度≥1.0m，外露預(yù)留長(zhǎng)度≥0.5m，與墩頂鋼筋連接在一起；(4)濕接縫采用與T梁同標(biāo)號(hào)的微膨脹小石子砼澆筑；(5)墩頂兩側(cè)6m范圍內(nèi)橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)加密。

3濕接縫施工工藝

墩頂濕接縫施工順序：T梁預(yù)制→吊裝置于墩頂鋼板→現(xiàn)澆墩頂濕接縫砼→養(yǎng)護(hù)→施加預(yù)應(yīng)力→橋面系施工

4施工難點(diǎn)

4、1固結(jié)墩蓋梁施工

固結(jié)墩與連續(xù)墩蓋粱外形極為相似，一些技術(shù)人員易將二者混淆，沒(méi)有在固結(jié)墩蓋粱里預(yù)埋連接鋼筋，造成極大的損失。所以在施工前，熟悉圖紙，結(jié)合設(shè)計(jì)交底，完全領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖是非常重要的。墩頂預(yù)埋鋼筋達(dá)400多根，且須與固結(jié)墩現(xiàn)澆段鋼筋相互對(duì)應(yīng)，如何在密集的蓋梁骨架筋內(nèi)精確預(yù)埋鋼筋是非常棘手的問(wèn)題。經(jīng)對(duì)多種技術(shù)方案比較論證后，最終選擇在地面的鋼筋加工區(qū)全部綁扎好，用自行設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易吊裝扁擔(dān)，將蓋梁骨架鋼筋整體吊裝至底模上。預(yù)埋筋在預(yù)埋時(shí)，分別點(diǎn)焊于蓋粱骨架筋，再用橫向鋼筋通排連接，避免澆注砼時(shí)發(fā)生偏斜，如有偏斜，收面時(shí)扶正。由于蓋梁鋼筋密集，極易造成振搗不實(shí)，施工中采取如下措施：(1)對(duì)砼粗集料的粒徑進(jìn)行嚴(yán)格控制，最大粒徑不超過(guò)結(jié)構(gòu)最小邊尺寸的1／4和鋼筋最小凈距的1／2；(2)澆注砼時(shí)采用直徑3cm的振搗棒配合大直徑振搗棒振搗密實(shí)，安排專(zhuān)人振搗。嚴(yán)格按規(guī)范要求操作，杜絕漏振和過(guò)振。

4、2舊砼面處理

處理對(duì)新老砼連接面的抗拉強(qiáng)度息息相關(guān)，筆者曾查閱了一些試驗(yàn)資料，資料顯示；對(duì)于施工縫鑿去砼表面水泥浮漿，再鋪水泥砂漿，抗拉強(qiáng)度與同時(shí)澆注的砼比較折減率約為0.9，如不除去舊砼上的浮漿，則抗拉強(qiáng)度僅為處理后強(qiáng)度的一半，因此對(duì)舊砼面進(jìn)行較好的處理是很重要的。墩頂濕接縫是連續(xù)剛構(gòu)橋最危險(xiǎn)截面之一，加之工作面非常狹小，最窄處僅為0.4m。如何確保新舊砼間良好的粘結(jié)，成為結(jié)構(gòu)體系成功轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵工作之一，也是難點(diǎn)之一。為此，在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也吸取了福建省其他在建高速公路的的經(jīng)驗(yàn)，全線統(tǒng)一采用帶金剛鉆頭的鑿毛機(jī)械，不僅確保了鑿毛質(zhì)量而且提高了工作效率。在T梁出坑前，將梁端頭砼表面的水泥砂漿和松散層全部鑿除，且用高壓水沖洗干凈。同時(shí)，T梁尚未吊裝前，采用同樣的方法，將墩頂砼面的水泥砂漿和松散層全部鑿除，沖洗干凈。與常規(guī)的先吊裝后鑿毛工藝相比，不僅確保了鑿毛質(zhì)量而且提高了工作效率，更重要的是提高施工安全性。

4、3安裝預(yù)應(yīng)力束道

該橋40mT梁主梁的正彎矩預(yù)應(yīng)力鋼束按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)，現(xiàn)澆連續(xù)區(qū)負(fù)彎矩鋼束按部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)。為防止預(yù)應(yīng)力筋與管道之間摩擦引起的應(yīng)力損失增加及改變預(yù)應(yīng)力筋的受力，應(yīng)嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力束道的位置。束道在兩預(yù)制梁端與現(xiàn)澆段相接處的位置偏差應(yīng)控制在2mm以?xún)?nèi)。在現(xiàn)澆段中預(yù)埋與預(yù)制粱中同種材料的預(yù)應(yīng)力束道，須與預(yù)制梁段對(duì)應(yīng)束道順接，確保連接可靠，不漏漿。

4、4澆注現(xiàn)澆砼

根據(jù)該段的受力情況，設(shè)計(jì)上采用與預(yù)制T梁相同標(biāo)號(hào)的C50砼，為解決墩頂濕接縫砼澆筑后，砼在養(yǎng)護(hù)及強(qiáng)度增長(zhǎng)過(guò)程中，由于收縮而引起的新老砼粘結(jié)不牢，甚至產(chǎn)生界面裂縫。采用“微膨脹高強(qiáng)度流態(tài)砼”工藝技術(shù)，以便新、老砼之間產(chǎn)生粘結(jié)力。因鋼筋密集，規(guī)定砼石子的粒徑不大于2cm。根據(jù)配合比，嚴(yán)格控制各材料用量，澆注砼時(shí)采用小直徑振搗棒配合大直徑振搗棒。砼振搗時(shí)，應(yīng)避免碰到波紋管。防止漏漿，最后用平板式振搗器，確保現(xiàn)澆段砼密實(shí)。

4、5養(yǎng)生

砼澆注完畢，為防止早期收縮裂縫，最好在搗實(shí)抹平后即用塑料薄膜覆蓋，在砼初凝前，掀開(kāi)塑料薄膜，砼會(huì)泛水至表面，這時(shí)進(jìn)行二次收漿，以控制平整度及防止出現(xiàn)裂縫，此時(shí)再拉毛處理，確保與橋面鋪裝層的粘結(jié)。收漿完用土工布?jí)靖采w，定人定時(shí)灑水，確保全濕潤(rùn)。新澆筑砼需10天以上的潮濕養(yǎng)護(hù)期，以便得到膨脹劑充分發(fā)揮效能。

4、6張拉預(yù)應(yīng)力束及壓漿

待固結(jié)墩現(xiàn)澆砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90％，方可張拉第一批負(fù)彎矩鋼束，后批負(fù)彎矩鋼束應(yīng)待前批負(fù)彎矩鋼束張拉槽封槽砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80％后，方可張拉。預(yù)應(yīng)力束采用扁錨錨固，用千斤頂對(duì)預(yù)應(yīng)力束中的每根預(yù)應(yīng)力筋逐根張拉錨固。張拉完畢后封錨并及時(shí)壓漿。

5結(jié)語(yǔ)

固結(jié)墩墩頂濕接縫現(xiàn)澆段工程量雖小，但工序繁瑣且專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，“一著不慎，全盤(pán)皆輸”，每道工序都會(huì)直接影響到整座橋梁的質(zhì)量，應(yīng)針對(duì)每道工序做好現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底工作，而且組織專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍施工。

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作者簡(jiǎn)介

姓名：黃仁剛(出生于1981年4月)

性別：男學(xué)歷：本科

職稱(chēng)：助理工程師

研究方向：道路橋粱設(shè)計(jì)與施工