混凝土彎梁橋施工探討

朱文芳

（臨沂市交通工程質量監(jiān)督站，山東 臨沂 276000）

混凝土彎梁橋施工探討

朱文芳

（臨沂市交通工程質量監(jiān)督站，山東 臨沂 276000）

本文首先介紹了彎梁橋結構特點及受載狀況，其次闡述彎梁橋布置構造并詳細探討彎梁橋施工技術。

彎梁橋；受載狀況；布置構造；施工

1 彎梁橋結構特點及受載狀況

探討混凝土彎梁橋施工前，先對其結構特點及受載狀況做一分析，以為施工提供相關參考，便于有所側重。下面主要從以下五方面展開：

1.1 彎梁橋因彎梁的特點，當受豎向載荷作用時，截面處會同時產生扭矩和彎矩，即彎-扭效應耦合作用，致使出現一定的撓曲變形，并且變形程度隨著橋跨徑的增大而加劇。

1.2 彎梁橋受載狀況及造成的變形程度受自身彎扭剛度影響顯著，且隨剛度比的增大呈現惡化趨勢。具體施工中，應合理選擇彎扭剛度比，以在確保彎梁不至于因變形過大而制約結構功能的發(fā)揮。

1.3 相比于同等跨徑的直梁橋，彎梁橋外緣梁的豎向撓度一般偏大(超出內緣梁的撓度)，嚴重情況下可能造成內外緣梁的支反力差別懸殊甚至出現負向支反力，這主要歸因于彎-扭耦合變形的作用。

1.4 彎梁橋各主梁的受載狀況不盡相同，尤其是恒載內力，呈現為不均分布態(tài)，其中外緣梁出內力值最大。

1.5 因彎梁橋橫隔梁承載著穩(wěn)定全橋同時阻礙橋整體扭轉的作用，故對固有剛度要求較高。施工中為減輕并消弱截面處出現的畸變變形，常設法加固橫隔梁或提高橫隔梁的強度。

2 彎梁橋布置構造

以平面為參照，彎梁橋布置構造遵循整體線型符合要求、路與橋間兼顧協配的原則。在布置形式方面，除主要選用圓曲線和反向曲線外，特定情況下也選取緩和曲線。但若以立體為參照，彎梁橋的布置構造原則以及布置形式與直線橋大致相同，內容也基本均包含梁高確定、橋梁分孔、墩臺形式選取以及結構形式選擇等。

單純就截面形式看，彎梁橋與直梁橋近無本質差別，多設置箱式、肋式、有板式和肋板式，其僅對截面橫向抗傾覆穩(wěn)定性要求較高，同時要求構造層面盡可能凸顯出非對稱性。但在具體施工中，截面形式需結合橋梁總體布置情況、橋梁特征性參數(如橋面寬度、橋梁跨徑)、支座布置形式和施工方案等方面合理選取。舉例來說，采取箱型截面梁以抵消截面處產生的扭矩和彎矩。但從方便施工和簡化彎梁橋結構的角度出發(fā)，普遍多選用變高度(適用于大跨徑橋梁)和等高度的截面形式。

3 彎梁橋施工

概述彎梁橋的施工，主要從彎梁橋支撐布設和彎梁橋預應力筋布置兩方面展開。

3.1 彎梁橋支撐布設，細分涉及水平支撐布設和垂直支撐布設

前者，水平支撐布設，布設目的在于消弱彎梁橋在水平面內的變形(因混凝土收縮、混凝土徐變以及混凝土溫度變化誘發(fā))。由于混凝土徐變誘發(fā)的變形不會造成橫橋方向的位移，故可沿用與橋梁伸縮縫相同的布置形式。然而因混凝土收縮和混凝土溫度變化誘發(fā)的變形致使橋梁各支撐點處均產生弦向位移，順勢造成橋梁活動端出現一定程度扭轉。對于此種情況，須沿橫橋方向施加一適宜的橫向約束力，以抑制彎梁橋的平面旋轉。與此同時，為確保橋墩能承受作用方向與橋軸線垂直的扭矩，應重新校核橋墩橫向抗彎強度，必要情況下可對橋墩進行加固處理。后者，豎向支撐布設，用以承受因活載偏載產生的扭矩以及彎梁橋主梁自重。相比于垂直支撐布設，豎向支撐布設需兼顧的方面較多，如確保伸縮縫的正常狀態(tài)、抵消因混凝土收縮、溫度變化和張拉等引起的變位。綜合考量，施工中多于橋臺兩端設置既可抵抗外扭矩亦可使橋面結構做切線方向位移的抗扭支撐，同時于橋梁中間單純布設鉸支撐或組合布設抗扭支撐與鉸支撐。需指出的是，對于大曲率半徑彎梁橋，由于半徑的影響使得彎-扭耦合作用削弱，若單純于中間布設獨柱墩，必致使因活載偏心產生的扭矩大部分傳遞至相鄰孔，造成梁體承受過大扭矩，引發(fā)不良后果。故此，須于橋墩上間隔布設組合式抗扭支撐和點鉸支撐，或于每個橋墩均布設能承受外扭矩的抗扭支座。另外，也可交替布設點鉸支撐于橋軸線兩側，以提升橋梁抗傾覆穩(wěn)定性。

3.2 彎梁橋預應力筋布置

由于預應力筋可消弱扭矩、截面彎矩和剪力，同時提高結構剛度、縮減結構尺寸，故在橋梁工程中應用較為廣泛。彎梁橋施工中，自然不例外。對于彎梁橋預應力筋布置，首要環(huán)節(jié)為依照相關公式計算預應力筋受載及預應力作用下彎梁產生的內應力。其次，遵循科學合理的布置原則。具體來說，彎梁橋因存在水平方向的扭轉，故要求預應力筋非但可抵抗水平曲率引起的附加彎矩，亦可抵抗外部載荷作用產生的豎向彎矩。但在預應力筋布置施工中，完全吻合的狀況極難實現，僅可部分消弱彎梁中因外部載荷而產生的截面內應力。為確保預應力筋的布置合理，以使之發(fā)揮最佳效用，施工中應立足于實際，遵循如下原則：

3.2.1 計算確定因外部載荷作用產生的扭矩、彎矩和剪力，并根據需要選擇性繪制彎梁橋內應力包絡圖。

3.2.2 參照抗彎要求確定施工所需布設預應力筋的規(guī)格和數量，對于彎梁橋，因跨徑較大致使恒載內力值偏高(約為總內力值的1/2)，布設預應力筋時可選用恒載內力圖，取部分活載或恒載作為預應力筋布設的數據參考。但因彎梁橋的預應力筋摩擦損失較為嚴重，在布設時需先進行估算處理，暫取值，后校核修正。

3.2.3 優(yōu)選筋束形狀，并采取移動抗彎預應力筋的方式以抵消外部載荷所產生的扭矩，進而得出更為合理且貼合工程實際的預應力筋束曲線并隨之定位鋼束位置坐標。當然該方法主要針對彎梁橋，倘若是曲梁橋，則應先逐跨分行后綜合。

3.2.4 計算剩余扭矩、剪切應力，以及各鋼束實載能力、預應力損失狀況，根據需要可相應設定非預應力筋和預應力筋以作補充，特殊情況下亦可適當增設局部索。

特別指出，對于混凝土彎梁橋，在梁平面曲率半徑較小情況下，腹板混凝土會受具有水平方向曲率縱向預應力筋的張拉而出現徑向壓力(測定發(fā)現數值較大)，為此在張拉過程中需給予著重考慮，一方面，采取適當措施防止預應力筋的崩出并同時校核腹板強度，以免出現不良狀況。另一方面，盡量布置預應力筋于腹板外側以增加其內包含混凝土的實際厚度或盡可能降低徑向力，也可采取設置防崩筋和中間橫隔板的形式，以間接提高彎梁橋的橫向剛度消弱預應力筋束的崩出力。不論采取哪種途徑，在布設防崩筋時均應注意，為防止筋出現松動，須確保其內側圓弧緊貼預應力筋束。

[1]謝智敏.彎梁橋常見問題分析[J].廣西交通科技，2003，(2):49-51.

[2]謝旭.薄壁箱形梁橋約束扭轉下翹曲畸變和剪滯效應的空間分析[J].土木工程學報， 1995，(4):12-14.

U445.7+2

A

1671-3362（2013）03-0147-01