簡支變連續(xù)梁橋中的關(guān)鍵工序探討

鄒俊志 鮑洋

摘 要：先簡支后連續(xù)梁橋因施工便捷且能保障橋梁連續(xù)性被廣泛應(yīng)用。首先對(duì)該體系的施工工藝進(jìn)行介紹，即“三步成橋”，進(jìn)而介紹先簡支后連續(xù)橋梁施工中的關(guān)鍵工序—連續(xù)段的施工和臨時(shí)支座的安裝與拆除，并介紹相關(guān)支座種類、優(yōu)缺點(diǎn)及拆除順序，通過有限元方法得出最優(yōu)拆除順序?yàn)椤案舳瞬鸪薄?/p>

關(guān)鍵詞：橋梁施工過程;連續(xù)段;臨時(shí)支座;先簡支后連續(xù)

簡支梁橋因施工簡單且工藝成熟被廣泛應(yīng)用。但成橋后的簡支梁橋由于伸縮縫的存在，會(huì)出現(xiàn)“跳車”現(xiàn)象，進(jìn)一步加速伸縮縫的破壞，形成惡性循環(huán)縮短橋梁的使用壽命。而連續(xù)梁橋剛度大，變形小，行車舒適，但施工工藝復(fù)雜，工期長。簡支變連續(xù)結(jié)構(gòu)體系有效地結(jié)合了兩類橋型的優(yōu)點(diǎn)，施工簡便且能有效縮短工期，受力性能良好，行車平穩(wěn)，滿足當(dāng)今公路及鐵路的舒適要求[1]。

1 施工工藝

簡支變連續(xù)梁橋的施工工藝通?？筛爬橐韵氯剑汉喼Я憾蔚跹b→連續(xù)段施工→拆除臨時(shí)支座完成體系轉(zhuǎn)換[2]。在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換之前，連續(xù)段的施工使橋梁在型式上成為連續(xù)體，但此時(shí)橋梁整體荷載仍由臨時(shí)支座承受，仍是簡支受力狀態(tài)。而臨時(shí)支座的拆除后，整個(gè)橋梁及橋上荷載將全部轉(zhuǎn)由永久支座承擔(dān)，橋梁在結(jié)構(gòu)上成為連續(xù)體。因此，在先簡支后連續(xù)橋梁的施工中，控制性工序?yàn)檫B續(xù)段施工及臨時(shí)支座的安裝、拆除。

2 橋面連續(xù)

橋面連續(xù)常指兩個(gè)方面。一是梁上現(xiàn)澆混凝土板連續(xù)，在混凝土板內(nèi)沒有布置預(yù)應(yīng)力筋或普通鋼筋;二是組合梁的橋面連續(xù)，混凝土板作為結(jié)構(gòu)自身的一部分，后澆或預(yù)制，通常用預(yù)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)連續(xù)，屬橋面板連續(xù)。盡管橋面連續(xù)緩解了橋面原有伸縮縫帶來的影響，但這種主梁簡支、橋面連續(xù)大量普及的同時(shí)，仍有許多問題有待解決。因此出現(xiàn)了“恒載簡支、活載連續(xù)、支座不轉(zhuǎn)換”的設(shè)想，即按簡支梁施工，在梁段接頭處澆筑混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后即認(rèn)為體系發(fā)生轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換方式雖然使體系更接近連續(xù)梁橋，但在支座處的負(fù)彎矩往往會(huì)使支座截面上緣出現(xiàn)裂縫而影響使用。因此“負(fù)彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)連續(xù)”想法的出現(xiàn)解決了開裂問題，使橋梁體系安全合理[2]。

2.1 連續(xù)段施工

混凝土澆筑前，為了防止混凝土的收縮徐變，在混凝土中摻入一定的膨脹劑，確保新舊混凝土緊密結(jié)合;混凝土澆筑時(shí)，根據(jù)配合比，嚴(yán)格控制各原材料用量，確?；炷恋膹?qiáng)度指標(biāo)[3];澆筑完成后盡快對(duì)混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)。

2.2 預(yù)應(yīng)力張拉

體系轉(zhuǎn)換過程中，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%以上時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，張拉過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注關(guān)鍵位移的應(yīng)變，避免張拉過程中出現(xiàn)局部開裂。同時(shí)在張拉過程中采用張拉力和張拉位移雙控方式進(jìn)行，確保張拉質(zhì)量。待張拉完成后，進(jìn)行管道壓漿質(zhì)量的檢查，防止漏漿，壓漿密實(shí)后進(jìn)行封錨施工[3-5]。

3 臨時(shí)支座

支座是一座橋梁的紐帶，起承上啟下的作用。簡支變連續(xù)梁橋中，臨時(shí)支座不僅要具備一定的承載能力，還必須方便拆除。臨時(shí)支座的種類很多，常用的臨時(shí)支座如木支座、磚支座等，在圬工橋和中小跨徑橋中應(yīng)用廣泛[3]。體系轉(zhuǎn)換即邊界條件的改變或結(jié)構(gòu)由靜定結(jié)構(gòu)變?yōu)槌o定結(jié)構(gòu)，其中最重要的一步就是臨時(shí)支座的拆除。由于臨時(shí)支座的拆除順序沒有固定的規(guī)范可循，所以在實(shí)際工程中往往比較隨意，但是支座拆除的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生撓度及應(yīng)力重分布，為了保證對(duì)主梁影響最小，需通過Midas有限元軟件計(jì)算分析得出連續(xù)端最優(yōu)應(yīng)力及主梁變形，臨時(shí)支座拆除示意圖如下圖1所示，為后續(xù)工程提供參考案例[4-5]。

結(jié)合上表1所展示的臨時(shí)支座拆除順序，圖1所示簡支梁段為6跨1聯(lián)，分別有臨時(shí)支座1、1'號(hào)，2、2'號(hào)，3、3'號(hào)，4、4'號(hào)，5、5'號(hào)。順序拆除即為從1、1'號(hào)依次向5、5'號(hào)拆除;先中間后兩邊即為先拆除3、3'號(hào)，然后拆除2、2'號(hào)和4、4'號(hào)，最后拆除1、1'號(hào)和5、5'號(hào);先兩端再中間即為先拆除1、1'號(hào)和5、5'號(hào)，再拆除2、2'號(hào)和4、4'號(hào)，最后拆除3、3'號(hào);隔斷拆除即為先拆除1、1'號(hào)、3、3'號(hào)和5、5'號(hào)，再拆除2、2'號(hào)和4、4'號(hào)[6]。

從上表1中可以看出，當(dāng)連續(xù)段為3時(shí)，三個(gè)工序最小應(yīng)力為0.89 MPa，但最大撓度為6 mm，對(duì)主梁不利，而相比工序3最大應(yīng)力為0.97 MPa，而最大撓度為5.1 mm，疊加起來對(duì)主梁影響最小，所以為最佳工序;相同的，當(dāng)連續(xù)段為4和5時(shí)，隔端拆除所產(chǎn)生的最大應(yīng)力和最大撓度疊加影響最小，為最佳拆除順序。

因此可得到連續(xù)段為3時(shí)，合理順序?yàn)橄葍啥嗽僦虚g，而連續(xù)段為4，5時(shí)，合理順序?yàn)楦舳瞬鸪？梢缘贸霎?dāng)連續(xù)端數(shù)為時(shí)，臨時(shí)支座的合理拆除順序?yàn)椤案舳瞬鸪盵6]。

4 結(jié)語及展望

簡支變連續(xù)梁橋以其受力合理、行車平穩(wěn)舒適的特點(diǎn)適用于高速公路、鐵路橋中，又因其結(jié)構(gòu)體系可顯著減少跨中正彎矩，而廣泛應(yīng)用于舊簡支T型梁橋的加固中。為了更好地完成施工中的體系轉(zhuǎn)換，詳細(xì)探討了臨時(shí)支座拆除順序?qū)χ髁旱挠绊?，得出了“隔端拆除”的合理順序，能更好的滿足工程質(zhì)量需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳強(qiáng)，黃志義.先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的概念及發(fā)展[J].鐵道建筑，2005（04）：1-3.

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[3]江大全，朱寶君，張苗，等.簡支轉(zhuǎn)連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)施工控制技術(shù)[J].施工技術(shù)，2017，46（S1）：970-972.

[4]劉亞楠.簡支變連續(xù)結(jié)構(gòu)體系中臨時(shí)支座拆除順序研究[J].鐵道建筑，2014（03）：27-29.

[5]陳強(qiáng).先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2012.

[6]陽治群.先簡支后連續(xù)梁臨時(shí)支座拆除順序探討[J].橋隧工程，2009（09）：122-123+136.