２０１０年第４期 （总第１９４期） 黑龙江交通科技
ＨＥ ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪＩ Ｎｏ．４，２０１０
（Ｓｕｒｎ Ｎｏ．１９４）
浅谈先简支后结构连续梁桥设计 张志伟，向长征 （湖南省航务勘察设计研究院）
摘要：先简支后结构连续梁桥的设计一直是—个不停探讨的问题，按桥墩支座多少分为单支座和双支座连续梁 桥，两种方法各有利弊。在实际情况中，如何选取合理的设计方式成为现在实际工程建设中急需解决的—个问题。 关键词：先简支后结构连续梁桥；设计；结构 中图分类号：Ｕ４４２ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１０）０４—０１０２一Ｏ１
１简支结构连续梁桥的基本形式 １．１连续端构造方式 （１）钢筋混凝土连续构造 将相邻跨钢筋混凝土或预应力板（梁）端伸出的钢筋连 接，浇注接头混凝土实现连接。由于钢筋混凝土连接构造在 墩顶负弯矩作用下开裂难以避免，所以，仅用于小跨径桥梁。 （２）预应力混凝土连续构造 除将相邻跨预应力板（梁）端伸出的钢筋连接外，在浇 注接头混凝土实现连接后，再通过预留孔道施加二次预应 力，用于跨径２Ｏ一５０ ｍ梁桥。 １．２基本结构 先简支后连续Ｔ形梁的常用跨径为２５—５０ ｍ。目前标 准图设计为３０ ｍ、４０ ｍ、５０ ｍ等，其梁高分别为１．８ ｍ、 ２．０ ｍ、２．２ ｍ、２．６ ＩＩ１。其主梁高度与活载标准、横截面形式、 主梁片数及建筑高度要求有关，可在较大范围内变化，通常 高跨比的可取范围在１／１５—１／２５左右。 ２墩顶湿接头构造设计 （１）对于单横梁单、双支座简支结构连续梁桥，在上述 简支梁构造改进基础上，将新浇钢筋混凝土墩顶横梁设计为 与简支梁形成整体，并对简支梁起嵌固作用。构造上，墩顶 横梁与简支梁同高，以端横隔板为侧模。设置由顺盖梁方向 的横梁主要纵向受力钢筋、简支梁纵向受力钢筋和足够的箍 筋形成的普通钢筋体系，设置由上缘纵向抵抗负弯矩预应力 钢筋以及可能因支座沉降需要的下缘纵向预应力钢筋形成 的预应力体系。 （２）对于双横梁双支座简支结构连续梁桥，在上述简支 梁构造改进基础上，设计强大的端横梁将多片简支梁形成整 体。构造上，端横梁高度与简支梁同高，设置由顺盖梁方向 的横梁主要纵向受力钢筋、简支梁梁肋、翼板纵向受力钢筋 和足够的箍筋形成的普通钢筋体系，设置由上缘纵向抵抗负 弯矩预应力钢筋以及可能因支座沉降需要的下缘纵向预应 力钢筋形成的预应力体系。 （３）对于简支刚构连续梁桥，在上述简支梁构造改进基 础上，将新浇钢筋混凝土墩顶横梁设计为与简支梁、桥墩盖 梁形成整体，并对简支梁起嵌固作用。构造上，构造上，墩顶 横梁与简支梁同高，以端横隔板为侧模。设置由顺盖梁方向 的横梁主要纵向受力钢筋、简支梁纵向受力钢筋、预埋于盖 梁的竖向钢筋和足够的箍筋形成的普通钢筋体系，设置由上 缘纵向抵抗负弯矩预应力钢筋、预埋于盖梁的竖向预应力钢 筋以及可能因基础沉降需要的下缘纵向预应力钢筋形成的 预应力体系。 ３支座体系设计 双支座简支结构连续梁桥支座受力不均、可能出现一排 支座脱空，从而导致桥墩偏心受压等现象的确存在，现行桥 规规定梁的单个支承点上纵向仅设一个支座也是为使桥梁 受力明确。单支座简支结构连续梁桥支座支承于墩顶梁端 湿接头混凝土结构上，新老混凝土接缝正处于剪力主梁最大 的部位，如果墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次预应 力建立不可靠，可能导致“连续”失效，进而危机桥梁结构安 收稿日期：２０１０—０２—０７ ・１０２・ 全。双支座简支结构连续梁桥支座支承于预制Ｔ梁混凝土 结构上，如果墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次预应 力建立不可靠，可能导致“连续”失效，一般不至于危机桥梁 结构安全。 鉴于目前墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次预 应力建立质量保证度不高，采用双支座简支结构连续梁桥不 失为避免出现桥梁结构安全的一种措施，但鉴于双支座简支 结构连续梁桥支座受力不均、可能出现一排支座脱空，从而 导致桥墩偏心受压的问题的存在，设计中必须考虑支座受力 不均、支座受力变化幅度大对支座耐久性以及桥墩受力的影 响。 ４先简支后结构连续梁桥总体设计 （１）简支连续梁每一联跨数一般不超过５跨。当桥梁 跨径达到３０ ｍ，桥梁纵坡达到２．５％，且墩高在１５ ｍ以上， 或其他墩梁刚度比适合墩梁固接时，原则上均采用简支刚构 连续梁桥，以便减少支座维护、更换等工作。对于２０ ｎｌ以下 跨径桥梁，原则上均采用简支桥面连续梁桥；对于２０ Ｉｎ以上 跨径桥梁，墩顶连续和墩梁固接应采用预应力构造，对于 ２０ ｎｌ左右跨径桥梁，可以采用以预应力空心板为基础的钢 筋混凝土结构连续设计，但应严格限制裂缝宽度。 （２）支承方式设计。 ①双支座简支结构连续梁桥支座受力不均、可能出现一 排支座脱空频繁出现，支座容易疲劳，影响使用寿命；另外，
一排支座脱空还会导致桥墩偏心受压负担增大，对桥墩受力 不利。另一方面，双支座简支结构连续梁桥支座支承于预制 Ｔ梁混凝土结构上，即使墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩 顶二次预应力建立不可靠，导致“连续”失效，一般不至于危 机桥梁结构安全（落梁）。同时，双支座简支结构连续梁桥 施工工序简单，特别是避免了支座转换，极大的方便了施工。 ②单支座简支结构连续梁桥受力体系及力学行为明确， 设计不可预见的不利因素少，理应具有更高的可靠性和耐久 性。但单支座简支结构连续梁桥支座支承于墩顶梁端湿接 头混凝土结构上，新老混凝土接缝正处于剪力主梁最大的部 位。如果墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次预应力建 立不可靠，可能导致“连续”失效，进而危机桥梁结构安全 （落梁）。 ③鉴于目前墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次 预应力建立质量保证度不高，采用双支座简支结构连续梁桥 不失为避免出现桥梁结构安全（落梁）的一种措施，但鉴于 双支座简支结构连续梁桥支座受力不均、可能出现一排支座 脱空，从而导致桥墩偏心受压（负担增大）的问题的存在，设 计中必须考虑支座受力不均、支座受力变化幅度大对支座耐 久性以及桥墩受力的影响。 ④按照简支梁（板）构造改进措施，只要墩顶现浇横梁 足够强大，预制梁（板）嵌入墩顶现浇横梁在２５ ｃｍ以上，墩 顶现浇横梁钢筋构造合理，并与预制梁（板）各种伸出钢筋 形成整体，墩顶连续施工（钢筋混凝土、二次预应力体系）质 量得到保证，采用单支座简支结构连续梁桥是合理的。 【下转第１０４页） 总第１９４期 黑龙江交通科技 第４期 一旦有异常情况，应及时组织人员进行处理。另外，在混凝 土浇筑结束后，应及时恢复因施工人员操作或设泵管所需而 被挪动的钢筋的正确位置。 混凝土浇筑完毕，待混凝土表面收水并开始硬化后要立 刻养生，在模板外侧及墩顶面洒水养护，混凝土浇筑完毕 ２４ ｈ后可拆除内模，拆模时要按设计图要求的先后顺序进 行，拆模要轻拉轻放，不要强拉硬掰。拆下模板后应将模板 上的残余混凝土清除，并将模板涂上一层脱模剂，准备下次 装模。拆模后必须派专人进行２４ ｈ养生，并连续７ ｄ。若拆模 后混凝土表面出现蜂窝、麻面现象，则应先将其局部处理，然 后用水泥浆进行填补，保证墩身颜色一致，棱角分明。修补 后用塑料薄膜包裹，进行湿润养护，同时避免上一节段墩身 混凝土浇筑时污染已浇筑的下部墩身。拆模后应对所有拉 杆孔用水泥进行填补，终凝后用砂布将其打磨平整，以保证 外观质量。 当混凝土浇筑后１２ ｈ左右，即混凝土强度达到２．５ ＭＰａ 以上时，即可对混凝土表面进行人工凿毛，凿毛后混凝土面 应露出新鲜碎石颗粒，然后用清水冲洗干净，以准备进行下 道工序施工。重复上述步骤，灌注第二节混凝土，绑扎第三节 钢筋，混凝土养护，拆除第一节模板安装至第二节模板上，依 此循环，钢筋接长绑扎—拆模、清理模板一翻升模板、组拼模 板一中线与标高测量一灌注混凝土和养生的循环作业，直至 达到设计高度。 ３．５模板翻升 翻模施工时，落模后需要将模板向外滑出再起吊，将第 一节模板用手动葫芦挂起在第二节模板上，松开并抽出第一 节模板之间的拉筋，用塔吊和手拉葫芦分别起吊第一节模板 的各部分并运至地面，清理模板涂刷脱模剂后，利用最顶上 的一层模板作为翻升直层模板的持力部分，在第二节模板顶 上安装固定第一节模板，重复以上操作至墩身浇筑完成。 ３．６墩顶施工 主墩顶部３ ｍ范围和过渡墩顶部２．５ ｍ范围为实心段。 当模板翻升至墩顶实心段底部时，拆除墩身内施工平台和脚 手架，搭设外侧施工平台和安装防护栏杆与安全网，浇倒数 第二节混凝土时在墩顶实心段底部预留实心段底模托架槽 口，安装实心段底模槽钢托架，铺上工字钢、方木和竹胶板作 为支架，安装封闭段模板。然后绑扎钢筋、安装外模板、灌注 混凝土、养生，墩柱施工高度至墩柱截面变化的底面处。 ４薄壁空心墩的测量控制 （１）组建精干的精测小组专门负责墩身的测量工作，配 备先进的测量仪器，确保墩身的线形控制。 （２）实行测量复核制度，对同一部位测量坚持两个人独 立测量复核。建立测量内业复核制度，测量资料复核无误 后，报监理工程师审查认可，方可用于施工。 （３）在第一次立墩身模板时，采用平面坐标法准确测放 出模板４个控制点的平面位置，采用三角高程法测放出模板 顶面高程，然后利用铅锤线检测模板安装的垂直度。 （４）在承台上南北面各布设两个水准点作为基准高程， 基准高程采用三角高程测量的方法从控制点用检定钢尺沿 墩柱向上传递。 （５）当第一节混凝土浇筑完成后，利用全站仪采用坐标 法在已施工完成的墩身混凝土面上放出四个控制点（一般 控制在混凝土边靠墩中心１０ ｃｍ左右），通过比较设计放样 的距离与现场实测距离的差值，来检查混凝土浇筑后的偏移 情况，同时也作为下一次模板调整安装的依据。模板安装完 成后用大垂球检查模板的垂直度，如此反复直到墩身混凝土 浇筑完成。 ５高墩外观质量控制 （１）采用同一厂家的水泥、砂石、外加剂、掺和料，确保 外观的一致性。 （２）针对混凝土泵送难、和易性差、颜色灰白的问题，调 整混凝土配合比，增加适量粉煤灰用量，加入高效缓凝减水 剂，降低水灰比，防止混凝土收缩，保证强度，增加可泵性。 （３）模板接缝采用厚１０ ｍｍ的海绵胶皮处理接缝，保证 接缝严密不漏，拆模后及时修复表面缺陷，及时养护，保证墩 身颜色一致、棱角分明。 ６结语 在高墩施工中正确选用合理的施工工艺十分重要。龙 潭沟大桥采用翻转模板施工，平均每个周期为５ ｄ左右，提 高了工效，很好地解决了混凝土、钢筋、模板的垂直、水平运 输问题，确保了工程的质量和施工进度，同时也取得了良好 的经济效益。它具有操作方便，易掌握，成本低，工期短，安 全等特点。它特别适用于跨度较大、地形条件比较复杂，大 型机械设备无法进场施工的地方，可推广到其它桥梁高墩施 工中。