慈維超 喬宇峰
傳統的簡支梁橋在梁銜接處通常設置成橋面連續,在行車荷載作用下容易出現破壞,造成橋面鋪裝出現早期裂縫,使橋面鋪裝使用壽命降低而極大地增加了橋梁的維修費用,同時,簡支梁跨中彎矩較大致使梁的截面尺寸和自重顯著增加,需要耗用材料多,造價較高。而傳統的連續梁結構復雜,同時不適于預制安裝施工,而往往采用支架現澆以至于造價昂貴且工期較長的后果。

圖1 簡支梁彎矩圖

圖2 連續梁彎矩圖
新型的先簡支后連續梁橋剛好克服了以上兩種橋梁的缺點,發揮了它們的優點:結構較簡單,施工方便,有利于采用工業化大規模預制生產并用現代化的起重設備進行安裝,大大節約了現澆用的模板支架等材料,降低了勞動強度;同時,橋面無斷點,行車舒適且支點負彎矩的存在使跨中正彎矩明顯減少,而減少材料用量及結構自重(通過圖1和圖2中簡支梁和連續梁彎矩圖的對比可更好的理解)。從而達到節約材料、降低造價、縮短工期、延長壽命、保證質量的最佳效果。
先簡支后連續橋梁一般3跨~7跨為一聯。某工程采用5跨箱梁為一聯的形式,如圖3所示,在1號,6號墩柱采用永久支座,在2號~5號墩柱采用臨時支座,圖3中a梁到e梁之間的陰影部分為濕接頭,通過綁扎預留鋼筋,澆筑混凝土的形式,再通過張拉頂部預應力鋼筋,從而使a梁到e梁從簡支梁實現連續梁的施工過程。
先簡支后連續橋梁施工的一般流程:
1)預制主梁,待混凝土強度達到設計強度的100%后,張拉正彎矩區預應力鋼束,壓漿并及時清理主梁底板通氣孔。
2)設置臨時支座并安裝好永久支座,逐孔安裝主梁,置于臨時支座上為簡支狀態,及時連接橋面鋼筋與橫梁鋼筋,見圖4。

圖3 簡支變連續梁

圖4 安裝預應力箱梁平面示意圖
3)連接接頭段鋼筋,設置接頭鋼束波紋管并穿束。在日溫最低時(不高于+15℃)澆筑連續接頭、中橫梁及兩側與頂板鋼束同長范圍內的橋面整體化混凝土。達到設計強度的95%時,張拉頂板鋼束并壓漿,見圖5。

圖5 濕接頭混凝土示意圖(一)
4)濕接頭完成后,由跨中向支點澆筑剩余部分的橋面整體化混凝土即濕接縫和人孔和手孔混凝土,澆筑完成后,拆除一聯內的臨時支座,完成體系轉換,見圖6,圖7。

圖6 濕接頭混凝土示意圖(二)
5)噴灑防水層、安裝伸縮裝置、進行橋面系施工。

圖7 預應力箱梁頂面封手孔、人孔平面示意圖
預制梁兩端鑿毛環節直接影響到濕接頭混凝土與梁體的連接效果。預制梁拆模后是進行鑿毛的最好時機,此時混凝土具有一定的強度,但還未達到最大強度,鑿毛比較省力。這個部位的鑿毛主要是去掉漿皮,一般使用多頭釘錘即可,又不會傷及梁體混凝土,效果最好。
某工程在施工前期多采用硫磺砂漿臨時支座,但發現有很多不足之處,后改用圓筒沙箱式臨時支座。從上述兩種支座的設計制作和實際使用中可以看出硫磺砂漿支座和沙箱式支座有各自的特點:
1)從制作上來看,硫磺砂漿支座制作起來較簡單,只需熬制硫磺砂漿灌入板,上覆高強砂漿抹平即可。沙箱式支座需用鋼管作沙箱,車絲扣做開關等相對復雜一點。2)從使用上看:硫磺砂漿支座易發生碎裂不能重復使用,而沙箱式支座不易破壞,在施工中容易操作,且可以重復使用。3)從經濟方面比較,硫磺砂漿支座單個制作成本低,但不能重復使用。沙箱式支座單個制作成本雖然高,但能夠多次重復使用,因此對于臨時支座數量較多的橋梁來說,用沙箱式臨時支座要比硫磺砂漿臨時支座經濟的多。4)從質量和安全上來講,硫磺砂漿支座需要通電熱熔,增加了安全隱患,較費時間,而且加熱時很容易影響到旁邊的橡膠永久支座,對梁體也有損害。沙箱式臨時支座不存在電加熱,對安全和質量無太大的影響。5)從環境保護方面來看,硫磺對周圍環境影響很大,無論是硫磺粉末還是加熱后產生的煙霧都會對動、植物產生危害,而沙箱式臨時支座在使用中對周圍環境無任何影響。因此,針對上述兩種常用的臨時支座在某工程中的實際應用,建議采用沙箱式臨時支座。
在現澆連續段預埋鋼筋的連接中可采用綁條焊或搭接焊,現澆段混凝土采用與梁板同標號的混凝土,為了防止現澆連續段混凝土在養生硬化過程中發生收縮性裂縫影響混凝土在二次張拉過程中的承載力和橋梁的整體受力性能,現澆連續段接頭混凝土添加微膨脹劑。梁端抗剪鋼筋及主梁連續鋼束的預埋位置要精確,梁端濕接頭由于空間小而且結構復雜,操作難度大,永久橡膠支座與底模之間的縫隙用經過防銹處理的鋼板或采用竹膠板制作的砂盒墊實密封,嚴防漏漿。
負彎矩二次張拉是對梁板頂面的預應力鋼束進行張拉,這是先簡支后連續橋梁同簡支梁橋的本質區別。預應力鋼束采用高強度低松弛鋼絞線,鋼束張拉采用兩面同時張拉,張拉順序從外側向內側,每次張拉一根鋼絞線,直到張拉結束。壓漿工作在張拉結束后及時進行。
通過對先簡支后連續橋梁的施工技術的介紹,能更加清晰的了解到該項技術的優勢,其不僅縮短了施工周期,提高了工程質量,還增加了行車的舒適性并且延長了工程的壽命。正是由于這項技術優勢非常明顯,就更需要對其不斷的完善和改進。
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