先简支后连续的梁桥设计与施工要点

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先简支后连续的梁桥设计与施工要点

李前名１，姚庆贺２

（１．中铁二院武汉勘察设计研究院有限责任公司，湖北武汉４３００７１；

２．。中国市政工程西北设计研究院有限公司武汉分院，湖北武汉４３００５６）

【摘要】

先简支后连续结构体系因其同时具备了简支与连续体系的优点，被广泛应用于高等级公路

上的中小跨径桥梁中。分析了该桥型的力学特性，阐述了墩顶湿接缝混凝土的浇筑、张拉压浆以及体系转换顺序等设计与施工过程中需要控制的关键问题。

【关键词】梁桥；先简支后连续；设计；施工

【中图分类号】４４８．２１＋７

先简支后连续梁桥是近年来在高等级公路上广泛采用的一种桥梁结构形式。一般说来，简支梁桥结构简单，受力明确，易于在工厂大规模标准化预制，从而缩短施工周期。但同时它又有一些较大缺点：活载产生的跨中弯矩较大从而使截面高度和结构自重增大；支座处若采用伸缩装置，将不可避免地引起跳车，特别是在高速公路；若采用桥面连续，则又极易出现桥面的拉裂、脆断。连续粱桥避免了简支梁桥的上述缺陷，但其结构相对复杂，施工周期也较长。先简支后连续体系则既兼顾了简支与连续体系的优点，又很大程度上避免了两者的缺点，多用于高等级公路上单孔跨径为２０～５０ｍ的多跨梁桥中。

【文献标识码１

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先简支后连续梁桥成桥状态下是连续梁。因此，相对于简支梁，它减小了由活载与二期恒载所引起的跨中正弯矩；相对于一次落架施工的连续梁桥，它又减小了由自重引起的内支座截面的负弯矩。

一般情况下，从预制张拉、简支拼装到形成连续体系要经历２—３个月以上的时间，这一期间是混凝土收缩与徐变发生量最大的时期，全桥属于静定结构体系，混凝土的收缩与徐变的影响仅发生结构的变形而不产生次内力。在形成连续体系后部分的后期恒载（主要是桥面铺装）将会产生徐变次内力，但是与完全连续梁相比，其产生的徐变次内力要相应小得多…。

随着计算机和ＭＩＤＡＳ、桥梁博士等有限元软件的普遍应用，对各式桥梁的施工阶段分析已经非常方便。设计人员可以根据上述图式建立先简支后连续梁桥各阶段的结构模型，并施加相应荷载，求出施工阶段及运营状态下各截面的内力，估算预应力及普通钢筋用量然后再配筋验算。

１先简支后连续梁桥的力学特性分析

先简支后连续梁桥的施工方法是先按简支梁规模化施工，后用湿接缝把相临跨的梁块连接成连续梁，从而得到连续梁优越的使用效果。施工步骤及各阶段的受力图式如图１所示。

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２先简支后连续梁桥的设计与施工要点

总体说来，先简支后连续梁桥结构及施工工艺并不复杂，墩顶湿接缝混凝土的浇筑、张拉压浆以及体系转换顺序的选择是设计与施工过程中需要控制的关键问题。２．１湿接缝的设计与施工

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二期竹载（栏杆及桥而铺装等）ｇ．

在先简支后连续梁桥的设计与施工中，主梁连续一般有

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两种措施：（Ｉ）仅在后现浇内支座（湿接缝）处设置非预应力钢筋，先将梁端预留普通钢筋连接后即浇筑湿接缝混凝土。这种方法简单易行，但在负弯矩作用下桥面会开裂．对结构的耐久性非常不利；（２）在上述措施的基础上，再在墩顶现浇段及主梁两端一定范围内布设预应力短束，以抵抗支座负弯矩（图２）。

由于内支座截面负弯矩主要由活载产生，文献［２］建议该区域截面抗弯强度设计采用部分预应力概念，即在后浇的内支座区域设置预应力筋，同时设置少量普通钢筋以改善内

［收稿日期］２００８—０３一１３

［作者简介］李前名（１９８１一），男，工学硕士，助理工程师，主要从事桥梁设计工作。

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图１先简支后连续粱桥各阶段计算囤式

（１）在完成下部结构施工后，架设各段预制梁，此时全桥为简支体系，受梁体自重作用；

（２）连接梁端预留普通钢筋，浇筑墩顶湿接缝，张拉负弯矩预应力钢束；

（３）拆除Ｉ临时支座，安装永久支座，施工栏杆及桥面铺装，此时全桥为连续体系，增Ｊ］ｕＴ二期恒载作用；

（４）运营状态，全桥以连续体系承受活载作用。

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压浆完成后，方可进行落梁、拆除临时支座。不同的临时支座拆除顺序会引起该类结构体系不同的应力重分布。“依次拆除”和“对称拆除”均会使梁板产生不同程度的附加挠度，产生相应的不利附加应力；“隔端拆除”不会引起附加挠度及相应的附加应力，更有利于临时支座拆除过程中梁板的安全。当跨数，ｖ≥５时，临时支座拆除的合理顺序为“隔端拆除””ｊ，跨数Ｎ＜５时，可采用“对称拆除”。

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圈２湿接缝段结构示意

支座区域的结构性能。梁端预埋纵向普通钢筋主要起抗剪作用，其连接方式一般有搭接焊、帮条焊或套筒压接接头等。因预埋普通钢筋一般直径较大且间距较小，纵向两预制梁端伸出的钢筋长度连接不足。无法采用搭接焊；如采用帮条焊，则焊接质量不高，所以宜采用挤压套筒连接ｐ１。

浇筑湿接缝混凝土前，应将该区域梁顶板混凝土凿毛

１

３工程实践

某双幅７跨２０ｍ高速公路桥，采用先简支后连续结构体系，每幅３车道，桥面净宽１１．２５ｍ，主梁为４片小箱梁，设计荷载为公路一Ｉ级荷载。墩顶连续段纵向长度为０．６ｍ，预制箱梁及连续段湿接缝均采用Ｃ５０混凝土。单片箱梁边跨配置

ｃｍ左右，在浇筑混凝土时湿润表面并座浆，以保证新老混凝

土的良好结合。现浇段及梁端部须预留预应力孔道，施工时应严格控制孔道位置的偏差。待湿接缝混凝土强度达到设计强度９５％以上时张拉负弯矩预应力短束，张拉时应保证主梁预制龄期不少于９０ｄ，梁端接头合龙温度应在日照温度最低时进行，然后进行孔道压浆封锚。湿接缝混凝土的浇筑及预应力束的张拉顺序会对结构的受力情况产生影响，纵向上合理的施工工序为：当跨数Ⅳ≤５时，采用“对称浇筑，对称张拉”；跨数Ｎ＞５时，采用“隔端浇筑、隔端张拉州“。张拉每一墩顶负弯矩束时，横向应采用由两边向中问对称张拉的方式。

负弯矩束的锚固一般有三种方式：（１）锚于顶板上表面；（２）锚于顶板下表面；（３）锚于横隔板或主梁底板。由于后两种方式张拉钢束时施工人员处于悬空状态，需要搭设活动式脚手架，难度及危险性较大，故多采用第一种方式，用扁锚将负弯矩短束锚在桥面板上。这种方式张拉施工较为简单，但是有一些缺陷：首先，钢束的布置与支座处负弯矩的分布不一致；其次，锚端混凝土块成为桥面铺装的一部分，不便于维护，一旦开裂难以修复。且若铺装层开裂漏水势必影响锚具及预应力束的耐久性。因此，施工时需要严格控制桥面防水层及铺装层的质量。笔者认为如有条件应尽量考虑采用后两种锚固方式。２．２临时支座的拆除

临时支座一般有硫磺砂浆支座和砂筒支座两种。砂筒支座的拆除比硫磺砂浆支座方便，但是其占据空间较大，需加大盖梁尺寸。待一联梁板的所有连续段预应力短束张拉、

６束划１５．２预应力钢绞线，中跨配置６束３∥１５．２钢绞线，采用ＧＶＭ锚具；连续段负弯矩短束采用４束制１５．２＋１柬

５４，’１５．２钢绞线，采用ＧＢＭ锚具，锚于箱梁顶板预留的齿板上，另外顶板配置２３Ｉｑｂｌ６，底板配置１１ｑｂｌ６普通钢筋。

４结束语

根据笔者的工程实践，先简支后连续梁桥相比同等跨度的简支梁桥可以节省钢材和混凝土的用量，而且在技术难度较低、施工周期较短的情况下获得了连续梁桥一样的使用性能，特别是对于孔数较多的长大桥梁，其经济效益和社会效益非常可观。在该类桥梁的设计与施工过程中，把连续段普通钢筋及预应力筋的配置、湿接缝混凝土的浇筑、负弯矩束的张拉以及临时支座的拆除作为要点进行控制，是保证工程质量的关键ｊ

参考文献

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（上按第１８７页）

４

准确的钢绞线弹性模量值。

参考文献

结束语

（１）在预制台座底设置向下预拱度，成功解决了Ｔ梁

反拱值偏大影响桥面混凝土铺装的问题。

（２）采用附着式振动器与插入式振动器相结合的振捣工艺，有效地保证了“马蹄形”部分混凝土的密实，保证了Ｔ梁外观质量。

（３）钢绞线弹性模量对钢绞线的伸长量影响很大，施工中对每批（次）进场的钢绞线都要求进行检测，以取得

［１］杨文渊．桥梁施工工程师手册［Ｍ］．北京：人民交通出版社。

２００６．

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先简支后连续的梁桥设计与施工要点

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

李前名， 姚庆贺

李前名(中铁二院武汉勘察设计研究院有限责任公司,湖北武汉,430071)， 姚庆贺(中国市政工程西北设计研究院有限公司武汉分院,湖北武汉,430056)四川建筑

SICHUAN ARCHITECTURE2009，29(1)1次

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本文通过在预应力混凝土T梁埋设传感器，测量应力的试验方法来研究先简支后连续预应力T梁预应力损失的规律。在2座先简支后连续桥梁的8片梁和4个湿接缝位置埋设传感器，得到了先简支后连续桥梁每一施工步骤实测梁应力变化值。分析实测梁应力变化值与理论计算应力变化值之间的关系得出以下结论：①通过对比分析实测数据和理论计算数据，可知实测应力与理论应力的整体变化趋势是吻合的，对于施工控制还是具有指导意义的。

②由于混凝土浇筑后预应力混凝土T梁底板与台座接触，不能自由收缩，而

且测试过程中梁体温度随时间变化是个降低的过程，所以梁体内部会产生拉应力。③由于单片梁张拉预应力后，预应力混凝土T梁边界条件变为简支状态，浇筑时产生的拉应力部分被释放，所以混凝土浇筑后7天的应力累加值比单片梁张

量零点应该选在浇筑混凝土后的第一天比较恰当。

关键词：先简支后结构连续体系；预应力损失；收缩徐变

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引证文献(1条)

1.丁勇文 先简支后连续桥梁结构与施工[期刊论文]-中国高新技术企业 2009(24)

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