预应力空心板先简支后连续受力性能研究

预应力空心板先简支后连续受力性能研究（精选7篇）

篇1：预应力空心板先简支后连续受力性能研究

先简支后连续桥梁湿接缝的施工技术研究

论述了先简支后连续梁的受力特点,详细介绍了湿接缝的施工过程、施工工艺和施工技术指标控制,对施工工序进行了分析,并提出了具体的`建议,以保证工程的施工质量和经济效益.

作 者：黄永 HUANG Yong  作者单位：海南省公路工程公司,海南海口,570206 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)：2009 35(25) 分类号：U445.4 关键词：桥梁施工   湿接缝   方法  

篇2：预应力空心板先简支后连续受力性能研究

浅析先简支后连续桥梁设计特点相关研究

本文先介绍了先简支后连续桥梁的型式特点,先简支后连续桥梁总体设计特点以及设计中常见的几种布梁方法,最后以实际工程为背景的深入研究不同截面应用范围及其合理性.

作 者：薛翔 周安平作者单位：江苏省交通工程集团有限公司刊 名：中小企业管理与科技英文刊名：MANAGEMENT & TECHNOLOGY OF SME年，卷(期)：2009“”(25)分类号：关键词：先简支后连续桥梁 设计特点

篇3：预应力空心板先简支后连续受力性能研究

关键词：桥隧工程,有限元,动力特性,结构性能,试验

以赵家大桥为工程背景详细介绍了该桥有限元模型的建模思路并进行了动力分析,结合理论计算和试验数据从自振特性、动力响应、动力冲击效应和应变增大系数等方面分析了桥梁的动力性能。动力理论分析和试验结果相互印证较好,说明有限元模型能够真实反应该桥的动力性能,表明了预应力混凝土先简支后连续桥梁结构的动力性能可以通过有限元理论进行比较准确的分析。

1 桥梁概况

赵家大桥位于重庆市开县赵家镇。桥梁按单幅二车道设计,桥梁全长为130.56m,桥面宽度为1.50m(人行道)+7.00m(车行道)+1.50m(人行道)=10.00m,。上部结构为3×40m预应力混凝土T梁,采用“先简支后连续”方法施工。横桥向布置4片T梁,采用C50浇筑。桥梁荷载等级为:公路I级,人群-4.00kN/m2。桥梁布置如图1、图2。

2 结构有限元建模

应用通用空间有限元分析软件ANSYS,采用BEAM44单元模拟桥梁结构主梁、MASS21单元模拟车辆集中质量。建模时以Y轴代表主桥横向,Z轴代表竖向,X轴代表纵向,主梁沿纵桥向每1m划分一个单元。考虑到装配式简支T梁间的横隔板仅对结构横向刚度有明显影响,对结构竖向刚度影响并不明显,故建模时耦合结构所有节点平面外自由度,仅建立单梁模型代替桥梁整体模型对其竖向振动进行分析。试验跑车重36.50t,全桥共4片T梁,因而对单片T梁进行分析时,取车重为9.125t,分析桥梁自由振动及车辆以不同车速在桥梁上移动时桥梁的动力响应,桥梁分析模型见图3。

3 模态分析与试验验证

3.1 模态分析

用子空间法,对桥梁进行模态分析,分析结果如图4:

3.2 动力特性试验结果

在结构测试截面布置高灵敏度振动加速度传感器,分别采用脉动及跑车对桥梁进行动力特性试验。试验结果如图5:

3.3 有限元分析结果与试验结果对比分析

提取结构模态分析结果与动力试验数据列于表1进行对比分析。

分析表1可以看出,实测频率大于计算频率,结构实际刚度大于理论刚度,依据表1可以算得赵家大桥测试截面全桥整体抗弯刚度设计值为1.1385×1010m4·Pa和跨中截面实际抗弯刚度为1.3850×1010m4·Pa。

由表1可知,基于频率结构刚度评价结果与利用校验系数刚度评价结果存在一定差异,二者差异百分比分别为5.7%、7.6%,在10%以内,可以认为前者的评价结果是可靠的,需要说明的是,这个差异包含了测试过程中各种随机因素的干扰。

4 桥梁行车动力响应分析及试验验证

4.1 行车动力响应简化分析模型

进行动力响应分析时按动力试验实际车辆及车速进行模拟;当前对车—桥耦合振动问题的模拟方法主要有移动常力模型、移动简谐常力模型,移动质量模型、四分之一车模型、二分之一车模型及整车模型等方法。

依据车桥耦合振动理论,将车辆荷载简化为单轴弹簧质量系统,如图6所示,M为车辆质量,v为行车速度。采用通用有限元软件ANSYS建立其车-桥耦合振动模型(如图6)。用MASS21单元模拟车辆质量,车辆轴重为M=9.125t;用COMBINE14单元模拟弹簧,参照文献确定弹簧刚度K=3.6×107N/m以及其阻尼C1=7.2×104kg/s,不考虑车辆的侧摆应效及点头应效,建立单轴弹簧质量与桥梁耦合振动系统。

4.2 动力响应理论分析结果

赵家大桥实测阻尼比为0.0059,属小阻尼振动,因而在此不考虑结构阻尼,分别分析在不同行车速度下桥梁的行车动力响应,分析结果如图7。

4.3 动力响应试验实测结果

5 动力增大系数实测值与理论值对比分析

由结构动力响应实测结果与理论分析结果处理得到测试截面冲击系数与应变增大系数列于表2、表3。

6结构性能综合评价

对上述结果进行对比和分析可以得出以下结论:

(1)分析图7～图10、表2～表3,动挠度和动应变响应曲线的计算值与实测值差异较小且二者随车速变化规律吻合较好,理论值稍大于实测值,同时也说明本文计算模型合理,理论上解决动力响应的方法可行。

(2)分析图11、表2、表3,动力增大系数理论值与实测值有一定差异,较之于实测值理论值偏小,由于在理论计算中没有考虑到桥面不平整度的影响,然而实测结果包含了这一因素,从而对测试结果有一定影响。理论值与实测值均大于规范建议取值,桥梁振动基频为3.19Hz,与车辆振动频率接近,二者振动频率耦合程度高,从而造成结构的实际冲击系数比规范取值高;动力增大系数在车速为20km/h时达到峰值。

篇4：预应力空心板先简支后连续受力性能研究

【关键词】先简支后连续桥梁；施工原理；施工流程；质量控制；工程案例；主梁预制

作为国民经济、社会发展与人民生活服务的公共基础设施，公路桥梁交通是衡量一个国家经济实力与现代化水平的重要标准。其公路工程建设向高等级公路建设迈进后，桥梁施工方式也得到了广泛的应用。随着我国高等级公路发展速度的不断提升，要求必须不断提升桥梁工程建设质量。目前主要选取装配式钢筋混凝土板梁作为小跨径高等级桥梁的形式，选取装配式预应力混凝土T梁作为中等跨径桥梁，针对大跨径预应力混凝土连续梁桥现阶段主要选取平衡悬臂浇筑法作为施工方式。因现浇连续梁施工复杂、难度大，往往选取先简支后连续施工方式达到预期施工效果。

一、先简支后连续施工原理

先简支后连续桥梁结构是指单独预制各孔多片箱梁，将适应于连续张拉的板顶负弯矩钢束、波纹管与预留钢束张拉齿板预埋于预制梁板顶内，并在临时支座上安装简支，随后将一道现浇混凝土连续接头设置于桥墩位置。利用二次张拉梁板顶面负弯矩预应力钢束可将各个跨形成整体，一联内的湿接缝、连续接头与负弯矩预应力钢束张拉结束后需将该联内临时支座拆除后，完成体系转换，形成连续桥梁结构体系，确保相近跨梁板连成整体同时受力的桥梁结构。先简支后连续桥梁主要是2跨机器以上预应力混凝土梁利用现浇混凝土形成的连续结构，其优点如下：

1、大刚度、变形小、伸缩缝不多及行车安全性强；2、在工厂对简支梁预应力钢束进行张拉，在主梁布置与张拉负弯矩预应力钢束，其施工时所需施工设备较少，只需吊装设备将主梁吊起，可避免地面因张拉预应力钢束造成阻碍；3、选取标准构件作为预制梁，通过工厂化统一生产、管理，可对技术操作提供便利，是缩短施工工期，全面提升经济效益。

二、工程案例

桥梁总长度为84米，可分为3跨，28米为標准跨径，27.96米为主梁总长度，14米为桥面净空，27米为计算跨径。预应力混凝土T型梁为其上部构造，1.7米为梁高；柱式墩身为下部构造，选取先简支后连续桥梁施工方式。桥梁立面如图1所示。该工程为预应力钢筋混凝土T型梁桥，选取50号混凝土施工主梁，30号混凝土铺装桥面。

图1 桥梁立面图

三、先简支后连续桥梁施工流程

1、主梁预制

当混凝土强度与设计强度规定相符后，需对正弯矩区预应力钢束进行张拉作业，并将主梁底板通气孔内的杂物清理干净，做好压浆作业。选取2端对称及张拉、张拉力、伸长量同时进行的双控法作为预应力。千斤顶就位后，需将主油缸先进行一定充油，确保预应力钢绞线绷紧，当钢绞线想规定初应力张拉时，停机对原始空隙进行测量并做好画线标注工作。

2、台座预制

在新建路基上进行预制场台座浇筑，级配碎石混合料调至于基层位置，以此确保平整与压实度符合施工规定。根据工程需要，选取50号混凝土施工面层，50厘米为其浇筑厚度。台座端部预制时需对梁体简支状态进行充分考虑，需将扩大基础设置于台座端部下方，其尺寸为2米x1米x1米。选取混凝土振动底座作为台座，并将铁板（1厘米）铺设到台座顶面，并进行抛物线形预拱度的设置，同时将活动台座块设置于吊点位置，梁体预应力施加后可去除，以此为吊具安装提供便利。汇水沟则可设置于横向相邻台座间。

3、T梁预制

选取立面整体定型钢模作为T梁预制的方式，5米为其纵向分节长度，每隔3米需将1台附着式振动器（7.5kw）安装到模板上。同时，为保证振捣作业的有效性，可选取螺栓连接模板，为拆装与再次利用提供便利。

4、张拉

在指定台座上加工预应力钢材，根据工程建设规范，相隔80厘米在台座进行一道架立钢筋固定波纹管道施加，一般选取特制接头管连接波纹管，并利用胶布将接缝位置密封，选取填充物填塞锚头、锚具内缩位置，避免预应力钢筋因漏浆、电焊等因素出现损坏。预应力钢绞线张拉施力流程如下：0—初应力—控制力。预应力施加实行应力和延伸量双控，必须将实际延伸量和设计延伸量误差控制在6%以下。完成全部梁体预应力施加后，需对梁体上拱度进行详细检查。

5、安装桥梁

因该工程为先简支后连续桥梁施工，安装桥梁前需进行临时支座设置及永久支座安装后，需对主梁逐孔安装，在临时支座上设置呈现简支状态，并对桥面钢筋和横梁钢筋进行及时连接。

通过双导梁自动伸缩进行架桥机平移作业。在桥头地面可实施架桥机拼装施工，随后通过龙门吊一片一片吊起安装，该过程需将支架设置于桥下，同时需对横向稳定性加以重视。作为自行式设备，龙门吊要求进行紧急保护装置的合理配置，为安全行驶提供便利。

通过龙门吊向架桥机起吊车位置吊运预制好的空心板梁，天车吊起梁板后，顺着架桥机主梁向架桥孔吊运，最终放置于墩顶横移滑道上。将悬臂三角形支架分别设置在帽梁上下游位置，并和帽梁内预埋件焊接定位。三角形牛腿需焊接到支架顶面，并将1台连续式快捷千斤顶（200KN）设置于牛腿后面起到牵引作用，牵引索为一根钢绞线（15.2毫米直径）。随后将一层隔离油毛毡铺设到帽梁顶支座垫石间，并进行临时支座垫石浇筑作业，确保所有支座垫石具有良好的平稳性。最后将钢板（30毫米）铺设到其上方作为滑道，此时需临时捆绑钢板和帽梁上预埋件，避免横移施工中出现滑道位移问题。

在墩顶横移滑道上放置箱梁，并将支撑设置于箱梁2侧，随后通过快捷千斤顶将其顺着滑道丁向设计位置移动。箱梁就位后，需立即连接相近箱梁间的现浇桥面板钢筋与端横梁钢筋，确保支撑体系的稳固性。伴随架桥机不断前移，工作人员在主梁节点下需不断进行滑板支垫作业，禁止在主梁下弦杆中部支垫滑板。将接应托架设置于前方墩，可达到主梁受力需求与降低悬臂端挠度。如架桥机向接应托架位置移动时，其前支腿与托架位置一致时，需停止移动，随后在托架顶滚轴位置顶起前支腿，随后将架桥机再次前移，确保前支腿与墩顶设计相符。选取千斤顶顶起前支腿，确保架桥机顶面平稳性，随后进行前支腿支承墩安装，落下千斤顶，在支承墩位置支承前支腿，做好连接工作。

四、先簡支后连续施工质量控制

1、为达到现浇段、箱梁施工要求，通常选取台阶马蹄状作为箱梁连接端头，并按照实际施工方式，对现浇段尺寸与台阶形式进行预留。临时支承设计需与承重梁板条件相符，并便于拆装作业。一般临时支座选取硫磺砂浆制作，并将电热丝埋入硫磺砂浆内，在转换体系时可利用电热法将临时支座解除。也可通过钢管与硬圆木或预制钢筋混凝土圆形块进行砂箱式临时支座的制作，在梁板架设时需利用试验对砂箱临时支座沉降量加以确定。通过搭接焊等方式连接现浇连续段预埋钢筋，要求现浇段混凝土和梁板混凝土标号相同，为避免养生硬化时现浇连续段混凝土出现收缩性裂缝，必须将微膨胀剂适当掺加到现浇连续段接头混凝土内。选取防锈处理的钢板等对永久橡胶支座、底模缝隙进行密封，避免漏浆现象的出现。

2、为便于拆装，临时支座必须具备较高强度及刚度。张拉预应力后，需确保永久支座和墩顶、梁底间具有良好紧密度。以现行施工方式分析，设置临时支座的方式较多，选用最多的为卸落砂箱支座。如选取该方式，需对砂箱承受T梁自重与架桥机重量后的沉降量进行充分考虑，并将空隙预留于梁底和盆式支座间。施工过程中各个砂箱产生的沉落量都会不同，极易出现T梁吊空问题，其主要处理措施如：第一，在受力后利用预压试验获得砂箱平均沉降量，并以此为现场临时支座安装提供依据，并对T梁安装标高和设计标高是否相同进行有效控制。第二，将支座垫石标高适当降低，进行混凝土梁靴预留，高度为3厘米。在湿接头浇筑时，需将一块钢板垫在盆式支座上，向钢板一次浇筑，形成混凝土梁靴。

五、结束语

综上所述，伴随我国社会经济发展速度的不断提升，部分桥梁工程以无法满足现阶段交通量发展需求，早期修建桥梁工程因设计、施工方法等因素，已呈现出诸多病害。如何延长桥梁工程使用寿命、确保行车舒适度已经成为施工企业必须重视的问题。先简支后连续桥梁施工方式作为桥梁工程建设的重要技术之一，其技术水平的高低直接影响着工程建设的质量。基于经济性原理分析，该技术的应用，不仅可以提升工程质量、增加使用年限，还能降低工程成本，达到工程建设经济效益最大化的目的。

参考文献

[1]段德泉，穆龙祥.先简支后结构连续桥梁施工技术分析[J].交通世界（运输.车辆），2015（Z1）

[2]樊博.桥梁工程先简支后连续T梁施工管理[J].科技与企业，2014（13）

[3]郭淑玉.先简支后结构连续梁临时支座的设计与施工控制技术[J].安徽建筑，2011（06）

[4]梁瑞臻.先简支后结构连续桥梁施工预拱度控制及对使用性能影响的技术分析与研究[J].中华建设，2011（06）

[5]史志楼.浅谈先简支后结构连续桥梁施工预拱度控制及对使用性能影响的技术分析与研究[J].江西建材，2015（03）

篇5：预应力空心板先简支后连续受力性能研究

据此, 我们对先简支后连续桥梁预应力状态进行分析与试验, 在试验过程中, 工程师通过极限状态的设计原则, 并对桥梁跨中正截面下缘进行分析, 确定其应力为力学量。在强度等级为C50的混凝土当中, 工程师取其2.65MPa与5.18MPa来对桥梁的抗拉应力以及抗裂能力进行运算, 并通过某案例来浅要分析运算结果在工程中的影响。

1 先简支后连续桥梁抗裂分析

1.1 几种应力状态。

在确定工程荷载能力的过程中, 工程师往往会将其设定在极限状态, 此时当汽车行驶在跨中截面时, 工程师应该根据实际情况来计算出其最大弯矩, 其中, 当最大弯矩到达某一极限状态时, 我们也就称之为极限弯矩。通过公式运算。桥梁工程在正常的极限状态下所承受的极限弯矩为804KN·m, 假定这一结果是汽车作用力的标准值, 那么我们所计算出来桥梁的应力也就是汽车作用力的标准值。

此时我们可以算出跨中截面惯性弯矩的值, 即6.526×10-2m4;而跨中截面的下缘所受的应力抗弯截面模量的值为0.138m3。

1.2 以混凝土极限拉应力为开裂准则的计算

1.2.1 在抗拉强度等级为C50混凝土的情况下, 我们取2.65MPa当做极限拉应力的标准值。根据极限抗拉应力的标准值为混凝土开裂的准则, 由此我们看出汽车在各种外作用力的情况下, 如果桥梁跨中截面的拉应力达到2.65MPa时, 那么混凝土也就会出现裂缝的问题, 我们对计算的这一预应力进行合理分析, 并以σpc1来确定。综合上述, 汽车作用力、桥梁自重所产生的应力以及预应力三者之间的总和为2.65MPa, 也就是说, 当σpc1≤67%σpcd时, 梁体结构才会出现裂缝。

1.2.2 在混凝土极限拉应力的值为15×10.5的情况下, 我们取5.18MPa当做极限拉应力的标准值。根据该准则, 汽车在各种外部作用力的情况下, 如果桥梁截面的拉应力值为5.18MPa时, 那么混凝土就会出现开裂的现象, 将该预应力以σpc2来表示。也就是说, 汽车作用力、桥梁自重所产生的应力以及该预应力之间的总和为5.18MPa。也就是说, 当σpc2≤46%σpcd时, 梁体结构会出现开裂的现象。

1.3 抗裂验算分析。规范规定, 预应力混凝土受弯构件正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算, 并应符合下列要求。

a.全预应力构件, 在作用 (荷载) 短期效应组合下。

式中:σst为作用 (荷载) 短期效应组合下验算边缘混凝土的应力;σpc为验算边缘混凝土的预应力的绝对值。

b.A类预应力构件, 在作用 (荷载) 短期效应组合下。

式中:ftk=2.65MPa为混凝土抗拉强度标准值。

下面分别按全预应力构件和A类预应力构件进行计算。

a.全预应力构件。

以σpc3表示全预应力构件预应力的绝对值, 代人式 (4) , 并取等号, 有

即如果预应力≥87%设计预应力, 梁就满足全预应力构件的要求。

b.A类预应力构件。

以σpc4表示A类预应力构件预应力的绝对值, 代入式 (5) 并取等号, 有

即如果:87%设计预应力>预应力≥59%设计预应力, 梁就满足A类预应力构件的要求。

2 预应力和梁自重下的变形计算

2.1 变形计算分析。

预应力筋张拉后, 梁体受预应力筋张拉力和梁体自重两种荷载的作用, 自重作用下梁体下挠, 张拉力作用下梁体上拱, 二者之和即为通常所指的上拱值。由于自重作用下梁体下挠值为常量, 而张拉力作用下梁体上拱值与张拉力 (也就是预应力) 成正比。

由此可见, 梁越长, 预应力上拱值越大, 预应力不足引起的上拱值减小的绝对值越大, 由于自重引起的下挠不变, 因此, 如果预应力不足的比例相同, 最后, 预应力上拱值和自重下挠值相加后, 则梁越长, 最后的上拱值减小越多。

2.2 工程案例分析

2.2.1 20m空心板上拱值计算。

根据上述分析, 对某高速公路6标的空心板进行了分析, 根据混凝土弹性模量和抗压强度试验结果, 其混凝土的弹性模量最大可以达到42000MPa, 抗压强度最大可以达到68MPa。由于混凝土材料存在较大的离散型, C50混凝土在计算时分别取弹性模量E-34500MPa和E-40000MPa进行计算, 抗压强度取55MPa。

2.2.2 张拉龄期对预应力损失的影响。

对某高速公路6标30m T梁 (边跨中梁) 混凝土弹性模量、强度及应力试验分别得到了1d、2d、3d、5d、7d、10d、20d和28d的弹性模量和强度;测试了梁跨中截面和1/4截面的应力。梁跨中截面下缘的压应力实测值与理论计算值吻合得相当好 (实测值为13.65MPa) , 考虑到混凝土的实际应力应变曲线是非线性的, 而应力是通过应变乘以弹性模量得到, 意味着这里假定了混凝土的应力应变曲线是严格线性的, 应力实测值与理论计算值的良好吻合程度表明试验很成功。

结束语

本文结合某高速公路工程为例。在某高速公路工程中, 为了防止桥梁因受力不均而出现变形、裂缝等问题, 施工人员采用了先简支后连续预应力施工技术进行施工。在施工之前, 施工人员必须要对其预应力状态进行全面的分析, 通过相关规范以及混凝土的开裂准侧来计算出两天的开裂情况。另外, 梁体结构出现变形或者裂缝的有一原因是由于桥梁的自重作用, 在整个施工过程中, 工程师也对其进行了深入的分析, 还对桥梁的上拱值和张拉力龄期进行分析, 只有对各方面全面的分析, 才能够保证先简支后连续桥梁施工技术在工程中的施工质量, 才能够避免梁体结构在施工过程中出现裂缝的问题, 从而保障工程的使用寿命。

参考文献

[1]姜云霞, 伍必庆, 任少英.先简支后连续装配式板桥施工中硫磺砂浆复合支座的应用研究[J].公路, 2004 (1) .

篇6：预应力空心板先简支后连续受力性能研究

关键词：先简支后结构连续,桥面连续,结构设计

1先简支后结构连续桥梁结构的必要性

简支梁桥属于静定结构, 它具有构造简单、受力明确、施工方便、维修养护容易、地基不均匀沉降不产生附加内力等特点[1]。连续梁桥由于具有变形小、刚度大、伸缩缝少、行车平稳舒适、抗震能力强等许多优点, 正逐渐成为高速公路桥梁建设中常用的方案。但由于现浇预应力混凝土连续梁桥相对简支梁桥而言施工复杂繁琐、费工费时, 人们一直希望将简支梁桥构造简单、施工方便、维修养护容易等特点与连续梁桥变形小、刚度大、伸缩缝少、行车平稳舒适等优越性有机的结合起来, 取长补短以期发挥更大的社会效应和经济效应。

2先简支后结构连续桥梁结构设计

2.1 设计桥梁基本资料

1) 桥梁线性布置。

a.平曲线半径:无平曲线。b.竖曲线半径:无竖曲线, 纵坡为2%。

2) 技术标准。

a.设计荷载:汽车—20, 挂车—100。b.桥面净宽:净 (11.25+2×0.5) m。c.通行要求:无。

3) 主要材料。

混凝土;预应力钢绞线;普通钢筋;预应力锚具;预应力管道;支座;伸缩缝;焊条。

4) 桥面铺装。

9 cm厚的沥青混凝土面层, 8 cm厚的C50混凝土现浇铺装层。

5) 施工方法。

简支转连续施工法。

2.2 桥型及纵横断面布置

2.2.1 桥型布置及孔径划分

该桥为某高速公路的大桥, 为缩短工期, 提高行车舒适性, 综合分析各类桥型后最终采用预应力混凝土连续梁桥, 跨径为3×30 m, 施工方法为简支转连续。

考虑伸缩缝的设置, 实际跨径长为89.84 m, 即在桥的两头各设8 cm的伸缩缝, 桥跨结构的计算简图如图1所示, 图1中, 计算跨径为29.68 m, 连续梁两端至支座中心线之间的距离为40 cm。

2.2.2 截面形式及截面尺寸拟定

1) 截面形式及梁高。

采用等高度T形截面, 梁高2.00 m, 高跨比H/L=1/15。

2) 横截面尺寸。

桥面全宽为12.25 m。由于采用简支转连续的施工方法, 主梁先预制再运输, 吊装就位, 因此横截面布置时应考虑到施工中的吊运能力, 将桥做成五片T梁的组合截面。其中, 预制中梁顶板宽190 cm, 腹板宽16 cm, 下马蹄宽40 cm;预制边梁顶板宽195 cm, 腹板宽16 cm, 下马蹄宽40 cm;预制主梁间采用60 cm的湿接缝, 从而减少主梁的吊装质量。T梁翼缘板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求, 同时还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板抗压强度的要求, 为满足顶板负弯矩钢束, 普通钢筋的布置及轮载的局部作用, T梁顶板取等厚度20 cm。同时为防止应力集中和便于脱模, 在腹板与顶板交界处设置47 cm×6 cm的承脱。按照以上拟定的外形尺寸, 就可绘出预制主梁横断面构造图, 见图2。

3) 横隔梁设置。

主梁在荷载作用位置的弯矩横向分布, 在当该位置有横隔梁时比较均匀, 否则主梁弯矩较大。为减小对主梁设计起控制作用的跨中弯矩, 在跨中位置设置一道中横隔梁;当跨度较大时, 还应在其他位置设置较多的横隔梁。本设计在桥跨中点、支点处等位置设置横隔梁, 其间距为4.8 m。端横隔梁的高度与主梁高度同高, 厚度为上部22 cm, 下部20 cm;中横隔梁高度为162 cm, 厚度为上部16 cm, 下部14 cm。

2.3 毛截面几何特性计算

毛截面几何特性是计算结构内力, 配束及变形计算的前提, 截面几何特性列表计算见表1。

2.4 主梁内力计算

1) 单元划分。

本设计采用桥梁专用软件GQJS进行结构计算分析。全桥单元划分时, 应综合考虑结构在施工过程及正常使用阶段控制设计的截面位置, 使控制截面位于单元节点处。本设计为简支转连续梁桥, 结合施工, 使用结构的受力特性及预应力筋束布置, 将全桥划分为99个单元, 100个节点。

2) 恒载内力计算。

第一施工阶段为预制主梁, 待混凝土达到设计强度100%后张拉正弯矩区预应力钢束, 并压注水泥浆, 再将各跨预制T梁安装就位, 形成由临时支座支承的简支状态;第二施工阶段是先浇筑第 (1) , (2) 跨及第 (2) , (3) 跨连续段接头混凝土, 达到设计强度后, 再张拉负弯矩区预应力钢束并压注水泥浆, 此阶段形成了五跨连续梁 (三大跨两小跨) ;第三施工阶段拆除全桥的临时支座, 主梁支承在永久支座上, 完成体系转换, 再完成主梁横向接缝, 最终形成三跨连续梁;第四施工阶段进行防撞栏杆及桥面铺装施工。由施工过程可知结构恒载是分阶段形成的, 主要包括:预制T梁一期恒载集度 (g1) , 成桥后T梁一期恒载集度 (g1) 、二期恒载集度 (g2) (见图3) 。

针对本设计横断面的具体构造特点及GQJS程序计算分析的特点, 将空间桥跨结构简化为平面结构进行计算, 即只对由单片T梁构成的四跨简支转连续梁桥进行结构分析, 在活载计算时将采用荷载横向分布这一实用计算方法, 恒载空间效应按每片梁均分考虑 (也可将其中的护栏按横向分布考虑) [2]。

由施工过程可知, g1适用于主梁第一、二施工阶段恒载内力计算, g2适用于主梁第三施工阶段恒载内力计算, g1+g2适用于第四施工阶段恒载内力计算。则根据单元划分及相应的恒载集度, 采用GQJS进行恒载内力计算。

3结语

与简支梁相比, 先简支后连续桥梁去掉了桥墩上的伸缩缝, 增强了结构的整体性和行车舒适性, 而且桥墩上由两排支座减少为一排, 结构中的钢材和混凝土数量少[3];与整体现浇相比, 先简支后结构连续桥梁施工方便, 不需要搭设脚手架, 施工质量容易控制, 而且钢材和混凝土数量也少。因此, 对中小跨径预应力混凝土桥而言, 先简支后连续桥梁是一种经济合理具有较强竞争力的好桥型。

参考文献

[1]杨文秀.先简支后连续桥梁结构施工工艺[J].科技信息 (科学教研) , 2007 (6) :31-33.

[2]上官萍, 房贞政.先简支后连续桥梁结构体系的应用研究[J].福州大学学报 (自科版) , 2000 (5) :47-49.

篇7：先简支后连续桥梁的施工技术研究

1 先简支后连续施工方法简介

在装配式桥梁中, 以往的标准设计大多为简支梁结构, 但是由于简支梁的伸缩缝问题, 使桥梁的行车舒适度与稳定性受到了较大的影响。简支桥梁在装配过程中需要设置大量的伸缩缝及支座, 不仅会带来跳车问题也会给养护工作增添许多干扰因素。目前在公路工程中, 比较常见的是中等跨径的预应力混凝土连续梁桥设计, 随着这种中等跨径桥梁建设项目的不断增多, 桥梁工程中也出现了梁、板为全跨径长度的预制件, 将整跨梁或板架设在支座上的拼装技术也逐渐成型, 通常我们称之为连续梁逐孔施工法。先简支后连续桥梁就是指将整跨梁预制架设完成后, 利用混凝土对支座、接头处进行浇筑, 然后在混凝土强度达到要求后, 再进行预应力张拉以完成结构的连续性与稳定性要求。先简支后连续桥梁施工方法是简支桥梁与连续梁施工技术的有机结合, 具有较多的工程优点, 成为目前高等级公路桥梁建设中的常用方案。

2 先简支后连续桥梁的施工工艺

先简支后连续桥梁的工程优点较多, 主要表现在刚度大, 变形小, 且伸缩缝较少, 能够大大提升行车的舒适度。简支梁预应力钢束张拉通常在工厂进行, 在主梁上进行的只有负弯矩的预应力钢束布置与张拉, 所以, 对施工设备的种类与数量要求较少, 同时也减少了对施工场地的要求。先简支后连续桥梁的施工工艺及技术要点见图1。

2.1 施工准备

先简支后连续桥梁施工时, 简支梁的结构连接与墩梁固结都需要在墩顶进行, 所以简支梁梁体施工非常关键, 同样, 墩顶结构连续、墩梁固结与桥面连续构造施工也都非常重要。因此, 对桥梁进行设计时必须考虑全面, 施工时高度重视, 对施工工序、施工方案进行明确, 并落实首件制。施工前进行严格的技术交底, 对施工人员进行技术强化教育, 明确项目责任人。

2.2 梁预制与安装

由于预制台座的顶面较为光滑, 比较容易出现脱模现象, 所以应该在设计图纸时认真考虑, 对模板的强度与刚度等进行严格要求。另外, 还需要根据预制梁顶横坡、锚固齿板等具体情况来对模板进行调整;为了保证预制梁拱度能够完全符合设计要求, 需要对混凝土的原材料、配比、混凝土的几何尺寸、养护方法等进行严格控制;设置临时支座时, 应该从强度、刚度、稳定性等方面进行严格要求, 其结构形式方面可采用沙筒等方便拆除的形式, 另外, 还要严格控制好预先设置的永久性支座的精度与稳固性。

2.3 浇筑墩顶湿接头

作为墩顶湿接头的混凝土, 在进行专门配比之后, 需要对混凝土的强度、收缩性、韧性等性能参数进行试验确定, 以保证墩顶湿接头的混凝土能够符合施工要求。在简支结构连续桥梁墩顶湿接头混凝土浇筑之前, 需要将T梁端面、T梁端横隔板、端横隔板靠墩侧面之外的T梁肋侧面混凝土进行凿毛处理, 也可涂刷一层粘结剂或在这些部位刷净水泥浆, 以便提高新旧混凝土连接面的连接性能。对简支刚构连续梁桥进行施工时, 墩顶湿接头混凝土浇筑之前, 同样需要上述操作, 除此之外还需要对桥梁墩盖梁顶面进行凿毛处理;浇筑墩顶湿接头时, 应该严格依据工序要求及质量要求进行。如果施工现场的昼夜温差过大, 并超过了15℃, 应该在墩顶湿接头内设置上劲性骨架, 从而控制混凝土温度裂缝的产生;在墩顶湿接头混凝土浇筑完成后, 需要进行专门的养护。

2.4 建立二次预应力体系

对预应力管道与锚固齿板的尺寸进行严格控制, 通常可采用塑料波纹管作为预应力管道, 在二次预应力施工之前, 对预应力管道的畅通性进行检查, 并采取措施对管口进行保护。当混凝土强度满足要求便可进行二次预应力张拉, 张拉时间与顺序都要满足施工要求;简支刚构连续梁桥墩梁固接采用竖向预应力预埋在桥墩盖梁当中, 对竖向的预应力钢筋进行必要的保护, 然后浇筑墩梁固接构造的混凝土;对管道进行压浆时通常选择真空压浆技术。

2.5 支座安装及体系转换

在进行搁置空心板梁临时支座安装时, 要求其强度与刚度均符合要求。搁置T梁的临时支座, 采用钢管制成的筒状侧边钻孔临时阀门封闭灌装砂层方法, 其高度要高出永久性支座3 mm~5 mm, 从而保证体系转换后拆除的便利性;在湿接头混凝土浇筑之前, 对永久性橡胶支座进行保护, 将接缝处的残渣处理干净, 同时对支座的平整度进行检查。当存在纵坡时, 可在梁底预埋钢垫板来进行调整;在强度、刚度以及稳定性均满足设计要求的前提下, 对支座进行转换。

2.6 新旧混凝土连接面处理

在先简支后连续桥梁体系中, 湿接头混凝土新旧结合部位属于薄弱环节, 因此, 必须处理好这些部位。可对现浇接头部位梁顶的混凝土去皮处理, 对于周边的接触面也应该进行凿毛处理, 并在凿毛以后进行冲洗, 以提高新旧混凝土结合面的粘结质量。另外, 湿接头部位的钢筋、波纹管等构件较为密集, 所以混凝土浇筑时应该采取分层浇筑、层层振捣的施工方法;在预制梁板时, 要准确预埋该部位的钢筋, 板端的钢筋预留长度也应该一致。

2.7 结构性现浇层与梁端湿接头的浇筑

在进行结构性现浇层与梁端湿接头施工时, 无论是施工顺序还是施工时间, 都有可能对桥梁的受力情况产生直接影响, 所以应该对施工顺序与施工时间进行科学安排。目前我国桥梁施工中通常采用以下两种浇筑方法:一种为先对一部分结构进行现浇, 然后再对梁端湿接头和剩余结构进行浇筑, 同时张拉墩顶连续段的预应力筋;另一种为先对湿接头与部分结构进行浇筑, 同时张拉墩顶连续段的预应力筋, 然后再对剩余的结构现浇层进行浇筑。通常我们会选择对结构受力更加有利的第一种方法。

2.8 结构性桥面铺装与非结构性桥面铺装垫层

在进行梁顶剪力钢筋预埋时, 应该根据设计要求进行, 尤其是T梁翼板上的现浇带位置。预制梁施工时必须进行试制, 从而能够更为合理的设置剪力钢筋的伸出长度, 使剪力钢筋与钢筋网之间的连接能够更加稳固, 充分发挥剪力钢筋的效能。因为结构性桥面铺装与非结构性桥面铺装垫层混凝土比较容易出现收缩裂缝, 为了避免这一点, 应该尽量控制好裂缝问题的出现, 同时还要认真做好混凝土的养护工作, 同时对裸梁顶面进行凿毛或涂刷粘结剂处理。

3 结语

先简支后连续梁桥在桥梁工程中的应用, 不仅具有较好的经济效益, 也具有较好的社会效益。采用先简支后连续桥梁这种施工技术时, 应该在施工过程中, 严格把握好每个环节的关键点, 对质量控制要点进行认真执行, 这样才能保证桥梁的整体性能。

摘要：简要介绍了先简支后连续桥梁的优点, 并对其施工工艺和施工控制要点进行了详细阐述, 同时结合先简支后连续梁桥在桥梁工程中的应用情况, 指出在施工过程中应严格把握好每个环节的关键点, 以确保桥梁的整体性能。

关键词：桥梁,施工技术,先简支后连续,优点

参考文献

[1]王铮.先简支后连续桥梁施工技术及注意事项[J].民营科技, 2011 (5) :243.

[2]孙同君.对先简支后连续桥梁施工技术的探讨[J].四川建材, 2010, 36 (6) :79-80.

[3]李艳明.先简支后连续桥梁的结构优势与施工工艺技术研究[J].四川建材, 2010, 36 (2) :127-128.

[4]罗其炉.先简支后连续桥梁施工问题探讨[J].现代商贸工业, 2013 (12) :195-196.