谈简支变连续桥梁体系转换施工工艺

崔会平

随着我国公路建设发展速度的加快，各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中，一种兼顾简支梁桥和连续梁桥的优点的桥型——先简支后连续梁桥应运而生。先简支后连续梁桥充分发挥了简支梁和连续梁桥的优点，克服它们的缺点。其施工特点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。体系转换是先简支后连续桥梁施工的关键工序，必须保证该工序的施工质量。

1 工艺原理及适用范围

把一联连续梁分成几段，每段长度约一孔，各段在预制场预制后经移运吊放到墩台顶的临时支座上，在完成湿接缝、湿接头前的各项工序后浇筑湿接缝、湿接头混凝土，在湿接头混凝土达到设计或规范规定的强度后张拉负弯矩预应力束，拆除临时支座，使连续梁落到永久支座上，完成由简支到连续的体系转换。这种结构在体系转换前属简支梁，简支梁内力在体系转换中原封不动地带到连续梁，体系转换、二期恒载及活载等内力按连续梁计算。

先简支后连续桥梁这种结构上下部可以同时施工、进度快，上部结构采用的基本是简支梁的施工方法，得到的却是结构更优的连续梁。这种结构比其他装配式连续梁湿接缝数量少，不需要临时支架，特别适用于软土、深水、高墩等。在我国公路建设中，跨径为20 m～30 m的连续梁桥大量采用了这种结构。根据这种结构的特点可知，随着跨径的增大，自重内力迅速增加，简支梁内力占去了连续梁内力的大部分而显得不合理。一般认为先简支后连续桥梁的适用跨径为50 m以内。

2 结构特点

先简支后连续桥梁的施工工艺与传统连续梁的施工工艺相比，具有如下特点:

1)由双排支座变为单排支座的过程即为体系转换。2)梁体在预制场内采用集中预制，有利于工厂化生产，减少了临时施工用地，缩短了施工周期，便于管理，有利于梁体的质量，便于控制。3)由于采用集中预制，现场架设，能够充分发挥机械性能，有效提高劳动效率，节约大量模板和支架，从而加快施工进度，降低了施工成本。

3 现浇连续横梁(湿接头)的施工

3.1 临时支座的选用

预制梁板安装在临时支座上，并调整好轴线与标高后即可进行湿接缝、湿接头的施工。对于搁置梁板的临时支座其强度和刚度必须保证在梁板架设过程中不破损，基本上无沉降量。目前广泛使用的临时支座有硫磺砂浆临时性支座、活塞套筒式即砂筒临时性支座、硬木框砂池式临时性支座等，本标段桥梁上部采用活塞套筒式临时性支座，根据使用情况看，硫磺砂浆临时性支座科技含量较高，能有效降低劳动强度，但易对盖梁造成污染。活塞套筒式临时支座一次性投入过大，但可重复利用，适合特大桥使用。硬木框砂池具有成本低，拆卸方便的特点，但其承载力较低，适用于跨径较小的小箱梁。

3.2 施工顺序

考虑到梁板接长收缩和温度应力的影响，湿接头的浇筑一般采取“先两侧，后中间，隔跨施工”的原则，即从联端向中间对称施工。在一联湿接头混凝土浇筑完成，达到设计要求的强度后，进行负弯矩预应力束的张拉注浆工作，然后浇筑桥面板的接缝混凝土，在一联的所有湿接缝、湿接头施工完毕后，进行体系转换，完成由简支变连续的施工。

3.3 梁板连续端混凝土凿毛

在箱梁拆模以后，立即组织人员对梁头及翼板外缘进行凿毛，凿除处理层混凝土表面的水泥砂浆和松弱层，并用水冲洗干净。

3.4 测量高程

为保证箱梁顶面高程符合设计要求，湿接头施工之前，测量人员必须复核梁顶面高程，如安装误差较大，对桥面铺装层厚度有影响时应书面通知湿接头施工负责人及箱梁安装负责人，暂停该湿接头施工，调整梁顶面高程，直至合格后方可继续施工。

3.5 安装底模及永久性支座

将永久支座置于墩顶支座垫石上，在调整好永久支座位置后，将钢板及预埋件水平放置于永久性支座顶面。安放好后，在永久性支座及钢板外周围安装底模，严防漏浆，永久性支座及钢板与底模间的缝隙应采取有效措施密封。

3.6 钢筋安装

1)配料。钢筋预先在钢筋加工场地配料，弯制后运到现场一次绑扎成型。制作钢筋骨架应选择在地势平坦地面上进行，以保证钢筋清洁。钢筋应无灰尘，无锈蚀、松散锈皮、油漆、油脂、油或其他外来物质，无有害的缺陷。钢筋制作及安装严格按施工图纸及技术规范进行，确保焊接质量。

2)绑扎钢筋。钢筋在现场绑扎结合成型时，钢筋应严格按图纸要求进行布置。钢筋的所有交叉点均应绑扎，必要时，亦可用点焊焊牢。以避免在浇筑混凝土时移位，不允许在浇筑混凝土以后再安设或插入钢筋。为保证保护层厚度，应在钢筋与模板间设置水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧，且互相错开。在连接连续处梁头预留钢筋时，因本着施工方便，梁头钢筋预留比较短，因此在采用搭接焊连接时，若长度未满足10d的焊接长度时将采用5d的双面焊接。

3.7 波纹管的定位安装

1)按设计要求梁板的负弯矩预应力预留孔道采用扁波纹管，扁波纹管按施工的实际情况下料。在梁头波纹管接头位置一定要搭接好，且每端搭接长度不小于15 cm，不能出现错台、毛头，同时用胶带纸包裹密封。

2)扁波纹管安装前要检查是否有破洞、变形现象，要保证波纹管道畅通，否则浇筑混凝土时，混凝土浆进入包裹死钢绞线，影响负弯矩工作。

3)为防止预应力筋与管道之间摩擦引起的应力损失增加及改变预应力筋的受力，应严格控制预应力束道的位置。在现浇段中预埋与预制梁中相同规格的扁波纹管必须与预制梁段的扁波纹管顺接，确保连接可靠，不漏浆。在浇筑混凝土前应将钢绞线穿束完毕。

3.8 浇筑现浇混凝土

根据该段的受力情况，设计上采用与预制梁混凝土强度相同的C50号微膨胀混凝土，即在混凝土中掺加膨胀剂，就是为防止混凝土收缩引起现浇段与预制梁的开裂及预应力损失。因此处钢筋密集，混凝土用的石子的粒径不大于2 cm。根据配合比，严格控制各材料用量。

在日温度最低时浇筑连续接头、湿接头及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内的湿接缝。混凝土采用拌和楼拌和，搅拌运输车运送，由吊车悬吊专用料斗转送混凝土进入模板内。浇筑采用分层斜坡式浇筑，插入式振捣器振捣。使用插入式振动器时，移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模保持50 mm～100 mm的距离，要插入下层混凝土50 mm～100 mm，每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒，避免碰撞模板、钢筋及其他预埋件。对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。混凝土浇筑时要留好试块，并做好记录。对于湿接缝浇筑要注意尽量避免振动棒碰撞底板。

3.9 养生

混凝土施工完毕，为防止早期收缩出现裂缝，最好在捣实抹平后即用塑料薄膜覆盖，在混凝土初凝前，掀开塑料薄膜，混凝土会泛水至表面，这时进行二次收浆，以控制平整度及防止出现裂缝。收浆完毕进行拉毛处理，再用土工布覆盖养生。

3.1 0 张拉负弯矩钢束并压浆

根据图纸要求，在湿接头混凝土达到设计强度的85%后，张拉顶板负弯矩预应力钢束，并压注水泥浆。

3.1 0.1 张拉

1)钢绞线的规格及加工。按照图纸要求，钢绞线采用低松弛高强度预应力钢绞线，单根钢绞线φj15.24 mm，钢绞线面积A=140 mm2，标准强度Rby=1 860 MPa，控制应力为 1 395 MPa，弹性模量Ey=1.95×105MPa。钢绞线的切割采用砂轮切割机，不允许用电弧切割。下料后进行编束，编束应逐根理顺，绑扎成束，不得紊乱，使钢绞线平直。每束内各根钢绞线应编号并按顺序摆放。钢绞线的下料长度为孔道长度加两端工作长度。

2)锚具的安装。锚具是在构件上永久锚固钢绞线的工具，质量必须得到可靠保证。锚具安装时，锚具应对正，夹片应打紧，且片位要均匀。

3)张拉的操作步骤和方法。a.将锚垫板处的混凝土砂浆及杂物清理干净，并将扁锚穿入钢绞线。b.将清洗过的夹片嵌入钢绞线与锚具之间。夹片嵌入后，随即用手锤轻轻敲击，使其夹紧钢绞线，但夹片外露长度应整齐一致。c.使顶压油缸处于回油状态，向张拉缸供油，开始张拉。张拉至初应力时，做好标记，作为测量伸长值的起点。作标记要严格，标记线条要细，量测要准，油表控制读数要精确。d.按照张拉程序张拉至规定吨位，并测量钢绞线的伸长值以校核应力。e.在保持继续向顶压油缸供油的情况下，使张拉油缸缓慢回油，完成油缸回油动作。f.打开顶压阀的回油缸，油泵停车，千斤顶借助其内部回程弹簧作用，顶压活塞自动回程，张拉锚固结束。

4)张拉应力的校核。张拉采用双控法，即应力应变双控制，钢绞线张拉时的控制应力，应以张拉时的伸长值进行校核。实测伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内，否则应暂停张拉，查明原因并提出解决方案待监理工程师审查批准后，方可继续张拉。

3.1 0.2 管道压浆

为保证预应力钢材不锈蚀并与构件混凝土连成整体，压浆工作应在张拉完成后尽早进行。一般预应力混凝土构件，在张拉完毕停10 h左右，观察预应力钢材和锚具稳定后，即可进行。

水泥浆应具有良好的和易性，其水灰比宜为0.4～0.45，掺入适量减水剂，可减少到0.35。配合比严格按监理工程师批准的配合比执行。

水泥浆泌水率最大不超过3%，拌和后3 h时泌水率宜控制在2%，24 h后需能全部被吸收。

水泥浆稠度宜控制在14 s～18 s之间。

压浆方法采用活塞式灰浆泵。压浆前应先将灰浆泵试开几次运转正常并能达到所需的压力时，才能正式开始出浆，压浆时，压浆泵的压力一般取0.5 MPa～0.7 MPa。

压浆应缓慢，均匀地进行，不得中断，并应排气畅通。如遇孔道堵塞，必须更换灌浆口。

压浆后应立即检查压浆的密实情况，如有不实，应及时处理。

压浆过程中及压浆后48 h内，结构混凝土温度不得低于5℃，否则应采取保温措施。当温度高于35℃时，压浆宜在夜间进行。

水泥浆应按规定制作，以检查其强度。

压浆中途发生故障，不能连续一次压满时，应立即用压力水冲洗干净，故障处理后再压浆。

3.1 1 浇筑剩余部分湿接缝混凝土

浇筑剩余部分的湿接缝混凝土，完成半幅内各梁体之间的连接。

3.1 2 拆除一联内临时支座，完成体系转换

当负弯矩筋张拉注浆的水泥浆达到设计规定的强度后，要立即拆除用作临时支座的砂筒，使各永久支座充分受力，完成体系转换工作。在拆除临时支座时，要尽量使临时支座同步、均匀、缓慢的拆除。对于采用活塞套筒临时支座，可采取多人同时打开套筒砂门的方法拆除临时支座，保证体系转换的安全。

4 结语

从施工技术角度出发，先简支后连续桥梁的体系转换已有类似成熟的施工工艺，不存在技术难题，关键是如何在保证完成梁板体系转换的前提下，提高体系转换的安全度，避免在体系转换中出现较大的应力集中，保证体系转换的质量，提高体系转换的施工速度，有效的降低工程成本，使企业在日益激烈的竞争中占据有利的地位。本工法与传统工艺相比，可以大大的提高体系转换的可靠性，加快体系转换的施工速度，有效的降低工程的施工成本，是一种值得推广的施工工艺。

［1］ 靳 玲.先简支后连续梁桥的设计与施工［J］.山西建筑，2009，35(16):329-330.