混凝土弯梁桥施工探讨

朱文芳

（临沂市交通工程质量监督站，山东 临沂 276000）

混凝土弯梁桥施工探讨

朱文芳

（临沂市交通工程质量监督站，山东 临沂 276000）

本文首先介绍了弯梁桥结构特点及受载状况，其次阐述弯梁桥布置构造并详细探讨弯梁桥施工技术。

弯梁桥；受载状况；布置构造；施工

1 弯梁桥结构特点及受载状况

探讨混凝土弯梁桥施工前，先对其结构特点及受载状况做一分析，以为施工提供相关参考，便于有所侧重。下面主要从以下五方面展开：

1.1 弯梁桥因弯梁的特点，当受竖向载荷作用时，截面处会同时产生扭矩和弯矩，即弯-扭效应耦合作用，致使出现一定的挠曲变形，并且变形程度随着桥跨径的增大而加剧。

1.2 弯梁桥受载状况及造成的变形程度受自身弯扭刚度影响显著，且随刚度比的增大呈现恶化趋势。具体施工中，应合理选择弯扭刚度比，以在确保弯梁不至于因变形过大而制约结构功能的发挥。

1.3 相比于同等跨径的直梁桥，弯梁桥外缘梁的竖向挠度一般偏大(超出内缘梁的挠度)，严重情况下可能造成内外缘梁的支反力差别悬殊甚至出现负向支反力，这主要归因于弯-扭耦合变形的作用。

1.4 弯梁桥各主梁的受载状况不尽相同，尤其是恒载内力，呈现为不均分布态，其中外缘梁出内力值最大。

1.5 因弯梁桥横隔梁承载着稳定全桥同时阻碍桥整体扭转的作用，故对固有刚度要求较高。施工中为减轻并消弱截面处出现的畸变变形，常设法加固横隔梁或提高横隔梁的强度。

2 弯梁桥布置构造

以平面为参照，弯梁桥布置构造遵循整体线型符合要求、路与桥间兼顾协配的原则。在布置形式方面，除主要选用圆曲线和反向曲线外，特定情况下也选取缓和曲线。但若以立体为参照，弯梁桥的布置构造原则以及布置形式与直线桥大致相同，内容也基本均包含梁高确定、桥梁分孔、墩台形式选取以及结构形式选择等。

单纯就截面形式看，弯梁桥与直梁桥近无本质差别，多设置箱式、肋式、有板式和肋板式，其仅对截面横向抗倾覆稳定性要求较高，同时要求构造层面尽可能凸显出非对称性。但在具体施工中，截面形式需结合桥梁总体布置情况、桥梁特征性参数(如桥面宽度、桥梁跨径)、支座布置形式和施工方案等方面合理选取。举例来说，采取箱型截面梁以抵消截面处产生的扭矩和弯矩。但从方便施工和简化弯梁桥结构的角度出发，普遍多选用变高度(适用于大跨径桥梁)和等高度的截面形式。

3 弯梁桥施工

概述弯梁桥的施工，主要从弯梁桥支撑布设和弯梁桥预应力筋布置两方面展开。

3.1 弯梁桥支撑布设，细分涉及水平支撑布设和垂直支撑布设

前者，水平支撑布设，布设目的在于消弱弯梁桥在水平面内的变形(因混凝土收缩、混凝土徐变以及混凝土温度变化诱发)。由于混凝土徐变诱发的变形不会造成横桥方向的位移，故可沿用与桥梁伸缩缝相同的布置形式。然而因混凝土收缩和混凝土温度变化诱发的变形致使桥梁各支撑点处均产生弦向位移，顺势造成桥梁活动端出现一定程度扭转。对于此种情况，须沿横桥方向施加一适宜的横向约束力，以抑制弯梁桥的平面旋转。与此同时，为确保桥墩能承受作用方向与桥轴线垂直的扭矩，应重新校核桥墩横向抗弯强度，必要情况下可对桥墩进行加固处理。后者，竖向支撑布设，用以承受因活载偏载产生的扭矩以及弯梁桥主梁自重。相比于垂直支撑布设，竖向支撑布设需兼顾的方面较多，如确保伸缩缝的正常状态、抵消因混凝土收缩、温度变化和张拉等引起的变位。综合考量，施工中多于桥台两端设置既可抵抗外扭矩亦可使桥面结构做切线方向位移的抗扭支撑，同时于桥梁中间单纯布设铰支撑或组合布设抗扭支撑与铰支撑。需指出的是，对于大曲率半径弯梁桥，由于半径的影响使得弯-扭耦合作用削弱，若单纯于中间布设独柱墩，必致使因活载偏心产生的扭矩大部分传递至相邻孔，造成梁体承受过大扭矩，引发不良后果。故此，须于桥墩上间隔布设组合式抗扭支撑和点铰支撑，或于每个桥墩均布设能承受外扭矩的抗扭支座。另外，也可交替布设点铰支撑于桥轴线两侧，以提升桥梁抗倾覆稳定性。

3.2 弯梁桥预应力筋布置

由于预应力筋可消弱扭矩、截面弯矩和剪力，同时提高结构刚度、缩减结构尺寸，故在桥梁工程中应用较为广泛。弯梁桥施工中，自然不例外。对于弯梁桥预应力筋布置，首要环节为依照相关公式计算预应力筋受载及预应力作用下弯梁产生的内应力。其次，遵循科学合理的布置原则。具体来说，弯梁桥因存在水平方向的扭转，故要求预应力筋非但可抵抗水平曲率引起的附加弯矩，亦可抵抗外部载荷作用产生的竖向弯矩。但在预应力筋布置施工中，完全吻合的状况极难实现，仅可部分消弱弯梁中因外部载荷而产生的截面内应力。为确保预应力筋的布置合理，以使之发挥最佳效用，施工中应立足于实际，遵循如下原则：

3.2.1 计算确定因外部载荷作用产生的扭矩、弯矩和剪力，并根据需要选择性绘制弯梁桥内应力包络图。

3.2.2 参照抗弯要求确定施工所需布设预应力筋的规格和数量，对于弯梁桥，因跨径较大致使恒载内力值偏高(约为总内力值的1/2)，布设预应力筋时可选用恒载内力图，取部分活载或恒载作为预应力筋布设的数据参考。但因弯梁桥的预应力筋摩擦损失较为严重，在布设时需先进行估算处理，暂取值，后校核修正。

3.2.3 优选筋束形状，并采取移动抗弯预应力筋的方式以抵消外部载荷所产生的扭矩，进而得出更为合理且贴合工程实际的预应力筋束曲线并随之定位钢束位置坐标。当然该方法主要针对弯梁桥，倘若是曲梁桥，则应先逐跨分行后综合。

3.2.4 计算剩余扭矩、剪切应力，以及各钢束实载能力、预应力损失状况，根据需要可相应设定非预应力筋和预应力筋以作补充，特殊情况下亦可适当增设局部索。

特别指出，对于混凝土弯梁桥，在梁平面曲率半径较小情况下，腹板混凝土会受具有水平方向曲率纵向预应力筋的张拉而出现径向压力(测定发现数值较大)，为此在张拉过程中需给予着重考虑，一方面，采取适当措施防止预应力筋的崩出并同时校核腹板强度，以免出现不良状况。另一方面，尽量布置预应力筋于腹板外侧以增加其内包含混凝土的实际厚度或尽可能降低径向力，也可采取设置防崩筋和中间横隔板的形式，以间接提高弯梁桥的横向刚度消弱预应力筋束的崩出力。不论采取哪种途径，在布设防崩筋时均应注意，为防止筋出现松动，须确保其内侧圆弧紧贴预应力筋束。

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1671-3362（2013）03-0147-01