先简支后连续桥梁的设计与施工技术研究

杨江朋

摘 要：桥梁工程施工技术对市政工程质量具有非常重要的影响。先简支后连续桥梁施工是指在桥墩两侧设置工作平台，平衡地逐段向跨中悬臂浇筑混凝土梁体，并逐段施加预应力。在工程结构逐渐成型的过程中，线性压力不断变化，施工条件、混凝土收缩徐变、支座误差、挂篮定位、预应力束张拉等因素都可能造成结构出现明显的设计偏离。为了确保结构的安全稳定，本文深入分析先简支后连续桥梁施工技术，确保桥梁施工质量和运营效果得到有效提升。

关键词：先简支后连续桥梁;设计;施工技术

中图分类号：U445.4文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）26-0115-04

Abstract： Bridge construction technology has a very important influence on the quality of municipal engineering. The construction of simply supported before continuous bridges refers to setting up working platforms on both sides of the bridge piers， and cantilever pouring concrete beams to the mid-span section by section in a balanced manner， and applying prestress section by section. In the process of gradual shaping of the engineering structure， the linear pressure is constantly changing， and factors such as construction conditions， concrete shrinkage and creep， bearing errors， positioning of the hanging basket， and tension of prestressed beams may cause obvious design deviations of the structure. In order to ensure the safety and stability of the structure， this paper deeply analyzed the construction technology of the simply supported before continuous bridge to ensure the effective improvement of the bridge construction quality and operation effect.

Keywords： simply supported before continuous bridge;design;construction technology

隨着我国市政桥梁工程施工水平的不断提高，各种大跨径预应力混凝土连续梁和连续钢结构桥的应用越来越广泛[1-5]。目前，最常见的先简支后连续桥梁施工以挂篮静载试验为主，提高挂篮的整体安全性和稳定性，有效消除非弹性变形[6-8]，为整个桥梁施工提供重要的参考。

1 桥梁工程先简支后连续桥梁试验

在先简支后连续桥梁施工之前，最主要的就是保证自重在合理范围之内，确保各个阶段施工的允许变形不大于20 mm，保证结构施工安全性和稳定性。在现浇混凝土时，无论是第一次浇筑还是第二次浇筑，静载试验都以最大现浇阶段的自重为重量范围，静载试验的超载系数一般介于1.1～1.2。加载重量等于结构最大阶段自重乘以超载系数，人们可以利用试验来分析桥梁跨栏挠度变形情况，如果发现试验结果偏大，就要及时加固处理[9-10]。

2 现浇阶段接缝处出现裂缝的主要因素

先简支后连续桥梁结构如图1所示。简支梁出现累积变形、挂篮吊带采用的精轧螺纹钢筋延伸量过大、简支梁片局部尺寸偏小等因素都有可能造成挂篮牢固度不符合要求，导致截断面产生裂缝。如果相邻节段的纵向分布钢筋偏弱，在两次浇筑节段混凝土时，第二次浇筑（顶板混凝土）很容易导致第一次浇筑的腹板混凝土截断面出现竖向裂缝，因此要加强对纵向分布钢筋的裂缝检验。如果采用一次浇筑的方法，混凝土的初凝时间为7 h左右。如果没有严格遵循由外向内的混凝土浇筑施工原则，很容易影响最终的浇筑质量。在浇筑顶板时，混凝土初凝之前，如果没有对复板接头进行二次振捣，就会导致混凝土截断面产生裂缝，最终影响箱梁结构的整体受力[11-13]。

3 悬臂浇筑施工的主要策略

3.1 结构体系转换

结构体系对先简支后连续桥梁施工技术来说非常关键，当悬臂施工完毕后，其很容易受到日照、风力、温度等因素影响，出现纵向伸缩、水平偏移、变形等问题[14-17]。混凝土浇筑之初也可能出现变形、开裂。只有正确转换结构体系，才能保证桥梁合龙，避免产生裂缝。

3.2 支座设计

设计师往往运用临时支撑来代替固定支撑，运用永久支座取代临时支座，以便提高桥梁工程的整体承载力。桥梁由桩基承台、桥墩支座两段共同组成，支座是桥梁铰接的关键，与临时固结构造有关，钢结构铰接可以减少桩基承台支座的受力[18-20]。临时固结构造与主墩的形状有密切关联。支座可以设置在主桥墩下的上下承台之间，承台四周设置4个钢箱支座，等到整个工程施工完毕后，用其取代临时支座，恢复永久支座。

3.3 裂缝控制

贴钢法可以用于桥梁加固，将环氧树脂、建筑结构胶、钢筋玻璃钢和钢板等材料粘贴在钢筋混凝土受弯构件表面，使其与整个结构融为一体，提升构件的抗剪能力和抗弯能力，限制裂缝扩展。这种方法能够有效降低施工难度，减小桥梁净空，缩短施工周期，减少资源消耗，具有非常明显的优势。外包混凝土加固技术主要通过增加构件的截面和配筋，提高构件整体的刚度、强度以及稳定性，有效提升裂缝修补效果，增强结构的整体性，这也是国内最常见的一种加固方法。但是，这一方法不适用于修复结构承载力不足造成的裂缝，否则很容易导致裂缝扩张，引发更严重的病害。

3.4 臨时锚固与预压

挂篮悬臂浇筑施工要求对支撑进行临时锚固。墩身和混凝土立柱作为主要承重结构，可以不预压，主墩身为永久结构，不存在预压问题。混凝土立柱压缩变形时，可以根据施工打压情况计算出间隙、箱梁纵向旋出部分，可以通过混凝土立柱设置钢斜撑。

3.5 拱度控制

桥梁悬臂施工要保证两个悬臂端顺利合龙，其拱度计算与控制非常关键。人们要测定混凝土的徐变系数和弹性模量，全面分析挂篮自重、模板重量、施工工具等因素。施工现场要准确检测各项参数，为施工挠度控制提供重要参考。按照预拱度和设计标高，施工单位要对比分析混凝土浇筑时预应力张拉前后的挠度变化情况，判断挠度曲线，及时把控并调整高度偏差。

3.6 合龙施工

合龙施工是整个连续梁施工和体系转换的重要影响因素，合龙施工满足受力要求，要尽量缩短施工偏差，保证合龙的顺利完成。合龙顺序和临时锁定设计非常关键。在施工时，要先进行边跨合龙，后进行中跨合龙。多孔一次合龙能够增强受力效果，但不同结构存在不同的差值，加上混凝土不够均匀、施工偏差等因素，其间很有可能出现各种安全隐患，投入过多。目前，一般不宜采用分段合龙，其主要应用于全桥设计为非对称结构或固定支座结构的桥梁。

3.7 混凝土浇筑

箱梁混凝土一般不采用二次浇筑的方式，往往一次浇筑成型。浇筑应该按照底板、腹板、顶板的顺序完成，需要在腹板底部直接下料。浇筑完成时，要规范震荡，不能出现避水情况。顶板磨平机磨平后，不能采用人工拉毛处理，而应该采用收光技术，确保面层设计强度符合要求。

4 先简支后连续桥梁施工控制

4.1 施工控制的主要目的和任务

施工控制最主要的目的就是保证施工过程中的截面应力在允许范围内，控制简支梁合龙，确保桥面标高与设计标高一致，而桥面预拱度应该满足混凝土徐变年限的要求[21-23]。桥梁施工控制的主要任务就是确保结构在建成后能够达到理想的几何形状，结构建成时内力状态应该符合要求，保证结构的整体安全。悬臂浇筑所用的挂篮要具有足够的强度、刚度和稳定性，结构形式、几何尺寸应适应梁段变化，方便与旧梁段搭接，满足走行要求[24-26]。

挂篮使用前需要进行安装，开展走行性能工艺试验，并按设计要求进行载重试验。桥墩两侧悬臂浇筑梁段对称、平衡施工，实际不平衡偏差不得大于设计允许值。施工时，挂篮要在梁段预应力张拉、压浆完成后对称移动。悬臂浇筑梁段施工期间要进行线型监测，若发现超出允许偏差，就要及时调整和纠正。简支梁段的混凝土从前端开始在根部与已完工梁段连接，已完工梁段接茬混凝土时要充分润湿;养护混凝土时，对预应力钢束所留的孔道加以保护，严禁将水或其他物质灌入孔道;锚垫板牢固地固定在端模上，角度符合设计要求，确保波纹管与锚垫板垂直;张拉在混凝土强度达到设计强度要求后进行，要严格控制张拉应力，确保张拉质量。

4.2 施工控制的主要内容

在施工控制中，人们要对应力和裂缝进行全面监测，保证施工质量。施工控制阶段，人们要调整和优化施工流程，合理进行监控，有效控制主梁内力。铺装顶层标高要符合设计要求，混凝土面层铺装厚度要均匀。部分桥梁合龙段没有正确设置立模标高，导致两臂相差过大，要及时处理，以免产生桥梁裂缝。

制作大型桥梁主梁时，主梁预制场地与桥梁施工现场要保持一定距离。主梁预制期间，施工人员要合理选用混凝土材料来满足桥梁整体强度要求，同时对主梁进行预应力张拉，提高主梁的抗拉性。在桥梁施工中，临时支座与永久支座不可或缺。首先要对主梁进行凿孔，然后安装临时支座和永久支座，再用桥面钢筋和横梁钢筋对简支梁进行固定。接头段钢绞线的连接是指把钢绞线连接到钢束的波纹管上。待连接后，施工人员要在接头处浇筑混凝土，确保横梁和顶板钢束成为一个整体，提高接头的密实性。

桥梁合龙阶段必须有效提升混凝土浇筑质量，合拢段两侧还有15 cm宽的湿接缝，能够有效调节箱梁顺桥的偏差。左右幅箱梁顺桥向偏差控制简单，可以满足轴线节点施工的实际限差要求。从箱梁轴线节点顺桥向偏差的分布情况来看，右幅要高于左幅，右幅的偏差必须保证在±10 mm之内。顺桥向合拢可以有效调节调量偏差。要想控制三个方向的难度，人们应该适当放宽顺桥向偏差。在采用先简支后连续桥梁施工时，大部分箱梁定位都应该处于限差范围内。

先简支后连续桥梁必须做好标高控制。首先，桥梁段的安装误差对整个线性控制具有非常大的影响，安装误差要小于5 mm，每个箱梁的轴线点相对标高偏差、横桥向偏差都应该尽量减少，提高箱梁安装的精确度。节段拼装工序要严格遵循相关程序要求，临时预应张拉顺序要符合线性控制的实际情况，以便快速调整梁段。在施工的过程中，要加强对梁段错台的合理控制，避免施加预应力过程中因为梁段上下滑动而出现错台等情况，结合线性需要进行及时调整。如果出现打滑问题，则说明预应张力不够，必须在永久索张拉完毕后再拆除吊具。施工期间，要根据混凝土原材料性能指标、浇筑和养护方法、节段混凝土重量等指标进行全面监测，避免现场施工受到影响。

5 结语

随着我国桥梁工程建设水平的提高，先简支后连续桥梁施工技术的应用范围不断扩大。笔者结合个人工作经验，分析了先简支后连续桥梁的设计与施工技术，以期有效提高桥梁施工的整体水平，满足社会经济发展需求。

参考文献：

[1]油川洲.先简支后连续桥梁的设计与施工探究[J].工程建设与设计，2019（6）：99-100.

[2]樊华，王笔飞.先简支后连续桥梁的设计与施工探究[J].西部交通科技，2018（4）：137-139.

[3]卢小凤.先简支后结构连续桥梁施工技术要点探析[J].安徽建筑，2019（5）：57-58.

[4]张承林.刍议先简支后结构连续桥梁施工技术[J].黑龙江交通科技，2019（5）：166-167.