先简支后连续桥梁湿接缝的设计与施工

先简支后连续桥梁湿接缝的设计与施工林辉源（中国路桥集团公路一局厦门工程处厦门361004）摘要：结合先简支后连续桥梁中最关键一道工序———墩顶湿接缝的设计与施工，介绍该工序的设计及施工工艺。关键词：先简支后连续；湿接缝；施工1概况随着梁桥的发展，一种兼顾简支梁桥和连续梁桥的优点的桥型一先简支后连续梁桥应运而生。简支梁桥属于单孔静定结构，它构造简单，施工方便，其结构尺寸易于设计成系列化和标准化，有利于在工厂内或地上广泛采用工业化施工，组织大规模预制生产，并用现代化的起重设备进行安装。采用装配式的施工方法可以大量节约模板支架木材，降低劳动强度，缩短工期，显著加快建桥速度。然而简支梁桥也存在很大缺点：从运营条件来说，简支梁桥在梁衔接处的挠曲线会发生不利于行车的折点，一般简支梁在梁衔接处设置成伸缩缝或桥面连续，伸缩缝造价较高，易受破坏，又无法避免行车的不舒适性；桥面连续也容易出现破坏（已建工程中简支梁上桥面连续出现破坏的屡见不鲜），另外简支梁跨中弯矩较大，致使梁的截面尺寸和自重显著增加，需要耗用材料多，这些都是简支梁桥的显著缺点。而连续梁桥同简支梁桥相比较而言，其特点差别很大：结构较复杂，且从桥梁建筑现代化的角度来衡量，钢筋混凝土连续梁桥逊色于简支梁桥，因为当跨径较大时，长而重的构件不利于预制安装施工，而往往要在工费昂贵的支架上现浇，需要的工期长。但是连续梁桥无断点，行车舒适，且由于支点负弯矩的存在，使跨中正弯矩值明显减少，从而减少材料用量及结构自重，这些特点是简支梁桥所无法比拟的。先简支后连续梁桥刚好发挥了上述两种梁桥的优点，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。下面简述先简支后连续梁桥最重要的一道工序—墩顶湿接缝（现浇段）的设计与施工。2结构特点及设计意图结构特点及设计意图，如图1。2．1结构特点图1结构设计示意（1）结构由预制梁段与现浇梁段组成；（2）由双排支座变为单排支座的过程即为体系转变过程；（3）在恒载与活载作用下（体系转换结束后）结构的受力特征均为连续梁之特征。根据不同体系，湿接缝即为纵向连接两跨简支梁，横向连接同跨梁板的现浇混凝土段，在13m梁的设计中，其纵向为缝宽50cm，横向为桥宽。根据施工情况及受力效果，施工时湿接缝连同其上的桥面铺装，范围为梁端头到第一块预应力筋锚块混凝土间一起浇筑混凝土。下面对两跨先简支后连续梁进行简化受力分析。图2简支连续梁剪力及弯矩示意假设只受均布荷载集度为q的作用，其受力如图2。图2－a）、图2－b）、图2－c）为简支梁剪力图及弯矩图；图2－d）、图2－e）、图2－f）为连续梁剪力图及弯矩图。比较两图可知：梁的最大弯矩转移到两梁连接的现浇段即墩顶湿接缝处，且变为负弯矩，同时现浇段的剪力比原设计简支梁梁端所受剪力还大。因此现浇段承受着最大弯矩及最大剪力，为连续梁的危险截面。2．2设计意图根据湿接缝的受力情况，设计单位经过几次变更修改对湿接缝进行了几个主要方面的设计。下面以空心板梁为例，对于T梁等其它形式桥梁，设计内容相同，只是布置地方不同。（1）在预制空心板梁底板预埋了一排粗钢筋，伸出锚端，施工中纵向两梁的钢筋连接在一起，主要作抗剪力用，以下简称“底板受剪钢筋”，同时在梁顶9cm的桥面铺装层中布置一排粗钢筋，主要作用同底板受剪钢筋；（2）在梁板顶板中设置抗负弯矩预应力筋，锚头设在梁板顶面9cm的桥面铺装层内，在板梁预制中为保证预应力束两端上覆厚度，防止预应力径向分力上爆影响，已设置比梁板高出9cm的齿块板即锚块。纵向两梁的预应力筋穿过现浇段，连成一个整体；（3）现浇段混凝土采用C55高标号微膨胀小石子混凝土。这些主要设计内容均为施工中重点控制内容，在施工中应采取良好的措施，保证质量。3湿接缝施工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的施工。3．1对旧混凝土去皮将梁顶板要浇注混凝土的范围内的梁板表层混凝土去皮1mm～2mm，在浇注混凝土时湿润表面并座浆，以保证新老混凝土的良好结合。根据一些试验资料，新老混凝土连接面的抗拉强度与施工缝处理方法有关，对于水平缝铲去约1mm水泥薄膜浮浆，施工缝上铺水泥砂浆，抗拉强度与同时浇注的混凝土比较折减率为0．96，如不除去旧混凝土上的浮浆，则抗拉强度折减率为0．45，因此对旧混凝土去皮，对新老混凝土连接是很重要的。3．2安装底模及永久性支座将支座置于墩顶支座垫石上，放好后在永久性支座外周围安装底模，为严防漏浆，永久性支座与底模间的缝隙应采取有效措施密封。根据实际情况及经济性，底模大多采用泡沫板，考虑到泡沫板在现浇混凝土作用下会有所压缩，选择泡沫板厚度要比支座厚度大2mm，并与支座间的缝隙用胶布或砂浆封住，防止漏浆。如果安装好泡沫板底模后，仍有些后工序须进行电焊，为防止焊渣掉落至底模烧坏泡沫板，可在泡沫板上喷洒一层水泥浆。对于支座较高，支底模空间大的情况，可用木楔支撑木模板当底模。3．3钢筋安装按湿接缝钢筋构造图绑扎钢筋，纵向钢筋按设计要求进行连接。纵向钢筋连接可采用搭接焊、帮条焊或套筒压接接头。因上述中底板受剪钢筋直径大，间距小，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，如采用帮条焊则其钢筋间距小，焊接受条件限制，质量不高，因此底板受剪钢筋宜采用挤压套筒连接。施工前应对选用的套筒及采取的连接方法进行试验。按照JGJ108—96《带肋钢筋套筒挤压连接技术规程》进行钢筋连接，经施工单位对连接接头进行抗拉试验，发现接头断裂处均在母材钢筋上，其屈服强度与极限强度与母材钢筋抗拉试验的强度相差不多，根据试验使用该连接方法能满足要求。施工中，先把套筒套入其中一片梁的伸出钢筋，同时将另一片梁的对应钢筋调直，把套筒移至两钢筋中间，进行挤压。注意做好标记，防止未将套筒置于两钢筋中间而使挤压时挤压在套筒内无钢筋处，破坏接头使用性能。采用此方法快速、方便也能符合质量要求。3．4安装预应力束道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。束道在两预制梁端与现浇段相接处的位置偏差应控制在2mm以内。在现浇段中预埋与预制梁中同种材料的预应力束道（本次施工采用波纹管），须与预制梁段对应束道顺接，确保连接可靠，不漏浆。3．5立侧模因梁板绞缝也跟着两次施工，须在绞缝处支立侧模，桥梁边板处的湿接缝模板采用与桥梁边板侧模同形状的钢模板，其它根据实际需要设置模板。3．6浇注现浇混凝土根据该段的受力情况，设计上采用比C50预制梁高5MPa的C55号混凝土，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，混凝土中掺加膨胀剂。因钢筋密集，规定混凝土石子的粒径不大于2cm。根据配合比，严格控制各材料用量，浇注混凝土时采用小直径振捣棒的振捣器配合大直径振捣棒的振捣器，最后用平板式振捣器，确保现浇段混凝土密实。同时，因现浇段连同其上桥面铺装混凝土一起浇注，则须控制好表面平整度。3．7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。收浆完再用塑料薄膜覆盖待下次洒水养生时，换砂或草袋洒水代替塑料薄膜继续养生。3．8张拉预应力束及压浆待现浇混凝土强度达到要求后，张拉预应力束。预应力束采用扁锚锚固，用YDC24Q型千斤顶对预应力束中的每根预应力筋逐根张拉。张拉完毕后封锚并及时压浆。至此，拆除临时支座，完成整个转换过程。4施工中所遇到的问题4．1湿接缝施工空间小，缝中只有大约50cm×50cm的空间，因而一些工序操作难度大，在绑扎箍筋时，由于纵向钢筋的影响，箍筋的一个5cm的端头弯曲只能调直。部分钢筋的布置也需调整。4．2底模由于受预埋筋的限制，只能采用泡沫板，则振捣棒插入的深度应防止碰到泡沫板，同时振捣棒不能碰到预应力管道，防止导致预应力管道偏位或漏浆。4．3预制梁板预埋筋的位置及梁板吊装的位置的准确性直接影响到现浇段的施工及质量。5结语湿接缝现浇段工程量虽小，但工序繁琐且专业性强，每道工序都会影响整座桥梁的质量，应组织专业队伍施工，同时考虑该部分的经济效益。我现在发帖钱数怎么不会增长呢！