简支连续结构梁桥设计与施工

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2.2 简支－连续体系从结构受力上又可以分为一般
连续和连续刚构体系。 两者的区别主要在支点负弯距区现浇连续段是否 与下构桥墩固结，连续刚构体系主要用于山区高 速公路，当桥梁跨越峡谷，且桥上纵坡较大、墩 高较高时，为减小高墩受汽车制动力、风力、地 震力等水平力因素影响，减小高墩截面尺寸和材 料用量，限制主梁向下坡方向产生难以恢复的位 移，而把桥墩与上构主梁固结起来。
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2.1.2 T梁连续结构经济跨径一般在25~50m，由于主梁截面 较大，梁高较高，因此比空心板有较大的跨越能力，在山 区高速公路中跨越峡谷河川等位置的高架桥中常见。
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2.1.3 分体小箱梁是空心板结构的一种发展，它的经济跨径 一般在20~40m之间，这种结构在平原区应用广泛。对于重 庆等山区地形，主要适用于空心板结构跨径不能满足要求 时，如分离式立交和互通跨线桥中，当被交道路所需较大 跨径跨越且需要考虑桥下净空时。分体箱在同等跨径下比 T梁梁高矮，吊装时自稳能力强，但自重较大，对吊装能 力要求较高。
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e、桥面系二期荷载作用阶段：内力弯距图为：
从内力图上看，各跨主梁跨中由于钢束作用仍然是上缘受拉， 还具有较高的预应力度，而墩顶处原来由钢束提供的正弯距已 完全被二期恒载抵消。
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f、成桥营运阶段：在此阶段，汽车荷载已经作用，并考虑了墩
台沉降、温度应力等附加荷载的作用。其内力弯距包络图为： 未计预应力效应
1.1 装配式砼简支梁桥由于构造简单，预制和安装方便， 在高速公路桥梁建设中得到了广泛使用，然而这种简 支体系当跨径较大时，如对于普通钢筋砼梁桥，跨径 超过20~25m，对于预应力砼梁桥，跨径超过50m，这 种简支体系鉴于跨中恒载弯距和活载弯距都迅速增大， 致使梁的截面尺寸和自重显著增加，这样不但材料耗 用量大而不经济，并且很大的安装重量也给装配式施 工造成困难。因此对于较大跨径的桥梁，为了降低材 料用量指标一般都采用了先简支后结构连续体系。同 时从运营条件来看，采用连续体系比简支体系要优越， 它可以避免多跨简支梁桥在其接缝处易于破损引起桥 面跳车的弊端。
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6、结束语
1）开工之前应做好技术交底工作，使监理、施工人员全面领 会设计意图。 2）梁板预制时湿接头预埋钢筋位置一定要准确，板端钢筋预 留长度要一致，避免当梁板全部安装完毕后处理接头钢筋 造成的操作环境差、工人劳动强度大而无法保证接头钢筋 连接质量情况出现。 3）梁体上老混凝土的去皮凿毛工作必须提前进行，当预制的 梁板刚拆模后即开始施作，除对梁板端部接头老砼去皮外， 还必须重视铰缝砼和梁上部负弯矩区梁顶凿毛，避免梁板 全部安装完毕，钢筋接头连接好后再作此道工序，费时、 费工，残渣、杂质飞落湿接头缝隙内，用高压风或高压水 枪均无法彻底清除，影响湿接头砼浇筑质量，给今后桥梁 运菅安全带来隐患。 4）模板周转次数多后拆装易变形，施工时需定期进行模板尺 寸修正与校验。
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5.1.2 立模 主梁模板一般包括外模、封头模板、芯模(对空心板或分 体小箱梁)，为保证混凝土表面质量，外模一般可采用定 型钢模板。当遇到钢束波纹管阻碍插入式振捣器不能插 入时，可在附近梁体每隔lm安装一台附着式振动器，以 保证混凝土的密实。 5.1.3 预应力钢束张拉 一般在预制梁混凝土的实际立方强度达到设计标号的85% 后方可张拉预应力钢束，张拉时采用两端同时张拉和顶 锚。预应力钢束张拉采用双控,即同时控制张拉力及引伸 量。对于跨径40m以上的预制T梁，在张拉此阶段钢束时 容易产生侧弯， 施工时应严格控制张拉顺序，并采取必 要的限制措施。张拉完毕后应马上进行孔道灌浆，同时 为了防止预制梁上拱过大及预制梁与现浇桥面混凝土由 于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不宜过长，一般 以60天控制，存梁期内还应密切注意梁的累计上拱值。
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2、简支连续梁桥的种类与特点
2.1
常用的简支－连续体系上部构造主梁截 面形式包括空心板、T梁（包括工形梁、I 形梁）、分体小箱梁等
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2.1.1 空心板连续结构的经济跨径一般在16~20m，由于其主 梁梁高较矮，重量较轻，吊装要求不高，施工工期快，一 般适用于跨越小河沟或在分离式立交和互通跨线桥中有净 空限制处，可以降低路基高度。其典型断面如下：
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5.1 主梁预制
在主梁预制阶段施工重点主要有底座的制作、主梁的 立模、钢束的张拉几个方面
5.1.1 制作底座 考虑到底座要周转多次，应坚固无沉陷，平整又光 滑，因此一般都建在已经平整好的路基上，由于主 梁在施工预应力后会产生上拱度，形成两端为支点 的简支梁，在底模两端各2m范围内应进行加厚处理， 并设一层钢筋网。为防止张拉预应力后及存梁期引 起大的上拱度，在底模上一般需设置下拱度，下拱 度按抛物线设置。移梁时，为了使吊具不致于破坏 底座，在预制梁吊点对应底座预留20cm宽的槽口， 槽口用钢板垫平，便于吊装时抽出。
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5.2 新老混凝土接合面处理 湿接头部位新老砼接合最易成为结构的薄弱环节，新老砼 必须连成整体，所以湿接头部位老砼去皮凿毛相当重要。 有试验资料表明，新老混凝土接合面的抗拉强度与施工时 的处理方法有关，经凿毛处理的新老砼面的弯曲抗拉强度 (40号混凝土)为1.25MPa，而未经凿毛处理的接合面，其弯 曲抗拉强度甚至趋近于0。所以，对现浇接头部位的梁顶 面应去皮处理，对有周边接触面的（如空心板铰缝）也应 在预制场内凿毛洗净，以减少高空作业，并保证新老砼粘 接质量。同时由于该部位钢筋、波纹管较密集，湿接头砼 一般用小石子砼分层浇筑，层层仔细震捣。现浇连续段布 置如下图：
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3.2 简支－连续梁桥设计与施工的结合
在设计上必须考虑施工中体系转换，并对每步施工步骤中 结构的安全提供设计保证，因此设计上一般结合施工工序 分为以下几个阶段：
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3.3 下面结合一个7x30m预应力混凝土连续T梁的计
算示例可以反映每阶段主梁内力变化。
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3、简支连续梁桥施工方法、程序 简支连续梁桥施工方法、 以及成桥状态的关系
3.1 先简支后连续施工工艺流程
先简支后连续桥的梁板为后张法预应力砼梁，场 地集中预制，在桥上进行体系转换，先按简支梁 设置临时支座，并预置永久支座，预制梁吊装就 位后，在连续墩上现浇接头砼、张拉克服负弯矩 的预应力钢束，将体系转换为连续梁，最后浇筑 铰缝砼和（或）桥面铺装层砼，完成桥梁施工。 其施工工艺流程见下图（个别施工顺序可根据具 体情况适当调整）:
简支－连续结构梁桥 简支－ 设计与施工技术
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提要
简支－连续梁桥体系与受力特点 简支－连续梁桥的种类和特点 简支－连续梁桥施工方法、程序以及成 桥状态（结合实例） 简支－连续梁桥预应力体系的建立 简支－连续梁桥施工质量控制内容与方 法 结束语
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1、简支连续梁桥体系与受力行为
荷载作用，形成了连续体系，但墩顶处尚未产生负弯距。其内 力弯距图为
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d、张拉墩顶抵抗负弯距钢束阶段：在此阶段张拉的墩顶钢束用
来抵抗以后二期荷载和汽车活载作用时产生的墩顶负弯距。其 内力弯距图为
图中墩顶正弯距的产生实际上就是墩顶钢束张拉后提供的预应 力度，用于抵抗以后二期荷载和汽车活载作用时产生的墩顶负 弯距。
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主梁立面钢束布置
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4.2 还有一种钢束就是墩顶负弯距区钢束，这部分钢束 在连续体系形成之后张拉，用来抵抗连续体系在墩顶 部位产生的负弯距。其布置如图：
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5、简支连续梁桥施工质量控制内 容与方法
根据先简支后连续梁桥的工作原理和施工工艺流 程可知：主梁预制、新老混凝土结合面处理；临 时支座、永久支座正确安装；连接钢筋、预应力 钢束张拉等施工质量，是从简支结梁均为简支状态，仅受主梁梁体
自重作用。其内力弯距图为
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b、张拉主梁内抵抗正弯距钢束阶段：此阶段要保证主梁吊装过
程中结构安全，张拉完成后主梁上拱，因此在前期制作预制主 梁台座时均要设置一定的反拱。其内力弯距图为：
c、现浇连续段砼，完成体系转换阶段：在此阶段连续段砼自重
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现浇连续段普通钢筋布置
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5.3 临时支座、永久支座正确安装 对于搁置空心板梁的临时支座，其强度和刚度必须保 证在梁板架设过程中不破损，基本无沉降量，可采用四周 硬木板条用拉杆锚栓箍紧方箱装砂层办法处理。 搁置Ｔ梁的临时支座可用钢管截成筒状侧边钻孔临时 阀门封闭灌装砂层的办法，高度可比永久支座略高3～5mm， 以便体系转换时最后拆除； 在浇筑湿接头砼前，应对永久性支座表面进行保护(塑 料膜或薄钢板覆盖)。其接缝处残渣、杂质可用空压机清除 干净，并仔细检查各支座放置的平整度。先简支后连续桥 支座在伸缩缝处和连续墩处不同，伸缩缝处多采用GJZF4 或GYZF4支座，连续墩处一般采用GJZ或GYZ支座，在连 续墩处支座下设一定高度的支座垫石，GJZF4及GYZF4支 座不允许倾斜安装。对于体系转换永久支座，当纵坡≥1% 时，需采取措施使支座平置，一般采用梁底预埋钢垫板调 平。
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1.2 从两种体系的受力特征可以看出连续体系的优越性
简支体系：
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连续体系：
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由上图可见：当跨径L和荷载集度g 由上图可见：当跨径L和荷载集度g相同的情况下，简支体系的 跨中弯距最大，连续体系则由于支点负弯距的存在，使跨中正 弯距值显著减小，从表征材料用量的弯距图面积大小（绝对值） 而言，连续体系也比简支体系小很多。因此，连续体系可以减 小跨度内主梁高度，从而降低钢筋混凝土数量和结构自重，并 且这本身又可以导致恒载内力的减小。 1.3 以上为连续体系相对简支体系的各方面优点 ， 而连续体 以上为连续体系相对简支体系的各方面优点， 系相对简支体系也有缺点，主要表现在以下几方面: 系相对简支体系也有缺点，主要表现在以下几方面: 1) 由于连续体系是超静定体系，因此下构墩台基础的不均匀 由于连续体系是超静定体系， 沉降会使上构主梁内产生的附加内力。 沉降会使上构主梁内产生的附加内力。 2) 连续体系梁桥在支点负弯距区段内，梁的上缘受拉，不可 连续体系梁桥在支点负弯距区段内，梁的上缘受拉， 避免的要出现裂缝，雨水易于侵入梁体。 避免的要出现裂缝，雨水易于侵入梁体。 3) 连续体系梁桥构造上较简支体系也要复杂，同时由于体系 转换，施工上也比简支体系复杂得多。
计入预应力效应
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4、简支连续梁桥预应力体系的建立
4.1 简支连续梁桥的预应力体系一般包括两部分：
一是主梁预制时就张拉完成的梁体内抵抗正弯距 的预应力钢束，这部分钢束既要为成桥后通车营 运提供主梁抵抗正弯距的能力，同时又不能在主 梁预制时因钢束用量较大导致主梁反拱过大而产 生主梁上缘开裂。其在主梁内的布置如图（以连 续T梁为例）