连续箱梁体系转换技术研究

连续箱梁体系转换技术研究

摘要：由简支转换为连续体系，是通过在箱梁端部顶部负弯矩区内增设负弯矩预应力束来实现的，而为配合梁体结构体系转换，在转换过程中需在箱梁端部布设相应临时支座并适时拆除来实现其体系的转换。体系转化在先简支后连续梁桥施工中具有重要意义。本文即重点阐述了连续箱梁体系转换施工工艺步骤及施工技术要点。

关键词：连续箱梁；体系转换；先简支后；混凝土；张拉

连续箱梁体系转换概述

1、体系转换的概念

先简支后连续的结构体系转换施工技术的实质就是上部主梁结构首先进行工厂预制，安装临时支座后，将主梁架设就位，此时上部结构的受力形式是简支体系；在进行墩顶湿接缝施工后，将相邻两跨的梁连接成整体，施加负弯矩预应力后，拆除临时支座，使连续梁整体落架在永久支座上，此时上部结构为永久支

座受力状态下的连续梁，这一由简支梁转变为连续梁的过程称为“体系转换”。

2、体系转换使上部结构具备连续梁的优点

连续梁桥是超静定结构，整体性好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，尤其是连续段内无断点，行车舒适，减少伸缩缝的设置密度，同时减少了简支梁桥桥面及伸缩缝的维修费用。

3、体系转换使上部结构保持简支梁施工特点

连续梁虽然具备结构设计上的优点，但由于结构复杂，主梁的长度和重量大，其施工方法主要有：搭设模板支架就地现浇、悬浇或悬拼施工法、顶推施工法、先简支后连续施工法。其中先简支后连续体系转换施工法更好地发挥了简支梁规模工业化预制生产、现代化起重设备安装，降低劳动强度，上下部结构同时施工，缩短工期，加快建桥速度的优点。

连续箱梁体系转换施工工艺步骤

1、第一步

1.1、工厂预制箱梁，混凝土强度达到设计强度的90%后，开始张拉正弯矩钢束。

1.2、施工下部结构至盖梁。

1.3、设置临时支座并安装好永久支座，逐孔安装主梁，置于临时支座上成为简支状态，及时连接桥面板、中隔梁及端横梁钢筋。

2、第二步

连接连续接头钢筋和绑扎横梁钢筋，设置接头板束波纹管并穿束，在日温最低时，浇筑连接湿接头、中横梁及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内的桥面板。

3、第三步

混凝土强度达到设计强度的90%后，张拉顶板负弯矩预应力钢束，并压注水泥浆。

4、第四步

4.1、湿接头施工完成后，浇筑剩余部分桥面板混凝土，剩余部分桥面板混凝土应由跨中向支点浇筑，待混凝土强度达到90%后，拆除临时支座，使永久支座平稳受力，完成体系转换。

4.2、连接顶板钢束张拉预留口钢筋，浇筑桥面铺装混凝土。

三、连续箱梁体系转换施工技术要点

1、临时支座的选择及安装

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。本文采用活塞套筒式临时性支座，活塞套筒式临时支座一次性投入较大，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粱。

2、湿接头混凝土施工

2.1、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。

2.2、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。

2.3、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。预制梁伸出的顶板上层和底板下层钢筋采用单面焊连接；预制梁伸出的其他构造钢筋可用铁丝绑扎。

2.4、波纹管的定位安装

2.4.1、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15cm，不能出现错台、毛头，同时用胶带纸包裹密封。

2.4.2、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。

2.4.3、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。

2.5、浇注现浇混凝土

在日温最低时，浇筑连续接头、中横梁及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内的桥面板(梁与梁之间绞缝)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。由于墩顶连接钢筋密集，规定混凝土石子的粒径不大于2cm；为了保证墩顶混凝土浇注质量，墩顶混凝土浇筑较缓慢，振动棒必须振捣密实，防止空洞产生。墩顶连接可分两次浇注，先浇注连接梁肋，浇注完成后，在混凝土没有初凝前，绑扎面板连接钢筋，再浇注面板混凝土。

为防止振捣入仓困难和卡棒现象，使用小直径振动棒配合大直径振动棒。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。全桥是在形成连续结构后，在墩顶浇注后的三天内应防止动荷载在桥面上作用，防止墩顶混凝土处出现微裂纹。

2.6、张拉顶板负弯矩预应力钢束及注浆

在此工序中需要重点控制的主要是预制梁端顶板负弯矩预应力波纹管的预

埋及顶板负弯矩固定端的钢束锚固。

2.6.1、张拉准备

①混凝土强度检验

预应力筋张拉前，需提供构件混凝土的同条件养护试件的强度试压报告。当混凝土的试件强度达到设计强度的90%以后，且龄期不小于7 天后方可张拉预应力钢束。张拉时采用张拉应力和伸长量进行“双控”控制，以张拉应力为主，伸长量进行校核。张拉过程中作好记录，对张拉过程中出现的滑丝、断丝等现象应及时处理以确保张拉质量。

②构件端头清理

构件端部预埋钢板与锚具接触处的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。

2.6.2、张拉

预应力钢束的张拉采用双控一次两端同时、同步对称张拉。张拉时对预应力束中的每根预应力筋逐根张拉，同一墩顶预应力钢束张拉顺序按照由边梁向中梁对称、均匀张拉。张拉时必须保证千斤顶与工作锚的垂直，若张拉端槽口过浅需凿至工作深度，以防锚口损失过大甚至钢束断裂的发生。

2.6.3、张拉伸长值校核

预应力筋张拉时，通过伸长值的校核，可以综合反映张拉力是否足够，孔道摩阻损失是否偏大，以及预应力筋是否有异常现象等。因此，对张拉伸长值的校核，要引起重视。预应力箱梁张拉时的控制应力，应以张拉时的实际伸长值与理论计算伸长值进行校核。实际伸长值与理论伸长值相差应控制在6%以内，否则应暂停张拉，查清原因并采取措施加以调整后，再继续进行张拉。

2.6.4、孔道压浆封锚

孔道压浆采用真空压浆工艺，在正式施工前应进行相关工艺试验，以检验压浆设备的机械性能、浆体的技术指标和压浆作业的工艺参数，在确认施工工艺满足要求后，方可展开规模施工。压浆和封锚工作一般在张拉作业完成后尽早完成。

3、支座拆除完成体系转化负弯矩钢束全部张拉完成、压浆、封锚后，由跨中向支点浇筑剩余部分的湿接缝，待强度达到设计要求后进行即可落梁，进行体系转换。支座拆除的核心是要保证梁体均匀、同步下降，支座共同受力。由一联两边跨开始对称向中跨落梁，对每个墩两侧对称进行，下落方法是打开砂箱外侧钢管预留螺栓，砂箱内干砂在梁重作用下自动流出，解除临时支座，完成体系转换。