先简支后连续梁桥受力浅析及湿接缝施工质量控制

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:黄昉威
[导读] 摘要:先简支后连续梁桥的最大弯矩、最大剪力,位于墩顶湿接缝处,结构处于高压应力状态,反拱度较大,容易发生混凝土板的开裂,现浇湿接缝完毕后完成体系转换,其施工质量控制好坏,决定了桥梁后期维护费用及桥梁使用寿命。
        广西建工第一建筑工程集团有限公司  广西南宁  530001
        摘要:先简支后连续梁桥的最大弯矩、最大剪力,位于墩顶湿接缝处,结构处于高压应力状态,反拱度较大,容易发生混凝土板的开裂,现浇湿接缝完毕后完成体系转换,其施工质量控制好坏,决定了桥梁后期维护费用及桥梁使用寿命。
        关键词:先简支后连续梁桥;受力浅析;湿接缝施工质量控制
        城市发展日新月异,道路桥梁的建设需更加高效、快速,以适应城市发展节奏,因此,先简支后连续结构的桥梁,在市政桥梁建设中出现了,且占比较大。简支梁桥属于单孔静定结构,构造简单,通常几孔梁组成一联,先浇筑湿接缝混凝土,使桥梁结构断面连成一体,然后对称张拉预应力筋,封锚压浆,在梁的负弯矩区施加压应力。
        1.先简支后连续梁桥的优缺点及受力
        1.1先简支后连续梁桥的优点
        1.1.1施工单位统一生产管理预制梁片,严格控制尺寸,采用标准构件时,可缩短生产周期,节省模板。
        1.1.2梁片在工厂进行预应力筋张拉,吊装采用两台大型汽车吊,可安排在晚上进行,使用的施工设备少,该结构的立交桥特别适合在拥挤的城市修建,避免造成社会车辆、行人堵塞。
        1.1.3桥梁下部结构施工时,便可组织预制梁片,安装不使用脚手架,可保护环境,节省施工时间,提高经济效益。
        1.1.4梁片在工厂预制养护,梁体混凝土强度达到100%时才吊装,其收缩、徐变对结构体系的影响极小。该结构的桥梁,继承了两种结构的优点,从受力图可看到,跨中截面的弯矩减小,因此桥跨设计可增大,结构的整体性、安全度、刚度都上了一个台阶。
        1.1.5连续梁具备良好的动力工作性能,避免了振动破坏现象的发生,动力工作性能决定了桥梁的安全及耐久。
        1.1.6桥梁结构施工时先期恒载简支,运营时总荷载连续,结构受力性能优越,基础沉降对结构影响小。
        1.1.7桥面伸缩缝少,变形小,有利提高车速,行车更舒适。
        1.2先简支后连续梁桥的缺点
        1.2.1桥面板浇注后,铰缝的混凝土容易出现纵向裂纹。
        1.2.2为了提供足够的承载能力,必须施加较大的预应力,使用较多的预应力钢筋,结构的反拱度较大。
        1.2.3日常汽车活载,使梁体刚度降低,梁体钢筋、混凝土应变增大;
        1.3先简支后连续梁桥的受力浅析
        先简支后连续梁桥,按结构形式分为两种:一种是桥面板连续,另一种是混凝土结构连续,前者仍然是简支梁,后者为连续梁。
        按预应力筋配置,又分为两种:第一种跨中设置部分预应力钢筋,湿接缝处设置普通钢筋,浇筑普通混凝土联接,这种结构普通钢筋设置密集,焊缝多,钢筋焊接及混凝土浇筑质量较难控制,湿接缝面层混凝土容易产生裂缝。
        第二种在跨中及湿接缝处,均设置了部分预应力筋,混凝土的拉应力不超过规定限值,为混凝土a类构件连续梁。此类结构一方面在不同部位设置普通钢筋,纵向受力主筋,控制裂缝的产生,另一方面合理运用预应力,控制梁体混凝土反拱。
        对两跨先简支后连续梁进行简化受力分析,假设只受均布荷载集度为q的作用,图a、图b、图c为简支梁剪力图及弯矩图;图d、图e、图f为连续梁剪力图及弯矩图。
       
        从受力分析可知,梁的最大弯矩转移到墩顶湿接缝处,且变为负弯矩,同时现浇段的剪力比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,且为连续梁的危险截面。
        2.墩顶湿接缝的施工质量控制
        2.1混凝土凿毛
        预制梁在预制场凿毛洗净,将新旧混凝土接触面的梁端范围,周边接触面及板全长内横向铰缝均需凿毛,纹路凿深2mm,现浇前充分湿润。
        2.2安装底模
        先在湿接缝下面铺设模板,找平设计标高并固定模板,缝隙用胶布密封防止漏浆,模板使用厚度较薄的竹胶板,以适应梁底小空间,底模表面涂刷一层水泥浆,预防电焊焊渣灼伤模板面。
        2.3钢筋安装
        预埋纵向抗剪钢筋直径较大,采用套筒挤压连接,操作时在预埋钢筋上做好标记,两片梁的钢筋对准,挤压套筒套在中间,防止偏位。其他钢筋连接采用搭接焊,焊缝饱满,搭接长度符合设计要求,操作过程避免灼伤主筋。
        2.4预应力波纹管安装
        波纹管在两片预制梁端与现浇段相接处,管道采用定位钢筋牢固地定
        位于设计位置。线型平顺,连接严密不漏浆,波纹管的规格、生产厂家,
        与预制梁片的相同。钢筋焊接作业时,用钢板遮挡管道,避免烧伤,管道
        安装就位后,立即通孔检查。
        2.5侧模安装
        湿接缝侧模,采用与桥梁边板侧模同形状的钢模,用钢管加固于模板
        背面,安装完成后,检查其平整度、垂直度,缝隙是否密封。
        2.6现浇混凝土
        采用比预制梁片混凝土高一个标号的钢纤维高强微膨胀混凝土,将钢
        纤维掺入高强混凝土中,其抗拉强度、抗剪强度、弯拉强度,尤其是裂后
        韧性得到很大的改善作用。混凝土外加剂,根据配合比严格控制膨胀剂、
        减水剂数量,钢纤维规格长度为10mm,每立方混凝土入钢纤维55kg,
        换成体积比为0.7%。混凝土粗集料碎石的粒径不大于20mm。浇筑混凝土时,因湿接缝处钢筋密集,各个片区需充分振捣,确保混凝土密实。
        2.7养生
        混凝土浇筑后,用塑料薄膜覆盖养护,每天多次喷淋,保持混凝土湿润。拆模后,覆盖麻布或者土工布,再用塑料布包覆,进行潮湿养护,麻布应完好无破损,无缝搭接,塑料布内表面应有凝结水珠,混凝土保湿养护时间应尽量延长。
        2.8预应力筋张拉及压浆
        预应力筋张拉采用张拉力与伸长量双控的措施,两端钢筋延伸量保
        持同步进行,混凝土强度达到设计强度的95%时,按照预应力束张拉顺序对称张拉,再封锚、压浆。
        2.9 施工中其他事项
        梁板吊装位置的准确性,决定预埋筋的位置是否准确,影响湿接缝的
        施工质量。湿接缝施工空间小,纵向抗剪钢筋的直径较粗,部分钢筋的位置需调整。
        结语
        先简支后连续梁桥的湿接缝处,承受着最大弯矩和最大剪力,为连续梁的危险截面,容易发生混凝土板的开裂,施工质量控制必须严格落实到位,梁端凿毛、钢筋挤压连接、钢纤维高强混凝土配合比、预应力筋张拉等施工工序均按规范实施,保证工程质量。
        参考文献:
        [1]黄钟霈. 先简支后连续梁桥湿接缝处纤维混凝土韧性试验研究[D].武汉理工大学.2009
        [2]林辉源. 先简支后连续桥梁湿接缝的设计与施工[J].华东公路.2002(03)
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