高速公路简支连续梁施工技术研究

摘　要：本文在国内外的研究基础上，对简支连续梁给出明确的定义，分析了简支连续梁的特点。然后结合对现有实际梁的研究，提出简支连续梁的施工技术，希望可以为相关施工单位提供点参考。

关键词：高速公路；简支连续梁；施工

中图分类号：U448.21+5

文献标识码：B

文章编号：1008-0422(2011)07-0176-02

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前言

随着我国经济建设的快速发展，交通业因其特殊的重要地位也得到了较为快速的发展，尤其是高速公路从无到有的出现以及近年未的大量建成，对我国的工程技术起到了巨大的促进作用。与这种高速经济发展相适应，相信在今后一段时期，高速公路建设仍将是今后我国交通事业的发展重点。在高速公路建设中，出现了大批长，如高架道路、跨越海湾和湖泊的梁等，有的梁总长达到数十公里。这些梁要求很高，有些梁虽已建成，却不能适应高速行车的要求。简支连续梁因其具有施工简便、养护简单、抗震能力强等许多优点，逐渐成为首选，本文即基于此目的对高速公路简支连续梁施工技术进行了研究。

2　简支连续梁的结构型式

2.1简支连续梁定义

简支面连续梁、简支结构连续梁、简支刚构、简支结构连续一刚构组合统称为简支连续梁。

①简支面连续梁

先预制架设简支梁(板)，后通过现浇墩顶主梁(板)顶部部分混凝土湿接头跨缝结构，形成具有连续面的多跨简支梁。

②简支结构连续梁

先预制架设简支梁(板)，后通过现浇混凝土湿接头将相邻跨梁(板)在墩顶部连为一体，形成多跨连续梁。

③简支刚构

先预制架设简支梁(板)，后通过现浇混凝土湿接头将相邻跨主梁以及墩盖梁在墩顶部连为一体，形成墩梁固接的多跨刚构连续梁。

④简支结构连续一刚构组合

先预制架设简支梁(板)，后通过现浇混凝土湿接头将较矮墩相邻跨主梁在墩顶连为一体，将较高墩主梁以及墩盖梁在墩顶部连为一体，形成部分连续梁，部分墩梁固接的多跨连续梁。

2.2简支连续梁特点

①简支面连续梁

在施工中、使用中均属于简支结构，基础不均匀沉降、不均匀温度变化、混凝土收缩徐变、二次预应力等不会产生附加内力和次内力；连续联长内不存在伸缩缝易损坏、难维护的问题；缺点是钢筋混凝土面连续构造处于结构相对变形最大的部位，受力复杂，容易开裂，并因裂缝反射导致面铺装开裂。简支面连续梁服役期行车舒适性方面比简支梁优越，是中小跨径梁建设的进步。

②简支结构连续梁

在施工中属于简支结构；在使用中属于连续梁受力体系，基础不均匀沉降、不均匀温度变化、混凝土收缩徐变、二次预应力等会产生附加内力和次内力；连续联长内不存在伸缩缝易损坏、难维护的问题。简支结构连续梁服役期受力性能和行车舒适性方面比简支梁或简支面连续梁更优越，是中小跨径梁建设的一大进步。

③简支连续刚构梁

在施工中属于简支结构；在使用中属于刚构受力体系，基础不均匀沉降、不均匀温度变化、混凝土收缩徐变、二次预应力等会产生附加内力和次内力；连续联长内不存在伸缩缝易损坏、难维护等问题；连续联长内不存在支座易损坏、难维护、更换等问题。服役期受力性能和行车舒适性方面比简支梁或简支面连续梁更优越，变形特性(特别是坡)比简支结构连续梁更优越；从梁全寿命成本(建造成本+使用管养成本)最低要求来讲，简支刚构连续梁是一种合理的结构，简支刚构连续梁设计是中小跨径梁建设的又一大进步。

④简支结构连续一刚构组合连续梁

简支结构连续一刚构组合同时具有简支结构连续、简支刚构的特点；适宜于同一梁中墩高度差别大的情况。

3　简支连续梁施工技术

3.1简支连续梁施工工艺流程

简支结构连续梁施工流程见图1。

3.2施工准备

简支连续梁通过将简支梁在墩顶实施结构连续或墩梁固结而成，所以，简支梁体是基础、墩顶结构连续、墩梁固结(刚构)或面连续构造是关键，施工必须高度重视。强化施工设计，明确施工工序，制定精细化的施工方案，实行首件(试制)制。

3.3梁预制与安装

预制台座稳定性好，顶面光滑，易于脱模。严格按照设计图纸，制作强度、刚度、稳定性均满足精品预制梁需要的模板系统，同时，模板必须能根据预制梁顶横坡、锚固齿板等需要具有可调整功能。从控制混凝土原材料、配比、几何尺寸、一期预应力体系建立精度、养护等方面入手，采取行之有效的措施，确保预制梁预拱度符合设计要求。临时支座必须满足强度、刚度、稳定性要求。建议采用沙筒等方便拆除结构形式。注意事先设置的永久支座的安装精度和稳定性保持。

目前施工中常用的临时支座主要有三种形式，下面我们对其逐一进行对比。

①砂箱临时支座

砂箱临时支座制作、安装、拆除简单，可反复使用。当用于多座梁流水施工时，平均成本较低，但由于一般梁临时支座设计厚度为很小，除去活塞高度及箱体厚度，箱体内可装干砂量较小，打开出砂日放砂时，活塞回缩行程太小，不利于砂箱的取出。另外，如梁为全幅一次性架通，当全部多片T梁架设完成后才能进行体系转换施工，故砂箱无法在施工中重复使用，一次性投入较大。

②含电阻丝的硫磺砂浆临时支座

硫磺砂浆强度高，抗挠刚度小于砂箱及普通混凝土临时支座。但其也存在着原材料质量要求高，制作工艺较复杂，不易拆除，成本高等缺点。

③普通混凝土临时支座

普通混凝土临时支座制作所需原材料与预制梁相同，不需另行购买；制作工艺和场地要求简单；强度可根据需要灵活选配；拆除时只需凿除上层支座将下层抽出即可；具有成本低廉、无污染等优点。

因此，建议简支连续梁施工中选用普通混凝土临时支座。

3.4连续端混凝土浇筑及后连续预应力筋的张拉

一直以来，设计和施工单位对简支结构连续未那个的后连续工艺即存在着分歧，设计施工图上的施mm序常常因现场的实际条件而改变，出现设计方所提出的施工艺序最终被其他施工工序替代的情况。总结现有施工工序主要有以下几种方式：

工序1：连续端混凝土一次性浇筑，从一端向另一端依次张拉后连续预应力钢束：

工序2：连续端混凝土一次性浇筑，隔跨张拉后连续预应力钢束；

工序3：连续端混凝土一次性浇筑、对称张拉后连续预应力钢束；

工序4：连续端混凝土对称浇筑、对称张拉后连续预应力钢束；

工序5：连续端混凝土隔端浇筑、隔端张拉后连续预应力钢束。

通过分析及参考大量文献，大致给出以下

建议，供施工参考：连续端混凝土浇筑和预应力钢束张拉的最佳方法为“隔跨浇筑、隔跨张拉法”，由于条件限制需要采用一次性浇筑各个端部的话，则后连续预应力的张拉顺序则根据施工中的方便自由选择，最终的效果相差不大。

同时连续端混凝土需作专门配比，保证高强度、低收缩、高韧性的设计要求。

对于简支结构连续梁，墩顶湿接头混凝土浇筑前，T梁(空心板)端面、T梁端横隔板以及端横隔板靠墩侧面以外的T梁肋侧面应按要求做凿毛，或刷净水泥浆，或刷专用粘接剂等增加新老混凝土连接性能的处理。对于简支刚构连续梁，墩顶湿接头混凝土浇筑前，T梁端面、T梁端横隔板、端横隔板靠墩侧面以外的T梁肋侧面以及墩盖梁顶面应按要求做凿毛，或刷净水泥浆，或刷专用粘接剂等增加新老混凝土连接性能的处理。墩顶湿接头浇筑应严格按设计要求执行。设计无要求明确要求时，墩顶连续应在一天中温度最低且变化最小的时间段(一般为晚上1～6时)内进行，同时保证在温度升高时，混凝土已有20％以上的强度。如遇昼夜温差大于15℃时，建议在墩顶湿接头内设置劲性骨架，以避免因温度升高过大而对混凝土凝结产生不利影响。墩顶湿接头混凝土应有专门的养护方案，确保此类间隙混凝土强度的成长。

后连续预应力施工中，严格控制预制梁中预应力管道、锚固齿板的几何精度，采用专门的塑料波纹管，确保预应力管道畅通。在二次预应力施工前，必须对预应力管道，特别是管口借助衬管等实施特别保护。二次预应力张拉时混凝土强度必须满足设计要求，张拉时间、顺序应符合设计规定。简支刚构连续梁墩梁固接用竖向预应力预埋在墩盖梁中，在墩梁固接构造混凝土浇筑前，应对竖向预应力筋作特别保护。应有专门的管道压浆配方，采用真空压浆。

3.5结构体系(支座)转换

临时支座的拆除会导致永久支座处节点的强迫位移，从而引起主梁内力重分布。究竟采用什么样的拆除顺序方能将该相对位移产生的盖梁内应力重分布的不利影响降至最低，是施工中非常关心的问题。总结现有临时支座拆除顺序，主要有以下几种方式：

方式1：依次从一端到另一端的顺序拆除；

方式2：隔跨拆除；

方式3：对称拆除。

通过对不同临时支座的拆除过程进行分析和比较，我们认为，临时支座的拆除对于不同的后连续跨数有着不同的最合理工序，针对目前的后连续跨数(n)多大于5，即至少由4个后连续端部的情形(n≥4)。我们建议的临时支座拆除原则为“隔跨拆除”，而不应该是目前设计中经常建议的对称拆除。

同时在满足强度、刚度、稳定性及拆除方便的要求下，对临时支座(对于单支座简支连续梁)构造、安装、拆除方案进行研究，提出实施方案。严格按照设计要求的时间、顺序进行结构体系(支座)转换。

3.6结构性现浇层与后连续端部的浇筑方式

简支结构连续梁不但有着纵向的预应力连续问题，还存在着同跨梁的不同预制梁之间的横向连接问题，即铰接缝的浇筑连接。对于目前国内的梁设计而言，结构性现浇层与后连续端部浇筑的一般做法如图2所示。

后连续端的浇筑方式不同，因而对后连续预应力张拉的效果势必存在着一定的影响。在方式2中，由于多跨一联是独立连续的，即相邻的两块板端部的浇筑是分离的，此时的后连续预应力筋的张拉对相邻的其他空心板梁没有影响。但就目前的简支结构连续梁的施工而言，由于考虑到在钢筋稠密、操作空间受到极大限制、相邻两块板的端部之间很小的距离之间立模的实际困难、大多数的施工单位仍倾向于采用方式1。在浇筑方式1中，由于一次性将不同梁板的端部在横向上一并联系起来，而后连续预应力筋的张拉却是多跨单联的。也就是说，此时的多跨一联预应力筋的张拉已经对横向的其他同跨梁板产生了一定的作用。通过分析可知，后连续端部的两种浇筑方式对后连续预应力的张拉效果影响很小。建议施工中应该采用方式2的浇筑方案；到条件限制而不得不采用第1种方案时，应该采用两组预应力张拉人员，从两边板依次向中间张拉，以最大限度的保证后连续效果。

同时注意按照设计要求进行梁顶剪力钢筋的预埋，特别是T梁翼板现浇带上的预埋。通过预制梁的试制，必要适当调整剪力钢筋的伸出长度，适应剪力钢筋与钢筋网之间的连接，避免剪力钢筋的失效。结构性面铺装和非结构性面铺装垫层混凝土浇筑后的基岩效应明显，容易出现收缩裂缝，应在规定的时间(或预制梁龄期)进行施工，同时，应对裸梁顶面应按要求做凿毛，或刷净水泥浆，或刷专用粘接剂等增加新老混凝土连接性能的处理。采用专门的大面薄型混凝土的养护措施。

4　结束语

目前，简支连续梁的应用在我国取得了巨大的发展。我国河北的滦河大、广东的三洪奇大、柳南高速公路上的洛维大、福州市连江路江三北引道上的光明等都是采用此方法建成的连续梁，相信今后该技术会得到进一步的应用和提高。

参考文献：

[1]姚玲森．梁工程．第二版：人民交通出版社，2008

[2]范立础．梁工程(上册)．第一版．人民交通出版社，2001

[3]张树仁，郑绍硅，黄侨，鲍卫刚．钢筋混凝土及预应力混凝土梁设计原理．人民交通出版社，2004

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