先简支后连续梁施工技术浅析

王栋辉

（中铁六局太原铁路建设有限公司，山西 太原 030013）

随着世界交通建设的蓬勃发展，各种针对不同地形条件、结构受力的桥梁形式不断涌现，先简支后连续结构梁桥便是其中的一种。

1 先简支后连续结构梁的概念及特点

1.1 相关概念

先简支后连续是公路桥梁施工中一种较为常见的施工方法，顾名思义，就是先把梁按照普通的简支梁施工，成型后再把相邻两片梁端的预留钢筋焊接成整体并支模浇筑混凝土，使本来相互独立的简支梁连接成为一个连续的整体。概况地讲，就是采用简支梁的施工工艺，达到连续梁的使用效果。20世纪60年代，波特兰混凝土协会率先进行了该类结构体系的研究，而国内自20世纪80年代起也陆续建造了一些先简支后连续结构梁桥。

1.2 结构特点

先简支后连续梁是相对于简支梁和连续梁说的。简支梁桥属于静定结构，构造简单，施工方便，但跨中弯矩大，截面尺寸和自重相应较大，导致制梁所需材料增加，且难以克服行车的不舒适性；连续梁桥属于超静定结构，无断点，行车舒适，耗用材料较少。但预制过程复杂，工期长。

先简支后连续梁桥刚好发挥了上述两种梁桥的优点，克服了它们的缺点。其施工特点是先按照简支梁的工艺施工，后用湿接缝把相邻的跨连接成连续梁，从而得到连续梁优越的使用效果，其发展前景非常广阔。

图1 弯矩示意图

2 先简支后连续梁桥的应用实例

2.1 工程概况

北同蒲增建四线铁路工程在建设过程中需要跨越左砂公路（大同市左云县—忻州市繁峙县砂河镇），设计采用公路上跨铁路方案，改建3~25 m公路桥1座，铁路净空要求为8.2 m。汽车荷载等级为公路Ⅰ级。主跨采用25m跨度，全桥跨径为3×25m，桥梁分幅设置。上部采用3孔25 m预应力混凝土简支T梁，先简支后连续结构，预应力张拉采用后张法施工。预制梁高为1.7 m，每幅桥采用3片中梁，2片边梁。一跨分为左右两幅梁。全桥共计30片梁。

2.2 采用先简支后连续结构的必要性

本桥在设计初期，曾考虑过简支梁、连续梁、简支加桥面连续等桥梁形式，并从施工工期、耗用钢筋混凝土数量、劳力需求、施工难度以及建成后可能发生的病害及相关维护工作量等方面对其进行了经济技术综合比较。

经过比较后发现，简支梁和简支加桥面连续这两种结构形式相对简单，施工方便，但是简支梁需用的伸缩缝造价昂贵易破坏，而简支加桥面连续结构在两端病害较多，既无法避免行车时的不舒适性，又给后期维修养护造成过多工作量。左砂公路连接山西省北部诸多产煤县市，重车行走频繁，对桥梁安全稳定的要求尤为严格。因此，这两种结构形式首先被排除。

本桥为3~25 m跨径，若采用连续梁结构，则梁长达75 m，重量接近300 t，而目前国内240 t以上的吊车都比较少见，如此长而重的构件不利于预制安装施工。若搭建支架采用现浇施工，则工期太长，对于交通运输繁忙、亟需早日建成通车的左砂公路桥来说，连续梁结构也是不可取的。

这样，在排除简支、连续、简支加桥面连续这3种结构形式之后，最终选用了先简支后连续结构。

3 相关施工工艺

左砂公路桥先简支后连续结构梁的施工工序见图2。

图2 施工工序示意图

在具体施工中，应注意以下几点：

3.1 原材料选用

由于本桥施工期间气候炎热，为保证混凝土质量、控制裂缝、提高耐久性，施工用原材料除应符合相关技术规范要求外，还应特别注意以下几点：

3.1.1 水泥

水泥细度和C3S含量是影响混凝土早期强度的重要因素，增加细度和C3S含量有利于加快施工进度，但同时也存在着水化热较大导致自身收缩加大的问题。而且早期弹模大，在温度及收缩作用下，会造成严重的早期开裂。需采用低细度和C3S含量的水泥。

3.1.2 粉煤灰等矿物掺和料

粉煤灰是配置耐久性混凝土的重要组成部分，适当添加矿物掺和料的混凝土通常较少开裂，混和材料和未水化的水泥颗粒对混凝土微裂缝具有自愈合的能力。因此，混凝土中应适量添加粉煤灰等矿物掺合料，用以配置耐久性混凝土。

3.2 预制预应力混凝土T梁

3.2.1 梁场设置

本桥T梁预制是在梁场内完成的，提前选定梁场位置，要求距离桥墩较近，并且有专用便道，以方便T梁的运输。为加快预制梁进度，且考虑到全桥只有30片梁，应为每一片梁规划专门的预制场地，进行编号并在场地附近立牌标示。场地规划原则是根据现场铺架顺序，先架的梁距离梁场大门较近，以方便运梁。

3.2.2 主梁预制

T梁在梁场定型模板内集中预制，浇筑混凝土前应严格检查伸缩缝、护栏、泄水管、支座等附属设施的预埋件是否齐全，确定无误后方可浇筑。浇筑时振捣应充分。梁端2 m范围内及锚下混凝土局部应力大、钢筋密，特别是锚下混凝土，尤其要充分振捣密实，严格控制其施工质量。

为了防止预制梁上拱过大，预制梁与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不宜超过90天。且应根据现场施工条件设置向下的预拱度，以平衡上拱。预拱度的设置原则是使梁体在二期恒载作用前上拱度不超过20 mm，施工完成后桥梁不出现下挠，预应力管道也应随梁体设置预拱度。

为防止同跨及相邻跨预制梁间高差过大，同一跨桥不同位置的预制梁的存梁期应基本一致，相邻跨预制梁的存梁时间亦应相近。

3.3 正弯矩区预应力张拉及压浆

（1）预应力管道的位置必须严格按照坐标定位并用定位钢筋固定，定位钢筋与T梁腹板钢筋点焊连接，严防错位和管道下垂。如果管道与钢筋发生碰撞，应保证管道位置不变而只是适当挪动钢筋位置。浇筑前应检查波纹管是否密封，防止浇筑混凝土时阻塞管道。

（2）预制T梁预应力钢束需待混凝土立方体强度达到设计等级的90%后，且混凝土龄期不小于7天，方可张拉。预制梁内正弯矩钢束及墩顶连续段处的负弯矩钢束均采用两端同时张拉。

（3）施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。当预应力钢束张拉达到设计张拉力时，实际引伸量值与设计值的偏差控制在6%以内。

3.4 吊装架设

吊装架设前应按设计要求安装永久支座及临时支座。临时支座比永久支座高10 mm，每片梁设置4个临时支座。临时支座的选用原则是拆装方便、能承受重压。一般均是采用内置电阻丝的硫磺砂浆套筒，通电后电阻丝发热融化砂浆自动降低高度，达到事先拆除的目的。事先注意采取措施将临时支座隔离封闭，以避免砂浆融化后污染桥墩构件。

对临时支座位置的测量放样一定要准确，并在桥墩盖梁顶面用墨线标示清楚，并标示出梁端线，以方便T梁架设。预制梁采用设吊孔穿束兜梁底的吊装方法。预制梁在运输、起吊、安装的过程中，应注意保持梁体的横向稳定。架设后可以采取圆木临时支撑，以增加梁体的稳定性和整体性。

3.5 湿接缝施工

预制梁架设完成后，应及时进行横向及纵向现浇接缝的施工，以确保梁体稳定。

3.6 负弯矩区预应力张拉及压浆

波纹管在两预制梁端与现浇段相接处的位置偏差应控制在2 mm以内。在现浇段中预埋的管道与预制梁中的管道应采用同种材料，并与预制梁段对应和管道顺接，确保连接可靠，不漏浆。

待现浇混凝土强度达到要求后，用千斤顶对预应力钢丝束中的每根预应力筋逐根张拉、锚固，然后封锚并及时压浆。

最后，拆除临时支座，完成整个转换过程。

4 注意事项

（1）现浇接缝混凝土，应采用C50高强度微膨胀混凝土并且应与桥面铺装混凝土同时浇注，这对防止裂纹和预应力损失是有益的。

（2）临时支座使用前应进行预压，以保证承载力和下沉量。永久支座安装后应采用钢板覆盖，以避免后续施工中的混凝土残渣、杂质溅落到支座上。

5 结束语

先简支后连续梁作为桥的上部结构，其施工质量的好坏直接影响桥梁的安全稳定及行车舒适性。现场施工应组织专业队伍，层层把关，严格控制施工质量。

[1]卞龙，邓通发.先简支后连续梁桥施工技术简介.山西建筑2007-2.

[2]中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000.北京：人民交通出版社，2000.