简支连续梁桥结构特点及合理施工方法探讨

张毅奇

(重庆市市政设计研究院)

1 引言

简支梁桥是梁式桥中应用最早、最广泛的一种桥型，其结构简单、施工方便、能适应沉降较大的地基，在中小型跨径梁桥中得以普遍应用。但是，由于简支梁桥大量伸缩缝和支座的存在，车辆行驶的安全性和舒适性受到严重影响且养护困难，简支梁桥已难以满足车辆高速行驶的安全性和舒适性的需要。

连续梁结构桥梁具有良好的连续性和力学性能，但因其施工工艺复杂、设备及材料投入大，更适用于大跨径桥梁的建设，在中等跨径桥梁的建造中不占优势。后来出现的“先简支后连续梁桥”将简支梁的简单工艺和连续梁的优越性能结合起来，实现用梁或板批量预制生产的方式来加快连续梁的建设速度，同时省去复杂的支模工序。先简支后连续梁桥综合了简支梁桥和连续梁桥的优势，减少了连续跨内的伸缩缝，从而使桥面连续性得到扩大;在竖向荷载的作用下，各跨仍然继承了简支梁受力的基本特征，使用性能良好且成本较低，在中等跨径桥梁中得到了日益广泛的应用。

简支梁桥面连续通常可分为两种，一种是梁上现浇混凝土板连续，桥面连续板内无预应力钢筋;另一种是指组合梁的桥面板连续，混凝土板作为梁结构本身的一部分后浇或者预制，多采用预应力使之连续，其受力性能与常规的简支梁桥面连续结构体系不同，应归于连续梁结构体系，但沿用了“桥面板连续”的说法。相对于简支梁的施工，先简支后连续梁增加了连续段施工和体系转换两道工序，这是将简支梁变成连续梁的关键，也是施工的重点和质量控制的难点。

2 简支连续梁桥的构造特点

2.1 先简支后连续结构的主要连续类型

(1)组合梁的先简支后结构连续国外普遍采用此种连续方式，多为钢梁或混凝土梁(I型截面、箱型截面、T型截面、U型截面)简支，上部的混凝土板可现浇，也可预制。桥面板与梁之间采用剪力连接件连接，一般采用预应力使结构连续，且支座处同时配置正、负弯矩筋。

(2)预应力使结构连续根据受力分析，用预应力使结构连续类型适用于20 m以上的多跨简支梁桥。由于在负弯矩区施加了预应力，连续区的桥面开裂得以避免。在我国广西柳南高速公路洛维大桥使用成功后，此类型连续得到了广泛应用。

(3)桥面连续我国高等级公路中的简支连续梁桥多采用此类连续，设计简单且施工方便，对16 m以下的多跨简支梁桥的桥面开裂问题解决较好，但对16 m以上的多跨简支梁桥的桥面开裂问题解决效果不太理想。

(4)桥面板连续此类型在我国高等级公路建设史上运用较多，其设计和施工也简单方便，但适用范围小。只对具有行车道板的20 m、25 m、30 m多跨简支T(I)梁桥才适用。

(5)普通钢筋使结构连续此类连续方法在国内的工程实践中采用较少，设计和施工较前两者复杂，多用于20 m、25 m、30 m的多跨简支T(I)型梁桥。以上三种类型由于负弯矩区都是用的普通钢筋，因此连续区桥面很难避免开裂。

2.2 先简支后连续结构体系的主要构造

(1)上部构造:预制构件与装配式简支桥梁构件相似，可视主梁间距少设甚至不设中横隔板。预制主梁靠近现浇连续端与简支桥梁不同，要注意预埋纵向连续钢筋、横向连接钢筋及梁底钢板。当现浇连续段采用预应力钢束时，应注意预应力管道的预埋并合理设置齿板。

(2)现浇连续段:在形成连续结构后，预制构件的连续段与预制端横隔板一起组成上部构造的刚性端横隔梁。施工时要求将它在纵、横、竖三个方向与主梁可靠结合。现浇连续段的纵向钢筋可考虑采用普通钢筋或预应力钢束，采用普通钢筋具有操作简便且不影响主梁已有的正弯矩钢束预应力效果的优点，而采用预应力结构则抗裂性较好。

(3)现浇桥面板:是预制构件的整体化结构，它加强了装配式T形梁、工字梁或分体式小箱梁的横向联系和抗扭刚度，加强了预制横隔板的功能，且用以布置顶板负弯矩区受力钢筋或钢束。

(4)桥面铺装、防撞护栏、桥头搭板、桥梁墩台基础及其它附属构造如支座、伸缩缝及防、排水构造等，先简支后连续梁均与其它型式的桥梁类似。

2.3 先简支后连续结构体系的主要特点

(1)对于箱梁为满足锚具布置的需要，主梁端部在箱内侧加厚。腹板内预应力钢束除竖弯外，在主梁加厚段尚有平弯，与此相应的锚固面在三个方向倾斜，预应力钢束张拉时必须垂直于锚固端面。为了扩散应力，预应力锚具在梁端布置应力求均匀。

(2)对于箱梁为减轻安装重量和增加横向整体性，在各箱之间设置横向湿接缝，每联端部横梁部分与主梁同时预制，各墩顶横梁现浇。

(3)对于部分预应力构件，跨中底板下层钢筋和支点处顶板上层钢筋应根据承载能力极限状态计算设置。

(4)主梁顶板负弯矩钢束的波纹扁管应在预制主梁时预埋，在主梁安装好后，浇筑连续接头段前应将对应的扁管连接好。

(5)钢绞线弯折处采用圆曲线过渡，管道必须圆顺。预制主梁定位钢筋在曲线段以间隔50 cm，在直线段以间隔100 cm设置一组，顶板负弯矩钢束的定位钢筋每隔100 cm设置一组。

(6)预制主梁简支安装时的临时支座，可采用硫磺砂浆制成，硫磺砂浆内埋入电热丝，采用电热法解除临时支座。

3 简支连续梁桥的主要优点

(1)构件可以在预制场内批量生产，便于统一生产管理并严格控制预制构件的尺寸。且构件可提前预制，缩短了桥梁施工工期并节约了建设成本。

(2)梁的吊装就位仅需要吊装设备、负弯矩的布置可在梁上或挂篮上进行，从而减小了桥梁施工的工作面积，尤其适用于城市立交桥工程工作面狭小的特点。

(3)简支梁的预应力筋对结构不产生次力矩，可使结构设计简便。

(4)基础沉降对结构的影响相对小。梁的自重等竖向恒载按简支梁传力，车辆及行人等活载和桥面铺装、栏杆等二期恒载按连续梁结构传力，使结构的受力性能优越，可用于基础不良地区的桥梁建设。

4 简支连续梁桥合理施工方法

4.1 先简支后连续梁桥施工工艺流程

先简支后连续桥的梁板为后张法预应力混凝土梁，场地集中预制，在桥上进行体系转换，吊装时先采用临时支座(对于双支座情况，即为永久支座)，按简支安装就位后，在连续墩上预置永久支座(对于双支座情况，无次工序)，现浇接头混凝土、张拉克服负弯矩的预应力束，将体系转换为连续梁，最后浇筑铰接缝混凝土和桥面铺装层混凝土，完成桥梁施工。其施工工艺流程如下(可据条件适当调整)。

施工准备→预埋连接钢筋及预留孔道埋设→梁板预制→安装临时支座、预埋永久支座→梁板吊装→连续钢筋连接→浇筑湿接缝砼→预应力钢束张拉→浇筑铰缝砼→桥面铺装→完成桥梁施工。

4.2 先简支后连续梁桥施工工艺特点

(1)先简支后连续梁的受力为“恒载简支、恒载+活载连续”，因而其主梁的截面尺寸和预应力筋数量均大大减小，使预制梁在施工阶段的起拱度较简支梁要小得多，在设置反拱度时应根据其结构要素进行计算，而不能简单地参照简支梁的反拱度值。

(2)在简支梁受力阶段，在未施工纵向湿接缝的梁体上运梁是不安全的，而在己施工了纵向湿接缝的梁体上运梁则是安全的;对连续梁而言，未做负弯矩筋张拉之前是结构最薄弱的阶段，即使这时在其上方运梁也是安全的。

(3)混凝土的干缩率远大于其极限延伸率，因此干缩将使后浇连续段混凝土产生裂缝，并造成其与预制梁之间的结合较弱，建议后浇连续段采用微膨胀混凝土。

(4)由于在实际施工中受工期以及人力、设备组织的限制，有时不能等后浇连续段全部浇筑、张拉完成后再进行一次性的体系转换，此时可采用多次体系转换。

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