浅析简支连续桥梁墩顶湿连接预应力波纹管梁端连接水平偏位的处理措施



浅析简支连续桥梁墩顶湿连接预应力波纹管梁端连接水平偏位的处理措施

龚银川

中城建第三工程局集团有限责任公司 重庆

[摘要]本文简单介绍了简支结构连续梁桥的构造特点及梁端波纹管连接施工工艺，着重介绍简支结构连续梁桥跨体系墩顶湿连接预应力波纹管梁端水平偏位的技术处理措施，与同行交流探讨。

[关键词]简支连续梁桥；墩顶梁端波纹管连接；水平偏位；处理措施

简支结构连续梁桥，是将预制梁（板）简支架设，后通过现浇砼湿接头将相邻两跨主梁在墩顶连为整体，形成连续梁。这样的结构体系就叫做简支结构连续梁桥。这种桥梁结构体系的出现是中、小跨径桥梁建设的一大进步。简支结构连续梁系的结构转换的关键是墩顶预应力负弯矩第二次张拉能否满足设计要求，墩顶湿连接是简支结构连续桥跨体系由简支受力变为连续结构体系的结构转换的最后手段，墩顶湿连接的质量在实现结构体系转换中尤为重要。墩顶湿连接实为两跨梁端在墩顶的结构连接，对于“先简支后连续”的桥跨结构来说是相当重要的部位。在墩顶湿连接施工中梁端波纹管的连接容易出现水平偏位的质量缺陷，梁端波纹管的连接的施工工艺质量是确保这一转换的关键，本文结合江合高速公路D7合同段深田堡大桥墩顶湿连接的施工体会，对梁端波纹管的连接出现水平偏位的处理措施进行了浅显的分析。

一、工程概况

成渝环线重庆江津至四川合江段重庆境D7合同段深田堡大桥为9 孔30米跨先简支后连续预应力T梁（K40+372），下部构造：桥墩为柱式墩，挖孔桩基础，桥台U型重力式桥台，明挖扩大基础；上部结构采用9 孔30米先简支后连续预应力钢筋混凝土T梁结构 ，该桥除5#墩设有伸缩缝外，1#、2#、3#、4#、6#、7#、8#墩墩顶均为湿连部位，分左右幅共计14处湿连接，全桥长283米。

二、墩顶湿连接梁端波纹管连接的施工工艺及出现水平偏位的原因分析

1、墩顶湿连接梁端波纹管连接的施工工艺

波纹管对接及穿钢纹线：波纹管对接穿钢绞线是湿连接的关键工艺，对对接平面错位部分和波纹线根部破损部分的波纹管的技术处理尤为重要

①如果在施工过程中把关不严，易造成个别波纹管出现定位不准，出现个别波纹管对接偏差。波纹管对接如果发现水平错位者，必须按波纹管偏位处理技术措施执行，确保波纹管园顺对接。

②对波纹管根部破损，完好段在根部不足10cm长度的部分，用钻子细心清打出完好长度在10cm以上的搭接长度，并有封胶防漏的操作空间。

③在确保波纹管内清洁无集水、对接无问题的前提下，外套管按单个对接管实际长度下料，套在被接管较长一端，以备立刻穿钢绞线。

④钢绞线下料：按负弯矩钢绞线下料长度N1、N2用砂轮下料，对由于保管不良严重锈蚀的钢绞线不能使用。

⑤N1、N2的两个端头中，必须有一个端头线间紧密齐整，并用宽度不小于3.5cm的不干胶带缠绕密实，以防在穿线时损伤波纹管而漏浆。

2、梁墩顶湿连接构施工中梁端波纹管的连接出现水平偏位原因分析

①结构分析：就纵向顺T梁方向分析，对于双支座结构来说，在墩顶湿连接段的主梁结构的支座轴心线间距为1m，梁高为2m，按内力分类应属接近纯弯矩的“深梁”（内力结构分析略）；就横向（盖梁轴线方向）分析：若将盖梁设定为绝对刚体，墩顶湿连接可视为T梁在墩部位（支座间距为2.093m、梁高为2.0m）的连续梁结构，按高跨比分类，同样属“深梁”结构，它与端横一起共同承受相应的恒载及活荷载。

从以上分析：不论从纵向和横向分析，尽管墩顶湿连接均属受力极为复杂的“深梁”结构，但波纹管布设区均属（纯弯矩）的受拉区，产生的次生应力较少，仅有水平异位（最大值为3.8cm）产生的张拉次生应力，并且，墩顶湿连接的横向刚度是相当大的，足以抵抗其次生应力。

②T梁预制工艺措施早有防范：T梁预制采用定型钢模，翼板端同样为定型端板。

③4个扁形波纹管孔为按设计定位开孔。

④为了确保波纹管在翼板中心的顺性及在施工墩顶湿连接时顺利穿钢绞线，在扁波纹管中预穿与钢绞线数量相同，比钢绞线直径大2~3mm的圆钢筋，脱模后抽出。这样波纹管的轴线与T梁梁肋轴线是平行的，在墩顶湿连接对连断也基本平行，并且高差不会过大（定型钢模的控制作用）。

3、产生个别波纹管产生水平异位过大的原因

①二次张拉波纹管为90×23扁形波纹管，即波纹管的高度为23mm，宽度为90mm。翼板端模四个预留孔高度为25mm，穿波纹管不受影响（此向刚度小）；宽度为115mm才能顺利穿引，这样就给水平异位造成了隐患。

②工艺要求：是在波纹管两侧塞木楔的，但在施工过程中把关不严，造成个别波纹管出现定位不准，而出现个别波纹管对接偏差。

三、针对出现的问题，在墩顶湿连接施工工艺中采取的相应措施

1、依据

①预制T梁时在波纹管内预穿5根Φ18的圆钢筋，在T梁内的波纹管（N1钢筋绞线波纹管长5.93m，N2钢绞线波纹管长2.73m）轴线在T梁砼浇筑过程中是顺直的，并使对接的波纹管基本保持平行。

②按照波纹管对接长度及波纹管平面错位情况（最大错位3.8cm），按照钢绞线的弹性曲线（如下图）计算：

tg-1(1.9÷32.3)=6°42″35′

即钢绞线的累计曲线角为6°42″35′，小于T梁正弯矩钢绞线的累计曲线角7°，属于设计推荐钢绞线摩阻角。

③对双向双控张拉的张拉工艺，曲线段处于张拉末端，对张拉应力的传递、控制不受影响。

④采用曲线连接后，钢绞线由于在曲线侧压力产生的次生应力为顺盖梁轴线刚度最大的方向上。

2、措施

①在墩顶湿连接的钢筋除T梁主肋顶面筋以外的其他钢筋绑扎、焊接就位后，对负弯矩波纹管进行整形、修复。

②打开、清洁负弯矩张拉槽。

③穿负弯矩N1、N2钢绞线（同时穿过波纹管连接套管），对于平面对接偏位的钢绞线，每束5根按顺序排列一一穿行，借助钢绞线的高弹性，对错位的钢绞线在64.6cm砼浇筑段内必然成为弹性反向曲线，不会成折线形（如上图所示）。

④、套接波纹管复位，用胶带缠严，防止漏浆。

⑤、在砼终凝前对钢绞线进行多次抽动，检查波纹管在浇筑过程中波纹管是否漏浆。若发现漏浆，按T梁施工工艺处理。

⑥、在今后的T梁浇筑过程中严格检查波纹管的定位质量，防止出现此类质量问题。

四、结语

梁端波纹管的连接施工工艺对墩顶湿连接有直接而重大的影响，要提高墩顶湿连接的施工质量就必须有好的梁端波纹管的连接施工工艺，并使其不断完善。本文所述的梁端墩顶湿连接施工中梁端波纹管的连接出现水平偏位的技术处理措施，既能保证了墩顶湿连接的内在质量和外观质量，又加快了施工进度，是提高墩顶湿连接质量、保证安全生产的合理技术处理措施。