1、先简支后连续梁施工工艺工法（QB/ZTYJGYGF-QL-0509-2011）桥梁工程有限公司 廖文华 余海1 前言1.1 工艺工法概况随着桥梁技术的发展，综合各类结构体系的优点，预制架设的梁式桥越来越多地采用了先简支后连续结构体系。简支梁具有施工工艺简单，工厂化作业施工质量好，工效高，预制安装方便的优点，而连续梁具有桥梁线形好行车平顺，结构体系完整，梁体受力较好的优点，而将这两种优点相结合就形成了先简支后连续的结构体系。我单位在近年的桥梁施工中严格按照施工工艺施工，不断总结完善先简支后连续施工工艺形成了本工法。1.2 工艺原理由简支转换为连续体系，是通过在箱梁端部顶部负弯矩区内增设负弯矩预应2、力束来实现的，而为配合梁体结构体系转换，在转换过程中需在箱梁端部布设相应临时支座并适时拆除来实现其体系的转换。2 工艺工法特点2.1 刚度大、变形小、伸缩缝少和行车舒适2.2 梁场整体预制梁，可确保施工质量，节省了施工时间，提高了经济效益。3 适用范围3.1 本工法适用于曲线半径大于400m，跨度16m以上，多跨结构桥梁施工。适用于桥下无支架搭设条件，需要通车通航的桥梁工程施工。3.2 适用于1335m跨径，吊装重量小于70t的中小跨径桥梁。4 主要技术标准铁路架桥机架梁规程（TB10213）铁路混凝土工程施工技术指南（TZ210）客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213）公路桥涵施工技术3、规范（JTG/T F50）公路工程质量检验评定标准（JTGF80-1）5 施工方法梁在预制场进行预制，采用运梁车简支梁进行安装，待箱梁安装完毕即将每一联的连续端端部负弯矩区预应力束管道和非预应力钢筋进行连接。立模浇筑连续端横梁及负弯矩区梁间湿接缝混凝土。立模时确保各永久支座处连续端横梁底部间距均满足设计图纸及施工规范要求，待混凝土强度达到设计强度90%以上，即可进行负弯矩预应力束穿束张拉。张拉完毕进行孔道压浆。此时，桥梁整联上部结构已经形成一个连续的整体。此时将一联所有临时支座同时降低，保证一联整个梁体同时平稳降落在永久支座上，并拆除临时支座即可完成简支体系向连续体系的转换。6 工艺流程及操作4、要点6.1 施工工艺流程先简支后连续梁施工中，新老混凝土连接面处理；临时支座、永久支座正确安装；连接钢筋、预应力束施工质量是从简支变为连续施工质量的关键。施工工艺流程图见图1。架设梁片前，在盖梁顶面标出临时支座位置线布置临时支座，架设梁片连接连续端接头钢筋，设置接头板处波纹管并穿束浇梁端横梁及梁端湿接缝混凝土梁端横梁及两端湿接缝混凝土强度达90%，张拉负弯矩预应力筋一联梁片负弯矩预应力束张拉完毕后，浇剩余湿接缝混凝土拆除一联临时支座，完成体系转换图1 先简支后连续梁施工工艺流程图6.2 操作要点6.2.1 施工准备简支连续梁桥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、5、墩顶结构连续、墩梁固结或桥面连续构造是关键，施工必须高度重视。强化施工设计，明确施工工艺，制定精细化的施工方案，实行首件（试制）制。施工准备中强调预制完成后到体系转换的时间。 梁预制与支座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，建议采用砂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6、定性保持。6.2.3 墩顶湿接头浇筑混凝土需作专门配比，保证高度、低收缩、高韧性的设计要求。对于简支结构连续梁桥，墩顶湿接头混凝土浇筑前，梁端面、梁端横隔板以及横隔板靠墩侧面以外的梁肋侧面应按要求凿毛，或刷净水泥浆，或刷专用粘结剂等增加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时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度时，以避免因温度升高过大而对混凝土凝结产生的不利影响。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。 二次预应力体系建立7、按照设计要求，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。简支钢构连续梁桥墩固接用竖向预应力预埋在桥墩盖梁中，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。6.2.5 临时支座、永久支座的安装对于搁置空心板梁的临时支座，其强度和刚度必须保证在梁板架设过程中不破损，基本无沉降值，可采用四周硬木板条用拉杆细栓箍紧方箱装砂层办法处理，搁置梁的临时支座可用将钢管截成8、筒状侧边钻孔临时阀门封闭灌装砂层的办法，高度可比永久支座略高3mm5mm，以便体系转换时最后拆除，在浇筑湿接头混凝土前，应对永久性橡胶支座表面进行保护（塑料膜或薄钢板覆盖），其接缝处残渣、杂质可用空压机清除干净，并仔细检查各支座放置的平整度。先简支后连续桥支座在伸缩缝处和连续墩处不同，伸缩缝处采用GJF4或GYZF4支座，连续墩处采用GJZ或GYZ支座，在连续墩处支座下设一定高度的支座垫石，GJZF4及GYZF4支座不允许倾斜安装，对于永久橡胶支座安装时，当纵坡1%时，需采取措施使支座平置，当有纵坡时必须采用梁底预埋钢垫板调平后再放置支座。6.2.6 结构体系（支座）转换在满足强度、刚度、稳定9、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桥）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。6.2.7 新老混凝土连接面处理湿接头部位新老混凝土接合最易成为结构的薄弱环节，新老混凝土强度必须达到一致连成整体，所以湿接头部位老混凝土去皮相对重要。新老混凝土连接面处理，有试验资料表明，新老混凝土连接面的抗拉强度与施工时的处理方法有关，弯曲抗拉强度满足设计要求。所以，对现浇接头部位的梁顶面应去皮处理，对有周边解除面的（如空心板铰缝）也应在预制场内凿毛洗净，以减少高空作业并保证新老混凝土粘结质量。同时由于该部位钢筋、波纹管较密集，湿接头混10、凝土一般用小石头混凝土分层浇筑，层层仔细振捣。梁板预制时湿接头预埋钢筋位置一定要准确，板端钢筋预留长度要一致，避免当梁板全部安装完毕后处理接头钢筋造成的操作环境差、工人劳动强度大而无法保证接头钢筋连接质量情况出现。梁体上老混凝土的去皮凿毛工作必须提前进行，当预制的梁板刚拆模后即开始施作，除对梁板端部接头老混凝土凿毛外，还必须重视铰缝混凝土和梁上部负弯矩区梁顶凿毛，避免梁板全部安装完毕，钢筋接头接好后再做此道工序，费时、费工、残渣、杂质飞落湿接头缝隙内，用高压风和高压水枪均无法彻底清除，影响湿接头混凝土浇筑质量，给今后桥梁运营安全带来隐患。6.2.8 结构性现浇层与梁端湿接头浇筑顺序先简支后连续11、梁桥靠梁端湿接头和墩顶连续段预应力筋来实现体系转换。墩顶连续段预应力筋一方面为结构性现浇层提供预应力，另一方面为桥梁提供支点正弯矩，以抵抗桥梁运营时支点负弯矩。结构性现浇层与梁端湿接头的施工顺序、施工时间间隔，对桥梁受力状态产生较大的影响。因此，选择合理的施工顺序，可令桥梁成桥时得到更好的受力状态。先浇筑结构性现浇层再浇筑湿接头对结构更有利。因此，建议先浇筑结构性先浇层再浇筑湿接头。6.2.9 结构性桥面铺装和非结构性桥面铺装垫层施工主要按照设计要求进行梁顶剪力钢筋的预埋，特别是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12、的失效。结构性桥面铺装和非结构性桥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，或刷专用粘结剂等增加新老混凝土连接性能的处理。在施工时采用专门的大门薄型混凝土的养护措施。7 劳动力组织以一座长达156m的大桥为参考，应由下列工种及人数组成，本工艺按一班工作时计（表1）。人员配备见表1。表1 先简支后连续梁施工人员配置序号工 种人数分 工1指挥1现场指挥协调2技术员1施工中的技术指导3安全质量检查员1安全检查及值班4架梁工人7运梁4人，架梁3人5钢筋工6焊接桥面梁端端横梁及湿接缝钢筋等6模板工8安装13、桥面梁端端横梁及湿接缝模板7混凝土工4浇筑桥面梁端端横梁及湿接缝混凝土8机电工1修理机械，电器调配8 主要机具设备先简支后连续梁施工中，主要机械是在架梁施工中的架桥机与运梁车。主要机具设备见表2。表2 主要机具设备表序号机具名称规格型号单位数量备 注1架桥机120t台1用来架梁2运梁车120t辆1用来运梁3电焊机BX-300台4用于焊接钢轨的连接拉杆4全站仪Tc402台1用于放轴线及垫石线5水平仪台1用于测量梁顶面标高9 质量控制9.1 易出现的质量问题9.1.1 结构体系转换施工控制。9.1.2 连接段湿接缝新老混凝土连接质量。9.2 保证措施9.2.1 连接段湿接缝的施工预制简支梁安装在临14、时支座上，调整好轴线与标高后即可进行湿接缝施工:1 对旧混凝土凿毛处理，将梁顶板浇筑范围内的表层混凝土凿毛，在浇筑混凝土时湿润表面，以保证新旧混凝土的良好结合。2 现浇混凝土铺装及桥面板湿接缝采取分期浇筑，一期为中支点两侧负弯矩钢束范围内桥面板湿接缝与中支点连续接头混凝土一同浇筑；二期为张拉顶板负弯矩钢束后，浇筑剩余桥面湿接缝混凝土；三期为体系转换后浇筑混凝土铺装。9.2.2 结构体系转换施工控制负弯矩钢绞线全部张拉完成、压浆、封锚后，即可落梁，进行体系转换。体系转换的核心是要保证梁体均匀、同步下降，支座共同受力。施工步骤为：1 在桥面墩顶附近布置测量点（标尺），精确抄平并做好初始值记录。2 15、人员组织落实，进行技术交底，交代操作要点。3 由一联两边跨开始对称向中跨落梁，每个墩两侧对称进行，下落方法是打开砂孔，缓慢均匀放砂，以便梁平稳均匀下落。4 测量桥面测量点标高，作好记录，并坚持梁体无裂纹或损坏。5 临时支座拆除。由于临时支座拆除不是一次性同时完成，各永久支座处的相对位移势必会引起空心板梁盈利重分布。因此，最佳的拆除工序因后连续跨数不同而异。针对常见的后连续跨数多于5跨，宜采用隔跨拆除法。而不是目前设计中经常建议的对称拆除法。10 安全措施10.1 主要安全风险分析先简支后连续梁施工中，架梁与运梁车工作时的安全控制为重中之重，在施工过程中，架梁、运梁施工现场严格实行统一指挥。应事16、先做出统一规定，并严格遵守。10.2 保证措施10.2.1 作业人员要技术培训，分工明确，不可乱了工序和阵脚，注意人生、机具及梁体的安全。10.2.2 参加运、架梁操作人员首先要认真学习贯彻“安全生产”的方针，落实各项安全生产规章制度，熟悉各项安全操作规程，懂得指挥信号，并严格遵守操作规程和劳动组织纪律，服从分配，认真执行“三检”制。10.2.3 对人员要明确分工，并建立岗位责任制。劳动分工应尽可能保持稳定，不得在操作前临时调换工种，以避免由于技术不熟练而发生意外事故。10.2.4 施工运、架梁现场要严格实行统一指挥，在吊装和运输过程中除现场指挥人员外，任何人不得指挥操作。指挥操作采用各种手势17、旗号、嗓音等讯号，应事先做出统一规定，并严格遵守，不得中途随意改变，以免发生误会。10.2.5 负弯矩张拉是较危险的施工作业，在张拉时要注意安全。10.2.6 在上班操作前和工作中必须戴安全帽和配备劳动保护用品。并设立安全警示标。10.2.7 高空作业人员要经过体检，明确无心脏病、高血压、贫血病、精神病等不适应于高空作业的疾病，才能担任高空运梁作业，如工作前或工作中，在精神体力方面感到不适应高空作业时，应酌情另行安排作业。11 环保措施严格按照防治城市扬尘污染技术规范（HJ-T393-2007）要求，制定施工扬尘污染方案，依法提请排污申报，设置围挡、围栏和防溢座等，采取防尘、抑尘、压尘和降尘18、措施，硬化进出道路，设置洗车平台，采用密闭运输，完善排水设施，防止泥土粘带，确保施工运输车辆清理干净，施工现场周边道路整洁，严格控制扬尘产生。12 应用实例12.1 工程简介奉铜高速公路高陂大桥为简支变连续预应力T梁，在第5跨及第13跨两次跨越S309省道，该桥左幅17跨，右幅18跨，孔跨组成为左幅4*40+4*40+5*40+4*40m,右幅4*40+4*40+5*40+5*40m,0#，17#桥台为D80伸缩缝，4#、8#、13#及18#右幅桥台为D160伸缩缝；2#、6#、11#、15#桥墩设置墩梁固结。12.2 施工情况连续梁施工顺序：首先在梁场预制T梁，并在墩、台帽上安放永久支座和临时支座，然后在桥跨内逐片将T梁安装就位在临时支座上，完成一联内梁间联结，梁端接头混凝土浇注，桥面混凝土及防撞栏混凝土浇注，最后，一联梁由两端按相应次序逐墩拆除临时支座，使T梁支承于永久支座上，即完成体系转换。12.3 工程结果评价与普通板相比，箱形连续板桥所有建筑材料均有不同程度节省，钢筋节省约40%，水泥节省约20%，吊装重量比普通板轻约1/4，节约效益明显，特别是其受力各部位相对均匀，伸缩缝少等优点，使其具有重大推广价值。12.4 建设效果及施工图片图2临时支座安装 图3 逐孔主梁安装 图4 湿接缝钢筋绑扎 图5浇筑剩余部分桥面板湿接缝混凝土