箱梁先简支后连续施工工法.docx
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箱梁先简支后连续施工工法
预应力箱梁先简支后连续
施工工法
编制：
陈伟李兴江
中铁八局集团昆明铁路建设有限公司
2007年9月30日
一：
前言
随着桥梁技术的发展，综合各类结构体系的优点，桥梁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，建造预制场地及台座结构简单易行，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。
通过该工法的应用，取得了较好的经济效益和社会效果。
二、工法特点
本工法具有施工工艺简单，预应力施工设备通用性强，安全可靠的特点。
采用先简支后连续施工工艺的桥梁，每一联结构体系转换后，其结构体系属于超静定结构，也就是连续结构，它具有梁体整体线形好，受力合理，行车平顺，桥梁运行多年后跨中不易产生挠度的特点。
而又克服了连续梁施工必须采用满堂脚手架（或支架）或移动模架投入设备多且占地较大，影响桥下通行的缺点。
因此，近年来被广泛推崇。
传统的连续梁混凝土必须采用搭设满堂支架现浇或采用移动模架现浇，待混凝土强度达到相应强度进行预应力施工形成连续梁。
当桥下净空不足或须通车通航，不具备搭设支架时就必须采用移动模架进行施工，而移动模架设备投入过大，造价较高不便推广。
采用先简支后连续施工方法是先将梁体按照简支梁的施工方法在预制场进行梁体预制，同时完成正弯矩区预应力体系的施工，此时梁体作为简支梁可以进行梁板安装，安装后将一联的所有梁体联接形成一体，同时在负弯矩区预留孔道内穿入预应力束，浇灌梁端横梁和湿接缝使其形成整体，之后进行负弯矩区预应力束施工形成连续体系。
三、适用范围
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。
该施工工艺建立在桥梁设计时，对桥梁结构体系就采用本工法进行设计的桥梁工程。
四、工艺原理
先简支后连续箱型连续梁桥与普通板桥最主要的区别，在于其施工过程中结构受力体系的转换，即这种结构体系转换前属于简支梁，结构体系转换后变为连续梁。
而普通板梁桥设计为简支梁不能进行体系转换，从受力方面分析可知，连续梁比普通简支梁各部分受力更为均匀合理。
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。
负弯矩区预应力束的张拉及临时支座的安装拆除，是能否实现体系顺利转换的重要环节，也是先简支后连续箱梁桥施工的难点工序之一。
箱型梁在预制场预制并完成正弯矩区预应力施工后，作为简支梁进行安装，并采用临时支座（每片箱梁4个临时支座）支撑于盖梁上。
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（含连续端横梁）。
钢筋及管道连接完毕后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距永久支座间距均为10mm（确保一联所有永久支座顶部预留间隙相等），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。
最后再对跨中湿接缝混凝土进行浇筑即全部完成体系转换。
待全部湿接缝混凝土达到设计强度即可进行桥面铺装作业。
本工法在进行体系转换中使用的临时支座由无缝钢管制成，分别由上部，底座和漏砂口构成。
在上部和底座无缝钢管内腔填充了干砂，支撑箱梁时箱梁压于临时支座上部顶板，当进行体系转换降低梁体时，同时将所有临时支座漏砂口螺栓打开，临时支座腔内的干砂就均匀缓慢流出，支座上部下降，实现箱梁整体降低，下落于永久支座上，从而实现体系转换。
五、工艺流程及操作要点
（一）工艺流程（图一）
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
浇梁端端横梁及梁端湿接缝混凝土
梁端端横梁及梁端湿接缝混凝土强度达到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，浇剩余的湿接缝混凝土
拆除一联临时支座，完成体系转换
（二）、操作要点
1、先预制主梁，混凝土达到设计强度的90%后，张拉正弯矩区预应力钢束，压注水泥浆并及时清理箱梁底板通气孔。
2、制作临时支座（使用中见右下图）；
3、布设临时支座设置临时支座并安装好永久支座（永久支座和临时支座一样高，联端无需高临时支座）；参见右图。
4、逐孔安装主梁，置于临时支座上成为简支状态，及时连接桥面板钢筋及端横梁钢筋；参见右图。
5、连接连续接头段钢筋，绑扎横梁钢筋，设置接头板处波纹管并穿束；参见右图。
6、在日温最低时，浇筑连续接头、中横梁及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内的桥面板混凝土；
7、当接头、中横梁达到设计强度的95%后，张拉顶板负弯矩预应力钢束（参见右图），二次张拉采用单根张拉和锚固，并压注水泥浆。
每联箱梁形成连续的步骤详见施工顺序图（参见下图）。
8、接头施工完成后，浇筑剩余部分桥面板湿接缝混凝土，剩余部分桥面板湿接缝混凝土应由跨中向支点浇筑；参见右图。
9、浇筑完成后拆除一联内临时支座，完成体系转换。
解除临时支座时，应特别注意严防高温影响橡胶支座质量。
六、劳动组织
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（表一）。
劳动组织（表一）
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
七、主要机具设备（表二）
主要机具设备（表二）
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
6
钢卷尺
把
1
用于检测钢轨的间距等
八、质量控制
1、工程技术人员要深入现场仔细检查，若有异常情况及时处理。
2、制作临时支座要求：
（1）在转换前有足够的支撑强度，保证在转换前各项作业顺利完成；
（2）能在梁归落时操作方便，保证一联梁片同时沉落，同时要便于操作；
（3）要考虑到经济性。
我们设计的临时支座具体作法是：
由上座和下座构成，其中上座采用外径145mm的无缝钢管及一块厚度14mm，长宽均为200mm的方形钢板制成，上座无缝钢管内采用C25混凝土填充。
下座采用内径150mm的无缝钢管及一块厚度为14mm长宽均为240mm的底板钢板制成，下座无缝钢管下部设有2个放砂螺口，下座内填充一定高度的河砂，将上座嵌入下座内，通过调整下座内河砂的数量来调节整个临时支座的高度。
并进行了砂筒临时支座的试验，即依据河砂较好的流动性，装入砂筒内，河砂细度模数为3.2，经压力试验，临时支座抗压强度完全可满足要求。
3、当预制梁板吊装在临时砂支座上时，呈简支状态，此时需将板端间预留的钢筋连接成网，并浇注砼使之纵向连续。
4、二次张拉是在现浇段达到设计强度95％后进行，其位于板的上部。
浇注湿接头时，预先埋入波纹管，二次张拉仍采用单根张拉和锚固。
张拉结束后，在板间上部形成了足以承受负弯矩的结构。
体系转换的目的是将板由简支变为连续，即使原来并不承受弯矩的板端处（墩位）可承担负弯矩，并以此减少在跨中出现的最大正弯矩。
5、拆除临时支座时，需要几个人同时作业，保证梁同时下落，如板如不能同时下落，可能会造成三条腿现象，使梁发生扭曲，这是梁受力所忌讳的。
6、拆除临时支座时，我们取的方法为将临时支座的螺栓拧开，使砂子匀速地自动流出，梁板得以平稳地沉降到永久支座上去，保证了体系转换的顺利完成。
九、施工安全
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。
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。
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。
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、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。
5、负弯矩张拉是较危险的施工作业，在张拉时要注意安全。
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。
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。
8、夜间施工必须有足够的照明设备。
9、水上运梁防止人员落水，做好救护预防工作。
十、效益分析
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。
十一、工程实例
2004年施工的安徽阜南方集洪河大桥长达396米，采用先简支后连续，该工程根据工程特点并结合实际情况桥面采用先简支后连续技术取得了较好的效果。
2007年施工的安徽六（安）武（汉）高速公路10标大塘湾高架桥长156m、老井河大桥长366m，均采用先简支后连续预应力小箱梁体系施工。
还有马上即将施工的白水河大桥长476m，引桥也采用先简支后连续预应力小箱梁。
取得的实际效果以及存在的问题。
（存在问题之一：
主要有负弯矩区的顶部钢筋较为致密，特别是顶部锚垫板处为确保锚下混凝土的抗裂性能，钢筋布设往往较密，不便于施工，今后在桥梁结构设计中若能充分考虑该因素则会取得较好的效果。
问题之二：
在简支梁向连续梁体系转换过程中，需对临时支座高程和简支梁粱底高程进行准确预留，若出现高程预留误差过大将导致体系转换后个别支座脱空而改变连续端横梁的整体受力，从而影响到桥梁的使用。
）
执笔：
陈伟李兴江
2007年9月30日
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