对某大桥的设计及施工的论述
摘要：本文结合某大桥上部结构30m跨径预应力混凝土先简支后结构连续组合T梁的设计和施工，提出了中等跨径范围内恒载简支、支点不转换、活载连续梁桥，它与支点转换的连续梁桥相比，具有更多的优点。
毕业论文网 关键词：大桥；简支体系：支点不转换：连续体系 一 、概述 近年来，中、小跨径的先简支、后连续结构的预应力混凝土连续梁桥得到了广泛的应用，这种连续结构一般是先按同等跨径的简支梁架设，并在墩顶设置临时支座，完成墩顶连续段后，拆除临时支座，实现体系的转换。
但这种连续结构的施工方法较为复杂，主要存在需支点转换问题，即先设置临时支座，待连续段完成，逐步拆除临时支座，实现体系转换。
有没有可能把连续梁结构具有的结构整体刚度好、行车平顺舒适、跨中弯矩小等优点和简支梁结构具有的构件可以预制、装配简单、施工方便等优点相结合，而采用支点不转换的施工方法? 基于这样的思路，在某大桥上部结构30m跨径预应力混凝土T形连续梁的设计和施工中，在这些方面进行了有益的探索。
二、工程概况 某大桥上跨河，上部结构采用6×30m预应力混凝土T梁，先简支后结构连续，全桥共为一联，总长192m；下部结构采用桩柱式桥墩，肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。
桥梁设计荷载：公路—I级，标准横断面下图： 三、设计概述 3．1设计要点 结构计算是按照先简支安装预制T梁，形成初步横向联系，后浇筑墩顶梁肋连续段，再浇筑桥面板，形成组合截面的多跨连续体系的程序进行的。
横向分配系数按简支梁的刚接板梁法计算，然后运用平面杆系有限元程序分别进行边梁、中梁的验算，一期恒载按简支静定结构计算、二期恒载与可变荷载或偶然荷载组合按连续体系进行计算。
3．2设计特点 3—2．1主梁高度的降低 采用连续梁体系时，中孔跨中正弯矩比采用简支梁体系的中孔跨中正弯矩减少30％以上，因此，采用连续梁体系时，梁高比相同跨径的简支梁体系的梁高可以减少，这对于有净空要求和减少两头填土高度是十分有利的。
实际采用组合截面的高度为1．8m，其中预制梁高仅为1.68m。
3．2．2墩顶连续段的优化 在简支转连续梁桥中由简支状态转换为连续梁状态的常见方法有以下几种： (1)将主梁内的普通钢筋直接在墩顶连续； (2)将主梁内纵向预应力钢束在墩顶采用联接器进行连接； (3)在墩顶两侧一定范围内主梁上部布设局部预应力短束来实现连续。
第一种方法虽然简单易行，但常在墩顶负弯矩区发生横向裂缝，影响桥梁的正常使用；方法二的效果最好，但施工很困难，故一般不采用；第三种方法不仅施工可行，并且具有方法二的优点，同时又克服了仅采用普通钢筋连续的开裂问题。
实际采用了第三种方法，并进行了较大改进，如连续段改变以往横向整体浇筑形成连续段的方式，而改进为仅在梁肋段连续，相邻两跨预制梁端设置端横隔梁，既保证了连续段的整体刚度，又减轻了恒载：改变以往连续段设置短钢束于梁顶现浇层内的作法，而在T梁预制时就将扁波纹管埋设在翼缘板内，并在梁顶设置上齿板，浇筑梁肋连续段时连接贯通、穿束、张拉，然后再浇筑梁顶现浇层，形成组合截面，改善连续段截面受力状况，也为桥面高程的调整创造了条件。
3．2—3支点不转换 关于支点转换的问题，由计算结果可知：支点不转换时，在两个支点处，在恒载和活载作用下，支点截面梁受到的负弯矩是不平衡的，在两支点中间，梁受到的负弯矩一般能比支点转换时负弯矩减少15％左右，虽然，支点不转换时，两支点处负弯矩中的高值比支点转换时负弯矩稍大些，但它不是位于现浇混凝土接头处，因此是有利的。
在现浇混凝土接头处，支点转换与不转换两种情况下，梁的各个截面受到的剪力，其结果基本一致。
所以，通过以上受力分析认为，由简支体系向连续体系转换过程中，支点不转换是可行的，而且给施工带来了很大的方便。
四、连续段的施工 梁肋连续段的施工是简支体系向连续体系转换的关键工序，也是施工难点，工程量虽小，但工序繁琐且专业性强。
预制梁安装在橡胶支座上，并调整好轴线和标高后即可进行连续段的施工。
4．1梁端混凝土结合面 因为每片梁的连接仅采用梁肋连续段，预制梁端部的混凝士结合面尤为重要，应将表层混凝土凿除1～2mm，在浇筑连续混凝土时应湿润表面并注浆，以保证新老混凝土的良好结合。
根据相关试验资料，新老混凝土连接面的抗拉强度与施工缝处理方法有关，对于水平缝除去l～2mm水泥浮浆，施工缝上铺水泥砂浆，抗拉强度与同时浇筑的混凝土相比较折减率为0.96，如不除去梁端浮浆，则抗拉强度的折减率为0.45，因此对新旧混凝土结合面的处理非常重要。
4．2普通钢筋连接 连续缝施工空间小，仅有约12?M×100?M，的空间，给纵向钢筋的连接增加了难度。
纵向钢筋的连接必须按设计要求进行，一般可采用搭接焊、帮条焊或套筒压接等，因连续缝抗剪钢筋直径大、间距小，而纵向两梁端伸出的钢筋长度不足，无法采用搭接焊，如采用帮条焊则其钢筋间距小，焊接条件受限制，质量不易保证，因此连续缝钢筋的连接宜采用挤压套筒连接。
4. 3预应力管道的连接 为防止预应力钢束与管道之问的摩擦引起应力损失的增加，特别是对于扁波纹管更应严格控制位置。
管道在两梁端与现浇段相接处的位置偏差应控制在2?L以内，波纹管应采用相同材料，确保连接可靠、不漏浆。
4．4连续段混凝土浇筑 为防止混凝土收缩引起现浇段与预制梁混凝土的开裂及预应力损失，应采用微膨胀混凝土；因钢筋密集，规定混凝土石子的粒径不大于2mm；根据混凝土配合比，严格控制各材料用量，浇筑混凝土时采用小直径振捣棒配合大直径振捣棒，最后用平板式振捣器，确保梁肋连续段的混凝土密实，并加强后期养生。
4．5张拉预应力钢束及压浆 待现浇段混凝土达到设计强度的80％后，张拉墩项负弯矩钢束，预应力钢束采用扁锚锚固，用YCD20型千斤顶对每根钢束逐根张拉。
张拉完毕后封锚并及时压浆。
注意对扁波纹管孔道压浆，必须严格操作程序，浆体配合比适当，才能保证压浆后孔道密实。
五、试验验证 该大桥工地委托桥梁工程研究机构对30m预制T梁进行了荷载试验，以验证主梁是否满足设计要求的使用功能，现场选取了一联中的边跨边梁的一片T梁进行试验。
根据设计计算结果的跨中截面在使用阶段组合截面下缘控制正应力值，推算试验时的等效荷载产生的加载弯矩为M=1277．6lkN?m。
采用两点加载法，分级加载，试验加载的最大吨位为P=11t，静载试验效率达到1．003。
分级加载实 测值与计算值比较如下： 由表可见，试验梁跨中挠度得到的结构校验系数大约为0．6～O．9范围内，由混凝土拉应变得到的校验系数大约为0．9～1．0范围内。
同时可见试验梁卸载后，实测残余变形与应变均很小，认为试验梁在荷载作用下基本处于全截面弹性工作阶段，符合设计要求。
六、结束语 先简支后结构连续体系，但支点不转换，这种结构和简支体系以及需支点转换的先简支后连续体系相比，有其一定独特之处，从理论与技术上而言是可行的，合理的。
(1)解决了简支梁桥存在行车舒适性不足的缺陷。
为了减少桥面伸缩缝的道数，现行做法多数是采用连续桥面来解决，但毕竟只有桥面是连续的，梁体实际是简支的，实践证明，桥面连续缝处最终都会产生裂缝，但采用了连续梁体系后，使行车具有舒适的感觉，克服了简支梁支点处由于梁的挠曲而产生不利于行车的折点。
(2)在跨径相同的情况下，采用连续梁体系由于支点处负弯矩的存在，使得其跨中正弯矩与简支梁跨中弯矩相比较，将显著减少，也因如此，连续梁体系也可以相应减少主梁高度，从而降低结构自重，这本身又减少了主梁的恒载内力。
根据上述几种结构体系受力情况的计算和分析，支点是可以采用简支体系的支点，而不需要支点转换的，这种体系的最大负弯矩作用在简支体系时的支点处，而不在现浇混凝土接头处，使受力情况大大改善，同时给施工带来很大的便利，因为它保持了简支体系的结构可预制、装配、设备简单、施工简易以及连续体系具有变形小、结构刚度大、伸缩缝少、行车平顺等优点，克服了简支体系存在的缺点。
(4)采用支点不转换的连续体系，主梁高度比相同跨径的简支体系主梁高度减小，不仅使桥的上部和下部结构的钢筋混凝土数量减少，而且降低了桥头填土高度，节省了建设投资，可取得明显的经济效益。
参考文献 1）JTGD60―2004，公路桥涵设计通用规范【s]． 注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。