朱文芳

（臨沂市交通工程質(zhì)量監(jiān)督站，山東 臨沂 276000）

混凝土彎梁橋施工探討

朱文芳

（臨沂市交通工程質(zhì)量監(jiān)督站，山東 臨沂 276000）

本文首先介紹了彎梁橋結(jié)構(gòu)特點及受載狀況，其次闡述彎梁橋布置構(gòu)造并詳細探討彎梁橋施工技術(shù)。

彎梁橋；受載狀況；布置構(gòu)造；施工

1 彎梁橋結(jié)構(gòu)特點及受載狀況

探討混凝土彎梁橋施工前，先對其結(jié)構(gòu)特點及受載狀況做一分析，以為施工提供相關(guān)參考，便于有所側(cè)重。下面主要從以下五方面展開：

1.1 彎梁橋因彎梁的特點，當受豎向載荷作用時，截面處會同時產(chǎn)生扭矩和彎矩，即彎-扭效應(yīng)耦合作用，致使出現(xiàn)一定的撓曲變形，并且變形程度隨著橋跨徑的增大而加劇。

1.2 彎梁橋受載狀況及造成的變形程度受自身彎扭剛度影響顯著，且隨剛度比的增大呈現(xiàn)惡化趨勢。具體施工中，應(yīng)合理選擇彎扭剛度比，以在確保彎梁不至于因變形過大而制約結(jié)構(gòu)功能的發(fā)揮。

1.3 相比于同等跨徑的直梁橋，彎梁橋外緣梁的豎向撓度一般偏大(超出內(nèi)緣梁的撓度)，嚴重情況下可能造成內(nèi)外緣梁的支反力差別懸殊甚至出現(xiàn)負向支反力，這主要歸因于彎-扭耦合變形的作用。

1.4 彎梁橋各主梁的受載狀況不盡相同，尤其是恒載內(nèi)力，呈現(xiàn)為不均分布態(tài)，其中外緣梁出內(nèi)力值最大。

1.5 因彎梁橋橫隔梁承載著穩(wěn)定全橋同時阻礙橋整體扭轉(zhuǎn)的作用，故對固有剛度要求較高。施工中為減輕并消弱截面處出現(xiàn)的畸變變形，常設(shè)法加固橫隔梁或提高橫隔梁的強度。

2 彎梁橋布置構(gòu)造

以平面為參照，彎梁橋布置構(gòu)造遵循整體線型符合要求、路與橋間兼顧協(xié)配的原則。在布置形式方面，除主要選用圓曲線和反向曲線外，特定情況下也選取緩和曲線。但若以立體為參照，彎梁橋的布置構(gòu)造原則以及布置形式與直線橋大致相同，內(nèi)容也基本均包含梁高確定、橋梁分孔、墩臺形式選取以及結(jié)構(gòu)形式選擇等。

單純就截面形式看，彎梁橋與直梁橋近無本質(zhì)差別，多設(shè)置箱式、肋式、有板式和肋板式，其僅對截面橫向抗傾覆穩(wěn)定性要求較高，同時要求構(gòu)造層面盡可能凸顯出非對稱性。但在具體施工中，截面形式需結(jié)合橋梁總體布置情況、橋梁特征性參數(shù)(如橋面寬度、橋梁跨徑)、支座布置形式和施工方案等方面合理選取。舉例來說，采取箱型截面梁以抵消截面處產(chǎn)生的扭矩和彎矩。但從方便施工和簡化彎梁橋結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，普遍多選用變高度(適用于大跨徑橋梁)和等高度的截面形式。

3 彎梁橋施工

概述彎梁橋的施工，主要從彎梁橋支撐布設(shè)和彎梁橋預(yù)應(yīng)力筋布置兩方面展開。

3.1 彎梁橋支撐布設(shè)，細分涉及水平支撐布設(shè)和垂直支撐布設(shè)

前者，水平支撐布設(shè)，布設(shè)目的在于消弱彎梁橋在水平面內(nèi)的變形(因混凝土收縮、混凝土徐變以及混凝土溫度變化誘發(fā))。由于混凝土徐變誘發(fā)的變形不會造成橫橋方向的位移，故可沿用與橋梁伸縮縫相同的布置形式。然而因混凝土收縮和混凝土溫度變化誘發(fā)的變形致使橋梁各支撐點處均產(chǎn)生弦向位移，順勢造成橋梁活動端出現(xiàn)一定程度扭轉(zhuǎn)。對于此種情況，須沿橫橋方向施加一適宜的橫向約束力，以抑制彎梁橋的平面旋轉(zhuǎn)。與此同時，為確保橋墩能承受作用方向與橋軸線垂直的扭矩，應(yīng)重新校核橋墩橫向抗彎強度，必要情況下可對橋墩進行加固處理。后者，豎向支撐布設(shè)，用以承受因活載偏載產(chǎn)生的扭矩以及彎梁橋主梁自重。相比于垂直支撐布設(shè)，豎向支撐布設(shè)需兼顧的方面較多，如確保伸縮縫的正常狀態(tài)、抵消因混凝土收縮、溫度變化和張拉等引起的變位。綜合考量，施工中多于橋臺兩端設(shè)置既可抵抗外扭矩亦可使橋面結(jié)構(gòu)做切線方向位移的抗扭支撐，同時于橋梁中間單純布設(shè)鉸支撐或組合布設(shè)抗扭支撐與鉸支撐。需指出的是，對于大曲率半徑彎梁橋，由于半徑的影響使得彎-扭耦合作用削弱，若單純于中間布設(shè)獨柱墩，必致使因活載偏心產(chǎn)生的扭矩大部分傳遞至相鄰孔，造成梁體承受過大扭矩，引發(fā)不良后果。故此，須于橋墩上間隔布設(shè)組合式抗扭支撐和點鉸支撐，或于每個橋墩均布設(shè)能承受外扭矩的抗扭支座。另外，也可交替布設(shè)點鉸支撐于橋軸線兩側(cè)，以提升橋梁抗傾覆穩(wěn)定性。

3.2 彎梁橋預(yù)應(yīng)力筋布置

由于預(yù)應(yīng)力筋可消弱扭矩、截面彎矩和剪力，同時提高結(jié)構(gòu)剛度、縮減結(jié)構(gòu)尺寸，故在橋梁工程中應(yīng)用較為廣泛。彎梁橋施工中，自然不例外。對于彎梁橋預(yù)應(yīng)力筋布置，首要環(huán)節(jié)為依照相關(guān)公式計算預(yù)應(yīng)力筋受載及預(yù)應(yīng)力作用下彎梁產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。其次，遵循科學(xué)合理的布置原則。具體來說，彎梁橋因存在水平方向的扭轉(zhuǎn)，故要求預(yù)應(yīng)力筋非但可抵抗水平曲率引起的附加彎矩，亦可抵抗外部載荷作用產(chǎn)生的豎向彎矩。但在預(yù)應(yīng)力筋布置施工中，完全吻合的狀況極難實現(xiàn)，僅可部分消弱彎梁中因外部載荷而產(chǎn)生的截面內(nèi)應(yīng)力。為確保預(yù)應(yīng)力筋的布置合理，以使之發(fā)揮最佳效用，施工中應(yīng)立足于實際，遵循如下原則：

3.2.1 計算確定因外部載荷作用產(chǎn)生的扭矩、彎矩和剪力，并根據(jù)需要選擇性繪制彎梁橋內(nèi)應(yīng)力包絡(luò)圖。

3.2.2 參照抗彎要求確定施工所需布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋的規(guī)格和數(shù)量，對于彎梁橋，因跨徑較大致使恒載內(nèi)力值偏高(約為總內(nèi)力值的1/2)，布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋時可選用恒載內(nèi)力圖，取部分活載或恒載作為預(yù)應(yīng)力筋布設(shè)的數(shù)據(jù)參考。但因彎梁橋的預(yù)應(yīng)力筋摩擦損失較為嚴重，在布設(shè)時需先進行估算處理，暫取值，后校核修正。

3.2.3 優(yōu)選筋束形狀，并采取移動抗彎預(yù)應(yīng)力筋的方式以抵消外部載荷所產(chǎn)生的扭矩，進而得出更為合理且貼合工程實際的預(yù)應(yīng)力筋束曲線并隨之定位鋼束位置坐標。當然該方法主要針對彎梁橋，倘若是曲梁橋，則應(yīng)先逐跨分行后綜合。

3.2.4 計算剩余扭矩、剪切應(yīng)力，以及各鋼束實載能力、預(yù)應(yīng)力損失狀況，根據(jù)需要可相應(yīng)設(shè)定非預(yù)應(yīng)力筋和預(yù)應(yīng)力筋以作補充，特殊情況下亦可適當增設(shè)局部索。

特別指出，對于混凝土彎梁橋，在梁平面曲率半徑較小情況下，腹板混凝土會受具有水平方向曲率縱向預(yù)應(yīng)力筋的張拉而出現(xiàn)徑向壓力(測定發(fā)現(xiàn)數(shù)值較大)，為此在張拉過程中需給予著重考慮，一方面，采取適當措施防止預(yù)應(yīng)力筋的崩出并同時校核腹板強度，以免出現(xiàn)不良狀況。另一方面，盡量布置預(yù)應(yīng)力筋于腹板外側(cè)以增加其內(nèi)包含混凝土的實際厚度或盡可能降低徑向力，也可采取設(shè)置防崩筋和中間橫隔板的形式，以間接提高彎梁橋的橫向剛度消弱預(yù)應(yīng)力筋束的崩出力。不論采取哪種途徑，在布設(shè)防崩筋時均應(yīng)注意，為防止筋出現(xiàn)松動，須確保其內(nèi)側(cè)圓弧緊貼預(yù)應(yīng)力筋束。

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