探析节段桥梁设计与施工关键问题

探析节段桥梁设计与施工关键问题

田英杰

云南建设基础设施投资股份有限公司云南昆明650200

摘要：在我国道路交通体系中，非常重要一个环节为节段桥梁；研究发现，节段桥梁施工技术具有一系列优势，如较短的施工工期、对地理位置无较高要求等，得到广泛运用。本文简要分析了节段桥梁设计与施工关键问题，希望能够提供一些有价值的参考意见。

关键词：节段桥梁设计；施工；关键问题

1节段桥构造分析

紧密结合施工现场具体情况、设备安装及运输成本等多方面因素，合理确定预制节段长度、节段构造方式以及接缝材料等。

1.1节段长度

现阶段，预制节段梁主要有标准节段、体外预应力跨中转向节段、合拢节段等。为了满足桥梁结构设计及施工规定等标准的要求，需要有效组合不同节段类型，以便最大程度的满足桥梁不同跨径需求，通常选用2-4米左右的梁体节段长度，在确定梁段长度时，需要将预制工厂场地面积、起吊设备能力等因素充分纳入考虑范围。为了最大限度的发挥起吊设备能力，需要对预制节段最大重量严格控制。

1.2节段构造

首先对于箱体构造，预制节段梁通常会优先选用单箱单室形式，其构造简单，受力结构比较明确，依据结构尺寸模数化和标准化等原则开展设计，促使预制节段施工工厂化和模块化目标得到实现。为了对内膜板合理配置，会阶梯性制作腹板与底板厚度，不应将厚度变化直接设置于节段接缝位置。受力合理状态下，可移动到厚度大的一端10厘米左右。其次在接缝材料方面，需要充分考虑施工现场具体情况，一般接缝主要材料选择环氧胶。实践研究表明，该材料的抗压强度、剪切强度较好。在任何温度之下，不会出现流挂现象。严格控制接缝材料质量，保证其与各级挤压压力变形需求所符合。

2节段桥梁预制拼装法的特点

实践证明，节段桥梁预制拼装法具有一系列的优势。首先，施工工期可以得到有效缩短，相较于现浇箱梁，节段预制能在下部结构施工时进行；若将工厂化预制及混凝土低温蒸汽养护技术结合，还可以有效缩短每一节段的生产周期。其次，对环境影响小；在节段拼装过程中，不需要占用较大面积的地面道路，施工过程中会较小的影响地面交通及行人，因此，如果桥梁施工在城市内部进行，其优势更明显；结合必要的安全措施，原有交通运行不受影响，文明施工目标得到了保障。最后，桥梁可以拥有较为美观的线型：密贴镶合匹配浇筑法借助于同一套模板来浇筑整根梁的所有节段，促使梁体拥有统一的线型。但是该技术没有足够的通用性，采取节段预制拼装施工技术，需要在模板系统及架桥机等方面投入较大的成本，工程量符合要求后，采用一次摊销方可以实现。而模板是依据本次施工节段的长度和横断面制作的，如果将本项工艺运用到其它施工中，就需要结合不同情况，来重新改造模板与架桥机。

3节段桥梁设计和施工的关键问题

3.1次应力

研究发现，体系转换、高程控制、节段连接等因素都会影响到节段桥梁设计和施工。设计中悬臂力筋和连续力筋构成了节段桥梁的预应力筋，而次内力和徐变次内力则构成了结构次内力。徐变次内力会由悬臂力筋产生，弹性次内力则由连续力筋产生；如果出现多次体系转换，徐变次内力也会出现。次内力会促使中间支点处的负弯矩和跨中正弯矩得到增加，从而影响到结构的安全。但是次内力在连续结构中，也能够有效利用起来，促使结构的经济成本得到降低。实践表明，悬臂拼装过程中，在增加悬臂长度时，会随之增大支点处的负弯矩，而刚合拢时，则会有较小的跨中正弯矩。徐变次内力会导致内力重分配发生，进而减小支点负弯矩，增加跨中正弯矩，在其他荷载的作用下，结构有日趋合理的受力。一般来讲，借助于力法或者等效荷载法来计算预应力产生的次内力；徐变次内力有着较大的计算难度，计算假设往往不符合实际情况，但是即便有较大的偏差，也不会在较大程度上影响到结构。在设计过程中，要想将次内力的有利方面给利用起来，就需要对跨度和钢束合理优化，对合拢程序有机安排。

3.2预应力钢束布置

悬臂力筋和连续力筋构成了节段桥梁的配束，一般在顶板、腹板内布置悬臂力筋并按照直线形来布置顶板内的钢束，在节段拼装面上直接锚固，而按照曲线形状来布置腹板内的钢束，以便促使部分剪力能够被钢束所承担。但是部分大跨度桥梁，仅仅在顶板内布置钢束，这样施工难度就得到了有效降低。在底板内布置连续力筋。悬臂拼装方法下的节段桥梁，一般布置短束钢束，有两个弯折点存在于弯起力筋，在预制安装过程中，已经出现了大部分徐变，进而减小了预应力损失，永存预应力得到增大，充分发挥了钢束的高强性能。在悬臂拼装过程中，需要将大量悬臂束布置于梁体；完成体系后，钢束不需要。为此可以设置临时束，以节约成本。目前，已开始使用体外预应力体系，在箱内布置钢束，能够降低截面厚度，对张拉力科学控制，就能够对施工中的挠度和预拱度有效调整；但是体外预应力结构只有较低的极限承载能力，还需要科学研究。

3.3安装定位与挠度控制

一般情况下，节段拼装会做成企口缝，腹板企口缝能够对高程有效调整，而节段水平位置则由顶板企口缝来控制，以便迅速完成拼装工序，促使结构抗剪能力得到显著提升。部分会将预埋件设置于预制节段的底板处，以便对拼装时的临时筋有效固定；也有的会将凹凸榫设置腹板拼装面，将水平半圆形和垂直梯形槽留设于顶板上，以便有效安装定位。在这个过程中，需要将环氧树脂涂在拼装面，提升粘接性能。在设计施工中，挠度控制至关重要，要结合施工情况和徐变情况，科学的分析计算设置的预拱度，结合变化情况，合理调整，借助于张拉力筋和控制力筋张拉力等手段，能够有效实现。在特殊情况下，也可以运用千斤顶，将一些铜等软金属镶嵌在接触面的接缝之间。城市桥梁能够较为便捷的搭移支架，那么就可以将临时支架布置于局部，以方便调整。总之，如果没有良好控制挠度，桥梁线形会受到影响，且增加了合拢难度，需要科学处理。

3.4合拢段的设计施工

对于悬臂拼装的节段桥梁，一般会将2米左右的合拢段留设于跨中，调整主梁标高之后，将其连接为一个整体。通常会将现浇或者节段拼装合拢运用，现浇需要较长的施工周期和复杂的工序条件，但是调整起来比较的便捷，而拼装则要求节段预制和拼装具有较高的精度。

4结语

综上所述，社会经济的发展，我国开始大力建设城市高架及轻轨等基础设施，节段桥梁在PC连续梁、钢架、拱桥建设中得到了广泛运用，施工技术日趋成熟；但是也有一些关键问题需要提高改进，这就需要我们桥梁设计施工人员认真专研，彻实解决问题，提高节段桥梁的设计和施工水平。

参考文献：

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