先简支后结构连续桥梁施工技术研究

摘要：桥梁作为交通基础设施的关键组成部分，对于促进区域经济发展、加强地区间联系起着至关重要的作用。随着社会经济的快速发展，交通量持续增长，对桥梁的承载能力、耐久性和行车舒适性提出了更高的要求。先简支后结构连续桥梁以其独特的结构形式和施工技术，在满足现代交通需求方面展现出显著优势，逐渐成为桥梁建设领域的重要选择。

关键词：先简支后结构连续；桥梁施工技术；结构体系转换；施工要点

1先简支后结构连续桥梁施工技术概述​

1.1 技术原理​

先简支后结构连续桥梁施工技术是指在施工初期，将预制梁段通过临时支座支撑，使其处于简支状态，便于预制梁的安装和施工。在完成一定施工阶段后，通过结构体系转换，拆除临时支座，将相邻预制梁段通过湿接头、预应力束张拉等方式连接成连续结构。在结构体系转换过程中，桥梁结构的受力模式发生改变，由简支梁的单跨受力转变为连续梁的多跨协同受力，内力重新分布。根据结构力学原理，连续梁在均布荷载作用下，跨中弯矩明显减小，而支座处负弯矩增大，这种内力分布方式更有利于充分发挥材料的力学性能，提高桥梁的承载能力和跨越能力。​

1.2 技术特点​

1.2.1 施工便捷性​

采用预制梁段施工，可在预制场内进行标准化生产，减少现场作业时间和工作量。预制梁的安装相对简单，通过大型吊装设备即可快速完成，提高了施工效率。同时，先简支的施工方式降低了施工过程中的风险，便于施工组织与管理。​

1.2.2 经济性​

由于预制梁可批量生产，降低了生产成本。而且，该技术能够减少现场支架和模板的使用量，缩短施工周期，从而降低了施工总成本。此外，连续结构的桥梁在运营阶段的维护成本相对较低，进一步提高了经济性。​

1.2.3 结构性能优势​

先简支后结构连续桥梁形成连续结构后，具有良好的整体性和抗震性能。连续梁的受力特性使其在承受荷载时，变形更加均匀，能够有效提高行车舒适性。同时，结构的耐久性得到增强，延长了桥梁的使用寿命。​

1.2.4 技术难点与挑战​

在结构体系转换过程中，施工精度要求高，临时支座的设置与拆除、湿接头施工及预应力张拉等环节操作不当，容易导致结构内力分布不均，影响桥梁质量。此外，对施工过程中的监测与控制要求严格，需要实时掌握桥梁结构的变形和应力变化情况，以便及时调整施工参数。

2施工工艺流程​

2.1 基础施工​

基础是桥梁结构的重要支撑部分，其施工质量直接影响桥梁的稳定性和安全性。在进行基础施工时，首先根据设计要求进行测量放线，确定基础的准确位置。对于桩基础，常用的施工方法有钻孔灌注桩和打入桩。钻孔灌注桩施工时，需根据地质条件选择合适的钻机，控制钻孔垂直度和孔径，确保桩身质量。在清孔后，及时进行钢筋笼的下放和混凝土浇筑，保证混凝土的灌注质量，防止出现断桩等缺陷。对于扩大基础，先进行基坑开挖，注意边坡支护，防止坍塌。然后进行基底处理，使其符合设计承载力要求，再进行模板安装、钢筋绑扎和混凝土浇筑。在混凝土浇筑过程中，要分层振捣，确保混凝土的密实度。​

2.2 下部结构施工​

2.2.1 桥墩施工​

桥墩施工包括模板安装、钢筋绑扎和混凝土浇筑等环节。模板应具有足够的强度、刚度和稳定性，以保证桥墩的外观尺寸准确。模板安装前，要进行清理和涂刷脱模剂。钢筋的加工和绑扎应符合设计和规范要求，确保钢筋的连接牢固，间距均匀。在混凝土浇筑时，采用分层浇筑的方法，每层厚度不宜超过规定值，使用插入式振捣器进行振捣，防止出现漏振和过振现象。同时，要注意控制混凝土的坍落度和浇筑温度，避免出现裂缝等质量问题。​

2.2.2 桥台施工​

桥台施工与桥墩施工类似，但在台背回填方面有特殊要求。台背回填应在桥台混凝土强度达到设计要求后进行，选用透水性好、压实性能优良的材料，如碎石、砂砾等。回填时要分层填筑、分层压实，每层填筑厚度不宜过大，通过严格控制压实度，减少台背沉降，防止桥头跳车现象的发生。​

2.3 预制梁的制作与安装​

2.3.1 预制梁制作​

预制梁在预制场内制作，首先进行模板制作。模板应采用高精度的钢材制作，保证模板的平整度和尺寸精度。钢筋加工按照设计图纸进行，钢筋的弯制、焊接等操作要符合规范要求。在钢筋安装过程中，要设置足够的保护层垫块，确保钢筋的保护层厚度。混凝土浇筑是预制梁制作的关键环节，应根据预制梁的结构特点和混凝土的工作性能，选择合适的浇筑方法，如水平分层浇筑或斜向分层浇筑。在浇筑过程中，加强振捣，保证混凝土的密实度。浇筑完成后，及时进行养护，养护时间应符合规范要求，可采用自然养护或蒸汽养护等方式，确保混凝土强度正常增长。​

2.3.2 预制梁运输与安装​

预制梁达到设计强度后，采用专用的运输设备将其运输至施工现场。在运输过程中，要对预制梁进行妥善的支撑和固定，防止在运输过程中发生碰撞和损坏。预制梁安装采用大型吊装设备，如汽车吊、架桥机等。在安装前，要对吊装设备进行调试和检查，确保其性能良好。安装时，严格按照设计要求控制预制梁的安装位置和高程，使预制梁准确就位。安装完成后，对预制梁的安装质量进行检查，包括梁体的垂直度、相邻梁体的高差等，确保符合规范要求。​

2.4 结构体系转换施工​

2.4.1 临时支座设置与拆除​

临时支座在施工初期起到支撑预制梁的作用，其设置位置和高度应严格按照设计要求进行。临时支座可采用砂筒、硫磺砂浆临时支座等形式。在结构体系转换前，要对临时支座进行检查，确保其能够正常工作。当桥梁结构满足体系转换条件时，按照规定的顺序拆除临时支座。拆除过程中，要密切观察桥梁结构的变形情况，防止因拆除不当导致结构损伤。​

2.4.2 湿接头施工​

湿接头是实现相邻预制梁段连接成连续结构的关键部位。在进行湿接头施工时，首先对预制梁段的连接端面进行凿毛处理，清除表面的浮浆和松散混凝土，露出新鲜的骨料，以增强新旧混凝土之间的粘结力。然后进行钢筋连接，可采用焊接、机械连接等方式，确保钢筋连接牢固。模板安装要严密，防止漏浆。混凝土浇筑采用微膨胀混凝土，以补偿混凝土收缩。在浇筑过程中，加强振捣，保证湿接头混凝土的密实度。浇筑完成后，及时进行养护，确保湿接头混凝土强度的正常增长。​

2.4.3 张拉预应力束​

预应力束的张拉是结构体系转换的重要环节。在张拉前，要对预应力束进行清理和检查，确保其无锈蚀、损伤等缺陷。张拉设备要经过校准，保证张拉数据的准确性。根据设计要求确定张拉顺序，一般采用对称张拉的方式，以保证结构受力均匀。在张拉过程中，严格控制张拉力和伸长量，当实际伸长量与理论伸长量的偏差超出规定范围时，应暂停张拉，查明原因并采取相应措施后再继续张拉。张拉完成后，及时进行锚固和压浆处理，确保预应力束的耐久性。

3施工过程中的质量控制要点​

3.1 原材料质量控制​

3.1.1 钢筋​

钢筋的质量直接影响桥梁结构的强度和耐久性。采购钢筋时，应选择具有良好信誉的厂家，要求提供质量证明文件。钢筋进场后，要按照规范要求进行抽样检验，检验项目包括钢筋的力学性能、弯曲性能等。对于不合格的钢筋，坚决予以退场，严禁用于工程施工。在钢筋存放过程中，要做好防潮、防锈措施，避免钢筋锈蚀影响其性能。

3.1.2 水泥​

水泥是混凝土的重要组成部分，其质量对混凝土的性能有重要影响。应选用质量稳定、符合国家标准的水泥品种。水泥进场时，要检查其出厂合格证、检验报告等资料，并进行抽样检验，检验项目包括水泥的安定性、凝结时间、强度等。不同品种、不同批次的水泥应分别存放，防止混用。​

3.1.3 骨料​

骨料分为粗骨料和细骨料。粗骨料应选用质地坚硬、级配良好的碎石或卵石，其含泥量、泥块含量等指标应符合规范要求。细骨料宜采用中砂，其细度模数、含泥量等要满足设计和施工要求。骨料在使用前要进行冲洗，去除表面的泥土和杂质。​

3.1.4 外加剂​

外加剂能够改善混凝土的性能，如提高混凝土的流动性、增强混凝土的抗渗性等。在选择外加剂时，要根据混凝土的设计要求和施工条件，选择合适的外加剂品种和掺量。外加剂进场后，要进行质量检验，确保其符合相关标准。​

3.2 施工工艺质量控制​

3.2.1 基础施工质量控制​

在基础施工过程中，要严格控制桩基础的垂直度、孔径、孔深以及扩大基础的基底标高、尺寸等关键参数。定期对测量仪器进行校准，确保测量数据的准确性。加强对混凝土浇筑过程的监控，保证混凝土的浇筑质量，防止出现蜂窝、麻面、孔洞等缺陷。在基础施工完成后，按照规定进行地基承载力检测和桩身完整性检测，确保基础质量符合设计要求。​

3.2.2 下部结构施工质量控制​

对于桥墩和桥台施工，要重点控制模板安装的精度、钢筋绑扎的质量以及混凝土浇筑的质量。模板安装完成后，要进行严格的检查，确保模板的平整度、垂直度和密封性符合要求。钢筋绑扎过程中，要加强现场监督，保证钢筋的规格、数量、间距等符合设计图纸。混凝土浇筑时，要控制好浇筑速度和振捣时间，确保混凝土的密实度。在下部结构施工完成后，对其外观质量进行检查，发现问题及时处理。3.2.3 预制梁制作与安装质量控制​

预制梁制作过程中，要对模板制作、钢筋加工与安装、混凝土浇筑和养护等环节进行全程质量控制。模板要定期进行维护和保养，保证其精度。钢筋加工和安装要符合规范要求，加强对钢筋连接部位的质量检查。混凝土浇筑要严格按照施工方案进行，确保混凝土的工作性能和浇筑质量。预制梁养护要保证养护时间和养护条件，使混凝土强度正常增长。在预制梁安装过程中，要控制好梁体的安装位置、高程和垂直度，确保相邻梁体之间的连接符合设计要求。​

3.2.4 结构体系转换施工质量控制​

在结构体系转换施工过程中，临时支座的设置与拆除、湿接头施工和预应力束张拉是质量控制的重点。临时支座的设置要牢固可靠，拆除时要按照规定顺序进行，密切观察桥梁结构的变形情况。湿接头施工要保证钢筋连接牢固、模板密封严密、混凝土浇筑质量良好。预应力束张拉要严格控制张拉力和伸长量，确保预应力施加准确。在结构体系转换完成后，对桥梁结构的内力和变形进行监测，确保结构符合设计要求。​

3.3 施工监测与控制​

3.3.1 变形监测​

在施工过程中，对桥梁结构的变形进行实时监测，包括桥墩的垂直度、梁体的挠度等。通过在关键部位设置监测点，采用全站仪、水准仪等测量仪器定期进行测量，获取变形数据。当变形数据超出预警值时，及时分析原因，调整施工参数，采取相应的加固措施，确保施工安全和结构质量。​

3.3.2 应力监测​

利用应力传感器对桥梁结构在施工过程中的关键部位进行应力监测，如桥墩底部、梁体跨中及支座处等。通过监测应力变化情况，了解结构的受力状态，判断结构是否处于安全范围内。当应力异常时，及时调整施工进度和施工方法，避免结构出现破坏。​

3.3.3 温度监测​

温度变化会对桥梁结构产生较大影响，尤其是在混凝土浇筑和预应力张拉等关键施工阶段。通过设置温度传感器，对混凝土内部温度、环境温度等进行监测。根据温度监测数据，采取相应的温控措施，如调整混凝土配合比、控制浇筑时间、进行混凝土内部通水冷却等，防止因温度应力导致结构出现裂缝。​

4先简支后结构连续桥梁施工技术的优势与应用前景​

4.1 优势分析​

4.1.1 结构性能优势​

先简支后结构连续桥梁形成连续结构后，结构的整体性得到显著提高。在承受荷载时，内力分布更加合理，跨中弯矩减小，支座处负弯矩增大，能够充分发挥材料的力学性能，提高桥梁的承载能力和跨越能力。同时，连续结构的桥梁在振动特性方面表现良好，具有较好的抗震性能，能够有效保障桥梁在地震等自然灾害作用下的安全。​

4.1.2 施工成本优势​

预制梁的标准化生产和批量制作降低了生产成本。施工过程中减少了现场支架和模板的使用量，缩短了施工周期，从而降低了人工成本和设备租赁成本。此外，由于桥梁结构性能优良，后期维护成本相对较低，从全寿命周期来看，具有明显的成本优势。​

4.1.3 施工周期优势​

采用预制梁安装和先简支后结构连续的施工方式，大部分施工工作可在预制场内完成，现场施工时间大大缩短。各施工环节可平行作业，有效提高了施工效率，缩短了整个桥梁工程的建设周期，能够更快地满足交通需求。​

4.1.4 行车舒适性优势​

连续结构的桥梁在车辆行驶过程中，变形更加均匀，振动和冲击较小，能够为行车提供更加平稳、舒适的行驶条件，减少车辆磨损和乘客的不适感，提高了道路的服务水平。​

4.2 应用前景展望​

随着我国交通基础设施建设的持续推进，特别是在高速公路、城市快速路等领域，对桥梁的需求不断增加。先简支后结构连续桥梁施工技术凭借其诸多优势，将在未来桥梁建设中得到更广泛的应用。在大跨度桥梁建设中，该技术能够通过合理的结构设计和施工工艺，实现更大的跨越能力。在城市桥梁建设中，其良好的结构性能和行车舒适性能够更好地满足城市交通的需求。同时，随着施工技术的不断创新和完善，如智能化施工设备的应用、信息化管理手段的加强等，将进一步提升该技术的应用效果和竞争力，为我国桥梁建设事业的发展注入新的活力。

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[4]沈佳锋. 先简支后结构连续桥梁施工技术要点 [J]. 绿色环保建材， 2019， （08）： 121-122.

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作者简介：魏永国（1985.10）男，汉族，湖南永州，本科，高级工程师，从事工程道路桥梁、市政方向工作