桥面连续结构的改进及施工工艺

桥面连续结构的改进及施工工艺

[摘要]由于高等级公路的交通量较大，桥面连续构造形式出现的损害现象也较多。在本工程中，在梁板结构形式及下部结构已无法进行设计变更的情况下，从连续构造的改进措施及施工工艺着手，以求尽量避免桥面连续构造损害的出现。

[关键词] 桥面连续结构改进加强施工方案 施工工艺 中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号： 1 概述

在高等级公路桥梁工程的设计中，存在大量的梁板简支、桥面结构连续的设计形式。为研究桥面连续破损的实际情况，本文对某条高速公路 68 座桥左幅桥面破损情况进行了详细调查，其中：13 米钢筋混凝土空心板桥 31 座(其中有 15座为单跨桥)，20 米空心板桥 22 座，16 米空心桥 10 座，10 米空心板桥 5 座。检查结果显示共有 21 座桥梁桥面连续处存在破损病害，破损病理主要为横桥贯通裂缝，严重者形成较宽的坑槽。 1.1 破损机理研究

为进一步研究分析各因素对桥面连续破损的贡献值，采用大型有限元软件 ansys 对桥面连续结构受力状态进行了计算分析。 计算时选桥梁单片梁纵向两跨计算。为了加速计算速度，同时也不影响计算的精度，t 型梁整体用 solid45 单元，但是其 1m 长

的加强区段（包括沥青混凝土面层）用

solid65 单元。钢筋用 link8 单元，支座用 solid185 单元（模拟板式橡胶支座），为了防止接缝两端发生渗入，在接缝两对面上采用了面对面接触队单元 targe170 单元和 conta173 单元。

材料属性确定c40 混凝土：ft=1.71mpa，ec=3.25×104mpa，p=2500kg/m3，v=0.2，热膨胀系数=1×10-5

钢筋： fy=360mpa，ec=2×105mpa，p=7800kg/m3，v=0.25，热膨胀系数=1.2×10-5

通过以受力计算结果分析可知，桥面连续构造主要是长期处于弯拉或弯压的受力状态，其中影响最大的是主梁挠曲变形(即梁端转动)引起的弯曲应力。 1.2 工程概况

某公路沿线村镇密布，河渠交错，并跨过多条公路、铁路及水运等运输干线。在设计时，充分考虑了与沿线城镇规划、经济发展相配合，并尽量避免与原有道路和农田水利设施发生干扰的原则，大量布设互通立交、桥涵等构造物。本线各类中、小跨径的桥梁多采用：16m、20m预应力混凝土空心板简支梁或25m预应力混凝土t型简支梁，为适应高速公路的行车要求，每100m~160m设一道仿毛勒伸缩缝，其余的桥孔跨间作桥面连续。桥面铺装混凝土层厚10cm，

上覆沥青混凝土层10cm。桥中心桩号为k14+096，其下部结构为钻孔桩基础，柱式墩台；上部构造为3-25预应力组合t梁，在桥台处设置rg-80伸缩缝，其余的桥孔跨间作桥面连续，桥面板纵向钢筋通长绑扎，梁段桥面连续构造钢筋与桥面板钢筋绑扎成一体。其桥面连续构造设计如图1所示。

此种桥面连续结构存在有设计缺陷，在桥面连续构造处出现的损害较多，并已影响了桥梁寿命以及行车安全。经过研究，鉴于该工程多数桥梁已完成梁板安装，若作设计变更为梁板结构连续，改变梁板结构型式、上部构造建筑高度或桥梁跨径，将会造成较大的经济损失，直接影响工期，影响工程投资控制。最后统一的意见是：不改变桥面连续构造的形式，所有需处理的桥面连续结构只在连续缝形式上给予加强和改进，并在施工工艺上加以严格控制。 图1：桥面连续构造示意图 2 连续缝形式的确定

本桥t梁的配筋及构造布筋均是按简支梁受力图式进行内力计算的，施工又是严格按照设计进行的，若现在只是通过增加钢筋等加强手段，将其改为刚性的连接缝结构型式进行施工（图2），将会造成：

1．梁体内力的变化—— 因计算图式的改变，内力发生变化，影响受力筋的配置，梁体上端部将产生负弯矩，原设计中是未考虑的；

2．梁体端部钢筋需要调整及加强—— 若现在在梁端上部增设梁与梁之间连接的纵向钢筋，因设计中末考虑该钢筋的连接构造要求及加强措施，无法形成整体的理想效果。

图2 桥面连续伸缩缝构造图

鉴于上述原因，为避免出现意想不到的其他不良情况，首先将刚性连续缝形式排除。

结合原设计，我们在施工当中采用了半刚性型式的连续桥面结构，即用φ20的滑动传力钢筋（失效处理）代替φ16连续钢筋，桥面铺装钢筋在一联长度内通长布置(在连续缝处不断开)，梁缝处桥面铺装顶面设假缝，底面设断缝的结构型式。详见图3。

图3 半刚性桥面连续构造及连续钢筋失效处理示意图 此结构型式的优点在于类似铰的型式，不会形成较大面积的裂缝及破损情况，产生的裂纹亦将会在假缝内发生，且梁端部桥面铺装整体性较强。 3 施工方案

采用上述桥面连续缝形式，结合本桥实际情况，连同桥面铺装一并考虑，提出如下施工方案：

i方案：按现设计铺装类型及分层(即l0cm砼及10cm沥青砼)，在梁端部2m范围(即连续缝处4m范围)内砼铺装改用钢纤维砼铺

装。

ii方案:沥青砼改为8cm厚，砼铺装加厚到l2cm，钢纤维砼铺装采用范围同i方案。

iii方案:取消沥青砼铺装层。采用砼铺装20cm厚，钢纤维砼铺装采用范围同i案。 各方案优、缺点见下表

针对各方案的利弊，我们最后决定呈报本桥施工采用ii方案，经主管部门批准后，决定该桥面连续构造的连续缝采用半刚性的形式，桥面铺装纵向钢筋通长布置，桥面铺装砼层为沥青砼8cm，砼12cm，连续缝处2m范围内砼铺装改用钢纤维砼铺装。 4 施工工艺 （一）施工工艺框图 施工工艺框图详见图4。 （二）施工工艺要求

1、清洗和修整梁端顶面，清除多余预埋件，如有起伏，用高标号水泥砂浆抹平。

2、清除梁端缝间杂物并用泡沫板塞缝。

3、在桥面连续范围内的梁端顶面上涂布 1-2毫米厚的沥青，并盖0.5毫米厚的镀锌 薄钢板。

4、注意做好滑动传力钢筋的失效处理。

5、注意保证钢筋的设计间距和砼保护层。

6、严格控制砼配比中粗骨料的规格(宜选用2.0cm以下的碎石)和砼的振捣均匀、密实;砼的振捣要人工结合机械，不可漏振。 7、砼的切缝要上、下对应，宜早不宜迟。建议控制在施工后24-48小时左右，沥青灌缝也要及时饱满。

8、指派专人加强砼养护工作，至少保证洒水养护7昼夜以上。

图4 桥面连续结构施工工艺框图 5 结论

公路桥梁桥面行车道板，起着直接承受作用于桥面铺装层上的荷载，并传递分配荷载的作用。桥面板与铺装层、伸缩缝一起，都直接承受汽车车轮荷载的作用，应力集中显著。随着过桥车辆的日趋大型化、重型化以及交通量的迅速增加，车辆对桥梁构件的冲击力增加，其应力超过的频率、疲劳的影响都将越来越大，这样就使得桥面板处于极其严酷的使用状态。要想彻底解决文中所提到的根本问题，建议由业主牵头，由设计和科研单位主办，制定出切实可行的方案。

采用这种处理措施，这是在设计已无法变更的情况下，通过对桥面连续结构进行改

进和加强，来避免桥面连续结构损害的出现。这是从施工方面解决桥面连续结构损害的

一种方式。但若想真正解决桥面连续发生损坏的问题，就必须找出发生情况的原因。针对桥面连续构造的受力情况十分复杂，施工单位又不宜单独出面变更的实际情况，应组织一定的人力进行详细的系统调研，查找出现损害的真正原因，才能制定出有针对性的对策，也可为今后的高等级公路的设计和施工积累宝贵的经验。 参考文献

[1] 何畅.简支梁桥桥面连续构造性能改善的研究[d]. 重庆交通学院硕士学位论文.2004

[2] 王虎，胡长顺，王秉纲. 简支梁桥梁端处桥面连续铺装层结构计算分析[j]. 西安公路交通大学学报,2000,10,(20):4，1-3. [3]王承山. 桥面连续结构的改进及施工工艺[j]. 隧道建设. 2001(02)