钢-混凝土组合连续梁桥负弯矩区施工控制研究

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发布时间：2021-09-12

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钢一混凝土组合连续梁桥负弯矩区施工控制研究
刘书伟
(深圳市综合交通设计研究院，广东深圳518003)
摘要：该文以深圳市机场南路新建工程(50+82+50)m钢一混凝土组合连续梁桥为例，对钢一混凝土组合梁负弯矩区施工
控制方法进行分析研究。研究结论可供同类工程参考。
关键词：钢一混凝土组合连续梁；负弯矩区；施工控制；研究；深圳市
中图分类号：U445．4 文献标识码：A 文章编号：1009—7716(2012)04—0142—03
0 引言
钢一混凝土组合梁桥是指将钢梁与混凝土桥
面板通过抗剪连接件连接成整体并考虑共同受力
的桥梁结构形式，在工程实践中得到越来越广泛
的应用。组合连续梁中间支座附近为负弯矩区，由
于上部的混凝土桥面板受拉而下部的钢梁受压，
受力较为不利。
采用合理的施工方法是控制桥面板拉应力的
重要途径，一般可分为施加预应力和不施加预应
力两类方法。不施加预应力的方法主要有：混凝土
板与钢梁，以及混凝土板与板之间设置接缝；受拉
区采用钢正交异性板代替混凝土板、高配筋现浇
混凝土法等。目前采用高配筋现浇混凝土法应用
最为普遍，该法不对负弯矩区混凝土施加预应力，
而采用配筋率高达3％～5％高配筋混凝土工地现
浇，施l丁非常方便。
本文主要结合深圳市机场南路新建工程宝安
立交主桥第6联(50+82+50)m钢一混凝土组合梁
桥设计，从不同的施加预应力控制措施对减少负
弯矩区混凝土拉应力进行分析研究。
1 施加预应力方法
对钢一混凝土组合梁桥施加预应力主要有两
个目的，即预压钢梁提高钢结构的弹性范围或承
载力和预压混凝土提高桥面板的抗裂性。施加预
应力是指通过各种手段使组合梁负弯矩区混凝土
板中产生一定的预压应力，以抵消或部分抵消二
期恒载和活载引起的拉应力。
1．1 张拉预应力钢束
对于连续组合梁桥，可采用全桥布置曲线或
折线预应力束或仅对负弯矩区的混凝土桥面板施
加预应力，具体可采用体外预应力和体内预应力
收稿日期：2012—02—06
作者简介：刘书伟(1981一)，男，安徽萧县人，硕士，工程师，从
事桥梁1二程设计与研究工作。
两种形式。
根据预应力作用结构不同，可分为仪对钢梁
施加预应力、仅对桥面板施加预应力和对组合结
构施加预应力三种类型。张拉预应力钢束可增加
梁的刚度，有效地降低负弯矩区拉应力；但同时会
增加施工工期，且存在控制预应力钢束偏心量的
问题等。
1．2 静载预压
首先架设钢梁并浇筑受压区的混凝土，待其
硬化后在受压区预加静荷载。在该荷载状态下，浇
筑受拉区的混凝土，待受拉区混凝土硬化后去除
前预加荷载。由于浇筑受拉区混凝土前后梁体截
面刚度发生了重分布，在大多数截面内的应力并
不为零，而在受拉区混凝土内的压力就是所期望
的预应力。施工顺序见图1(a)所示，静载引起的弯
矩见图1(b)所示。
由于必须将压重加于结构上，且需采取有效
措施控制桥面板压重值，故采用预加静荷法施加
预应力施工时较为不便，工作量大。
1．3 支点强迫位移(见图2)
在浇筑桥面板混凝土之前或之后，通过调整
连续组合梁桥各支点的相对高度，可改变结构的
内力分布，在负弯矩区内形成预压力。支点的竖向
位移值对结构的应力分布有很大影响，其调整的
高度通常与梁跨度成正比，对于跨度较大的组合
梁，顶升或降低支点的工程量可能太大而无法实
施。此外，支点强迫位移法在混凝土桥面板内产生
的预压力会随混凝土的收缩徐变的发展而有一定
损失，同时采用此法会对正负弯矩区混凝土桥面
板交界面处钢梁顶板焊钉中产生很大的顺桥向剪
力，设计中应特别注意。
对于具有3个或3个以上中间支点的桥梁，
可以同时顶升所有的中间支点，使钢梁上翼缘产
生拉应力，然后浇筑混凝土桥面板，当混凝土硬化
后，将中间支点复位，从而使混凝土中形成压应
力。