中铁十一局集团第二工程有限公司 十堰 442013
摘要：公路预制梁板为了保证支座仅垂直受力，又符合梁顶纵横坡的要求,一般将墩顶垫石做成台阶状的水平块，相应梁底板端部做成适应该坡度的反向楔形坡垫。而由于楔形块难以计算各角标高、设置相应的预制板端底座凹槽困难、在张拉和放张过程中会出现梁端部开裂、底座撑坏等不良后果，对施工造成一定的困难。
关键词：公路预制梁板 坡垫楔形块支座预埋钢板 支座施工
0引言
相较于铁路桥梁采用的盆式支座，公路预制梁板大量采用对水平受力十分敏感的板式橡胶支座。所以支座上下传力面应保持水平[1]，当支座未水平放置时，梁体和桥面自重会产生对叠合钢板橡胶弹性体支座十分不利的水平荷载，造成支座损坏，相应导致梁体内产生应力重分布，梁体不能按正常结构受力状态进行工作，影响结构的安全[2-3]。找到如何保证支座施工方便且达到设计要求的工法，成为各方关注的焦点。
1 楔形块的设置
为保证支座的受力状态与设计相符，施工单位必须在预制梁板时保证梁底板与支座接触面绝对水平。因此墩顶每块垫石顶面也要做成水平。无论纵向（图1）还是横向（图2）。施工单位对于批量预制的梁板，要想精细做到每片都完全符合理想状态存在很大的难度，即使质量较高的产品在架设时也可能出现多片“三条腿”受力现象；而底座端部也会因为经常更改角度变得千疮百孔，导致工期延误等不良后果[5-5]。而先张法预应力梁板在放张时,特别是长线台座,两端的梁板因预应力筋回缩会被拖动较大距离,台座越长,距台座中心越远,拖动距离就越大,造成底板特别是端部破损情况更严重,底模坡垫凹槽部位被拉裂翻卷等情况也常见,对于批量预制梁场来说是灾难性的,每次都要重新设置和修复.
设置楔形块(反向坡垫)的主要目的是实现桥面坡度与垫石水平这一坡度冲突的平稳过渡。随着公路建设的发展,箱梁和T梁在预制时逐渐引入铁路桥面做成横坡的方案,即将侧模做成区分高低的两组,预制梁顶板直接形成相应横坡, 由于箱型梁与T梁底板间隔一定距离，无需考虑底板错台问题，仅考虑顶板相互顺接平顺即可；所以需要设置横坡楔形垫的梁板逐渐减少。
预制T梁和预制箱梁时，桥面横坡一般通过两侧侧模标高的不同形成；但对于桥面纵坡则无法做到，仍需设置楔形块坡垫。正交预制梁仅需设置纵向楔形块坡垫即可；对于斜交的预制梁会出现楔形块四角的标高各异的情况，设计方通常会提供一套较复杂的坡垫计算表格供参考，在受到施工时的振动移位变形，放张和张拉时的摩阻卡顿挤压、先张法梁板放张时还会撑坏底座和使梁端开裂，以及楔形块形状本身不准确等；单纯要求施工时逐块设置且精确到毫米是十分困难的。
墩顶垫石在施做时常需要做成顶部水平以顺应桥面横坡和标高的变化，按照每块板位置做成台阶状可保证支座水平设置，不产生重力的水平分量，有利于板式橡胶支座的受力要求。每级台阶高差Δh=ib(i为横坡度，b为板宽)。支座水平设置后，对于矩形板必须设置反向的楔形块坡垫，使梁底与梁面朝横坡方向倾斜形成桥面横坡（如图2所示）。
对于先张法预制预应力梁板，由于放张时梁体在台座上滑动间距大，笔者不建议设置板底坡垫，而建议改为隐藏式预埋钢板：即台座全部按照水平设置，支座部位预埋钢板进行反向坡度垫高调整，形成相应反向角度，放张后梁板被预应力筋拖动也不会造成更大的破坏。梁体被吊出底模后，用一块厚钢板焊好伸出底板形成等效坡垫。对于后张法预应力梁板，可以在梁体端部两端1米处统一设置可调整的正交坡垫，该坡垫可以在1%-4%之间进行调整，而斜交板预制时，端部的斜交挡头模板正常设置，底部会有三角缝隙，采用钢板或木条封堵即可。
2 支座预埋钢板的设置
桥梁出现既有纵坡又有横坡的综合坡度或斜交板的纵坡被斜向切割后，支座设置预埋钢板并按照平行线路纵向布设，无论梁体如何倾斜均可避免四角不同标高的问题。斜交支座正向设置对于斜交梁板来说相当于支座钢板平移到斜交支座部位，而非按照轴心旋转。平移后纵向坡度保持不变，在纵向等位线上的标高也就相同。而斜交支座斜向设置则违背了纵向等位线原则，导致支座钢板四角高度发生相应变化。通过比对分析，显然钢板顺线路方向设置（即斜交正向）既可避免空间计算数据的混乱，又可减少计算降低制造难度。
对于较宽的矩形板，在设置板底楔形垫时，由于高差太大，个别部位伸出板底达到5cm
以上时，建议按照图5左侧模式进行分块设置，相应垫石也逐个支座设置。如图2.2所示。对于矩形板或分离支座、板宽较大的梁体，斜交支座正向设置更容易达到板体横向标高和纵向标高的要求，从而方便计算四角标高。预制梁场可先将端部底模设置成横坡，随后在安装预埋钢板时将纵向坡度下游的钢板边抬起相应高度即可，形成复合坡垫。
对于底板较窄的T梁和空心箱梁，由于侧模加工时已考虑过桥面横坡问题（如图4），架设后的梁底板处于水平状态，所以板底楔垫不再需要考虑横坡影响，仅需要考虑纵坡。正交梁板在预制时，仅需在支座预埋钢板时向坡度下游方向垫起Δh=ib(i为纵坡度，b为钢板顺线路方向宽)；当斜交时，考虑将预制梁台座端部1米或更长范围按照最大纵坡和斜度预留下凹台阶，支座钢板加工时做成直角梯形，支座钢板的锐角与梁底锐角重叠，然后将钢板直角边平行抬起垫高或将锐角抬起垫高Δh=ib(i为纵坡度，b为锐角所在直角边长),钝角自然悬空后填充相应厚度的铁楔或用稠度较大的砂浆予以封闭保证钢板固定,防止移动或翘起（如图3.1）。同时由于梁板主体高度为固定值，在设置支座垫石时，也需考虑端部台阶下凹高度。当然，有些设计院在出图时已经考虑并详细设计
3 结论
按照本工法进行预埋支座钢板和梁底坡垫改进，虽然会造成钢板的实际用量大于设计用量，但简化了预埋钢板的各部位标高的计算且自动符合设计要求，满足橡胶支座的水平放置和严格垂直受力状态的要求；底模也减少了反复切割修改的囧态，能加快施工进度、提高预制梁质量、降低人为因素的影响，有效保护梁板端部在张拉和放张时不至于撑裂十分值得推广。使用本工法进行支座预埋钢板和楔形垫块改进后，预制梁底部的两端会统一在端部一定位置凸起3-5cm，虽然斜交梁板会出现直角台阶纹路可能无法藏在盖梁投影面内,但这并不会影响梁体受力状态和整体美学效果。
参考文献：
[1]公路桥涵设计通用规范[JTG D60-2015].中华人民共和国交通运输部发布,2015,09:15.
[2]邢云雷.浅谈高速公路不断交通更换连续梁支座施工新技术[J].交通建设,2016,2:255-256.
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[4]王亮,李彩平,文石命.基于公路桥梁橡胶支座的应用研究[J].河南建材,2017,02:157-159.
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[6]谷永煌,孙琦.公路桥梁橡胶支座更换技术的探讨[J].江西建材,2016,23:164-169.
论文作者:李中平,邹永泉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/14
标签：支座论文; 钢板论文; 楔形论文; 标高论文; 坡度论文; 桥面论文; 水平论文; 《基层建设》2017年第35期论文;