摘要：随着经济和科技水平的快速发展，为降低永久混凝土模板使用成本，同时能方便施工，并保证其与新浇混凝土能可靠粘结，使得混凝土永久模板能广泛应用于工程实践，响应国家节能减排、绿色发展战略，本研究提出使用带肋混凝土模板作为混凝土结构(构件)模板。本文在使用该种模板的叠合板、柱的结构性能和叠合梁的抗弯承载力研究的基础上，进行使用带肋纤维混凝土模板的叠合梁抗剪性能试验研究，为该种模板的推广应用提供参考。预制边梁外挑臂处理、横梁与预制梁连接等构造的研究，提出了提升结构标准化、工厂化制造水平的具体措施。近期的工程实践经验表明，本文提出的新型预应力混凝土叠合结构桥梁，较好地达到了互通区小半径曲线、变宽及超高变化路段桥梁的安全优质、施工便捷和经济耐久的目的。
关键词：叠合结构;叠合梁;新型结构;设计;标准化;工厂化
引言
为解决传统预制装配式桥梁结构用于互通区桥梁时存在的问题及局限，提出了一种新型混凝土叠合结构桥梁的设计方法，在详细研究合理梁间距、梁高选择及结构尺寸拟定的基础上，对该结构的受力进行了分析，并提出了方便可行的施工方法;据此，进一步通过对结构布梁方案。
1结构特点
新型预应力混凝土叠合结构桥梁的预制中主梁和预制边主梁采用 T 型梁，预制梁上翼缘标准厚度采用 10 cm，预制主梁顶宽比常规装配式结构窄，预制主梁梁顶、底均为水平，断面构造与桥面横坡无关，使得预制便捷，质量可靠，预制梁做窄做轻，方便了运输及架设。预制边主梁外侧挑臂不对称设置，采用外侧大挑臂构造，可兼作上部现浇桥面板的底模，避免了边梁外侧挑臂现浇施工时需搭设模板的困难，使得施工快捷、经济、高效。由于预制边主梁的外挑臂较长，有向外倾覆的可能，为此，在预制边主梁外侧增设牛腿作为防倾构造，以保证各片预制梁在横向连接完成之前的稳定性。增设的牛腿与预制边主梁一体预制成型，牛腿下设置临时支座。好地适应桥面横坡变化及桥梁变宽的需要。该预应力混凝土叠合结构桥梁上部体系主要由预制中主梁、预制边主梁、防倾构造、现浇桥面板、预埋件和横梁组成。预制中主梁和预制边主梁架设在盖梁调平垫石上，预制边主梁两端设置防倾构造;现浇桥面板浇筑在预制主梁上，并通过预埋在预制主梁内的预埋件与预制主梁结合;横梁作为主梁间的横向联系设置在主梁端部及其他必要的位置。
2叠合板的设计要点
2.1板厚与板跨的合理布置
叠合板的预制板厚度不宜小于 60 mm，后浇混凝土层不应小于60 mm，即叠合板最小厚度不宜小于120 mm。对小开间的住宅楼板，大多数现浇板板厚 100 mm 就足够，采用叠合板后各层楼板均加厚 20 mm，楼面恒荷载增大 50 kg/m 2 左右，荷载的增加对梁板柱基础配筋的增大，混凝土用量的增多，都造成造价不降反增的局面。板跨小板厚大，板中钢筋的抗拉性能得不到充分利用，对叠合板性能也有较大浪费，没发挥出叠合板优势。为充分利用叠合板中钢筋的抗拉性能，建筑在平面布置时，单向板按 1/30 考虑，双向板按 1/35 考虑，跨度单向板不宜小于 4． 2 ～4． 8 m，双向板不宜小于 5． 4 ～6 m，是较为经济的作法，可作为设计参考。若板跨更大，叠合板厚加大，现浇层加厚，整体刚度更高，水电管线预埋也更容易，叠合板的优势体现更明显。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2结构尺寸的拟定
针对互通区的特定条件，通过相关计算分析、优化及论证工作，结合前文论述，新型预应力混凝土叠合结构桥梁标准梁间距取 1. 7 m，16 m、25 m 跨径混凝土叠合梁预制主梁高度 h 分别为 1. 2 m、1. 6 m;预制中主梁宽度为 80 cm，预制边主梁内半梁宽度40 cm，外半梁宽度可根据桥梁边线适当调整;预制主梁上翼缘标准厚度采用 10 cm，在腹板交接处设置 10 cm×10 cm 的倒角;预制主梁腹板标准宽度 b分别为18 cm、20 cm;预制主梁下马蹄宽度 d 分别为40 cm、48 cm，马蹄倒角高 c 分别为 15 cm、20 cm，马蹄总高度分别为 35 cm、40 cm。在预制主梁端部1 m 范围内设置腹板加厚段，并在跨径方向设置过新型预应力混凝土叠合梁在预制梁顶板范围内的现浇桥面板厚度变化范围为(18±40i)cm，在互通区匝道平曲线路段极限超高值 8%的情况下，现浇桥面板厚度增减最大不超过 3. 2cm，变化幅度不大;该结构可适用于互通区所有超高情况。
2.3混凝土及钢筋强度
制作混凝土模板及试验梁身时，均按《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081—2002)分别制作边长为 150 mm 的立方体抗压强度试件和劈裂抗拉强度试件，标准养护28 d，测得模板混凝土和梁身混凝土的立方体抗压和抗拉强度。
2.4预埋电管对叠合板厚度的影响
叠合板中不可避免的会有电气管线预埋敷设在现浇层中，有时集中于某一处的管线多达 7 ～8 根，这些管线直径多为 15 ～32 mm，穿梁而过，甚至立体交叉。若为普通现浇板，板厚 100 mm 的范围内预埋只需避免立体交叉穿越对板的削弱即可。现采用叠合板，现浇层仅 60mm，板面保护层 15 mm，除去板面负筋三角桁架空间仅 40mm 左右。若电管并排穿桁架，施工的排管和操作会耗费大量人工和时间。线管交叉位置，现浇板被削弱地过薄甚至影响钢筋保护层厚度。在穿梁位置，梁钢筋需直径 16 mm 以下方可穿过，否则线管需弯折; 若梁钢筋为双排，且用至 25 mm直径，可能还存在线管无法穿过的困难。施工上确实存在的困难在设计中也应有所考虑，现提出三种可行方法: 一是将现浇层加厚10 mm，增大走管空间，但会造成结构自重和成本的再增加; 二是将梁加高 10 mm 并上翻，梁面抹灰减少10 mm，保证电管的顺利穿梁; 三是若有剪力墙，由于墙钢筋间距较大，可考虑将穿梁的管线走向改为穿剪力墙。
3施工方法
本结构桥梁的施工流程可采用:1) 在工厂内制作预制主梁，同时预埋连接件，预制主梁运送至工地;2) 待桥梁下部施工完成后，汽车吊装预制主梁就位;3) 在预制边主梁的防倾构造下设置临时支座，吊模，绑扎钢筋，浇筑现浇桥面板及横梁;4) 待现浇桥面板及现浇横梁的混凝土达到设计强度后，拆除防倾构造下的临时支座，然后施工桥面铺装及护栏。针对本结构预制梁结构小、吊重轻的特点，主梁架设时，建议首选汽车吊装，有特殊需要时，可采用在梁上铺设可转向滑轨的桥面运梁方案。
结束语
针对传统预制装配式桥梁结构应用于互通区桥梁时存在的问题及局限，本文提出了一种新型混凝土叠合结构桥梁，经综合分析研究，主要得出以下结论:1) 新型混凝土叠合结构桥梁应用于互通区时，可采用 16 m 和 25 m 两种标准跨径，16 m 跨径适用于小半径曲线匝道桥，25 m 跨径适用于变宽桥梁、跨线桥梁和曲线半径较大的“S”弯桥梁。2) 新型混凝土叠合结构桥梁采用 1. 7 m 左右的标准梁间距时，具有较好的经济性和安全性;该结构 16 m、25 m 跨径分别采用 1. 2 m、1. 6 m 梁高时，较为经济合理;该新型结构较对应跨径的传统装配式预应力混凝土桥梁结构要经济。3) 从标准化、工厂化的角度，建议新型混凝土叠合结构桥梁的布梁宜采用适当归并梁长的方案，并进行模数化梁长设计、制造。该结构用于曲线桥梁时，边梁外挑臂处理建议先预制与中梁相同构造断面的部分，再预制外挑臂的曲线轮廓部分，两者通过预埋钢筋进行拼接;在横梁与预制梁连接方式上，新型混凝土叠合结构桥梁应采用减小预制部分横梁长度的构造，不同斜交角度仅通过调整现浇横梁来实现，以提高制梁效率。
参考文献
［1］张笑鑫，周乾，张亚仿，等． 肋形永久性拼接柱模板叠合混凝土短柱轴压性能试研究［J］．混凝土与水泥制品，2017(10):60-65．
［2］周乾，张笑鑫，王晓光，等． 肋形混凝土永久性模板叠合构件力学性能试验研究［J］．工业建筑，2018(1):145-149．
论文作者:刘磊
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6