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1、第一章 节段施工体外预应力混凝土梁接缝构造1.1接缝类型及特点 接缝是预制节段施工结构的一个特殊构造，是装配式钢筋混凝土结构的最薄弱环节。预制拼接结构的受力性能和工作情况（抗震性能、整体性和稳定性）与拼接处的强度以及连接的可靠度密切相关，主要取决于接缝连接的好坏Error! Reference source not found.。其构造必须能够满足下列要求：在荷载作用下，拼接缝自身的强度不能成为结构的薄弱环节，应不低于预制梁段本身；拼装接缝应能平顺地传递内力，发挥连接的功能；所采用的拼接构造应能尽量缩短现场拼接的时间，实现施工的快捷、方便，并满足工程的一些具体要求。因此，拼接构造的合理选用也是
2、非常重要的Error! Reference source not found.。对于接缝的类型，美国后张预应力协会PTI建议：预制混凝土节段式桥梁中，接缝分为A，B两类。A类接缝包括现场浇筑形成的接缝，即混凝土湿接缝和环氧接缝；B类接缝即干接缝。目前，预制梁段之间的拼接接缝主要可采用湿接缝、胶接缝和干接缝。1.1.1湿接缝1.湿接缝的特点 湿接缝是在预制梁段间现浇混凝土，待现浇混凝土达到一定强度后，张拉穿过接头的预应力筋从而实现预制构件之间的连接。它属于有支架施工的接头方式，需在接缝位置处搭设临时支架。这种拼接方法的优点是可在一定程度上弥补块件之间的制作误差。该方法主要的缺点是临时支架搭设的时
3、间相对较长。2.湿接缝的适用范围 根据湿接缝的特点，这类裂缝目前主要用于合拢处和桥梁线形调整处。3.湿接缝的施工 湿接缝的施工主要包括凿毛、安装底模、绑扎钢筋、安装预应力钢束、立侧模、浇筑混凝土、养生和张拉预应力等工序Error! Reference source not found.。其具体施工过程如下：（1）对旧混凝土凿毛 将梁顶板要浇注混凝土的范围内的梁板表层混凝土凿去510 mm，在浇注混凝土时湿润表面并座浆，以保证新老混凝土的良好结合。（2）安装底模及永久性支座 将支座置于墩顶支座垫石上，放好后在永久性支座外周围安装底模，为严防漏浆，永久性支座与底模间的缝隙应采取有效措施密封。（3）
4、钢筋安装 按湿接缝钢筋构造图绑扎钢筋。纵向钢筋按设计要求进行连接，其连接可采用搭接焊、帮条焊或套筒挤压接头。（4）安装预应力钢束 为防止改变预应力筋的受力，应严格控制预应力钢束的位置。波纹管在两预制梁端与现浇段相接处的位置偏差应控制在2mm 以内。在现浇段中预埋与预制梁中同种材料的预应力波纹管，须与预制梁段对应波纹管顺接，确保连接可靠，不漏浆。（5）立侧模 因梁板绞缝也是两次施工，须在绞缝处支立侧模，桥梁边板处的湿接缝模板采用与桥梁边板侧模同形状的钢模板，其他根据实际需要设置。（6）浇注现浇混凝土 根据该段的受力情况，为防止混凝土收缩引起现浇段与预制梁的开裂及预应力损失，混凝土中掺加膨胀剂。因
5、钢筋密集，规定混凝土石子的粒径不大于2cm。根据配合比，严格控制各材料用量，浇注混凝土时采用小直径振捣棒的振捣器配合大直径振捣棒的振捣器，最后用平板式振捣器，确保现浇段混凝土密实。（7）养生 混凝土施工完毕，为防止早期收缩出现裂缝，最好在捣实抹平后即用塑料薄膜覆盖，在混凝土初凝前，掀开塑料薄膜，混凝土会泛水至表面，此时进行二次收浆，以控制平整度及防止出现裂缝。收浆完再用塑料薄膜覆盖，待下次洒水养生时，换砂或草袋洒水代替塑料薄膜继续养生。（8）张拉预应力束及压浆 待现浇混凝土强度达到要求后，张拉预应力束。张拉完毕后封锚并及时压浆。至此，拆除临时支座，完成整个转换过程。1.1.2胶接缝1.胶接缝的
6、特点 环氧接缝是在节段间涂抹一层很薄的环氧树脂，厚度通常为13mm，使相邻构件粘结在一起，然后张拉预应力筋拼接。环氧树脂是一种粘结剂，连接时构件双方的接合面必须做成密贴的。其主要作用是：1）利于节段拼装；2）消除相邻节段端面上的不平整，避免出现应力集中；3）传递压应力和剪应力；4）防止水分、消冰剂等进入预应力管道腐蚀预应力筋。环氧树脂作为一种稳定性极好的材料，具有可靠的防水能力，现场的施工工艺要求相对简单，有利于安装。同时胶接缝接头对拼装后的线形无影响，无需养护，拼装后可立即施加预应力。但是环氧树脂材料在耐久性方面尚缺乏研究。而且环氧树脂具有怕水、怕湿的特点，不宜在雨季或多雨水地区使用。2.接
7、缝胶的组成及作用 普通接缝用胶一般采用环氧树脂胶，其主要由以下几部分组成：（1）粘结剂 主要是环氧树脂，多选用牌号为6101的环氧树脂。（2）固化剂 胶接缝通常采用胺类固化剂，如乙二胺、间苯二胺和多元胺。固化剂可以通过计算或试验确定其用量，但需要注意的是固化剂用量必须适当。（3）增塑剂 增塑剂能减低树脂的粘度，固化后增加胶体的塑性，提高其冲击、抗弯、抗拉、抗压强度。增塑剂分为活性(与环氧能起化学反应)与非活性(与环氧不起化学反应)两种。胶接缝通常用非活性增塑剂，其价格低，但易挥发，影响老化。增塑剂的用量决定于树脂的性能、填料的多寡以及胶接缝的强度要求和塑性要求。（4）稀释剂 加入稀释剂的主要作
8、用在于减低树脂的粘度、增加流动性，便于施工。（5）填料 为了降低成本，改善拌合料的稠度和胶体的物理力学性能，一般均要选择适当的填料加入，多数情况为水泥。（6）改性剂 加入改性剂的目的是改进树脂本身性能的某些缺陷和固化条件。3.胶接缝的适用范围 根据胶接缝的特点，该类接缝的应用条件较为宽松，使用范围较广，目前被广泛应用于采用预制拼装的桥梁施工中。美国节段式混凝土桥梁设计与施工指导规范（1989）中提出，该类接缝适合于所有体内力筋的桥梁，及有冻融循环的恶劣气候条件下的所有桥梁或使用消冰化学制品的桥梁。在我国，对于体内外组合预应力、循环冻融及采用化学消冰的节段式梁，应采用环氧树脂胶结接缝。4.胶接缝
9、的施工 预应力混凝土桥梁预制节段逐跨拼装施工技术规程规定，预制节段逐跨拼装施工中的胶接缝应符合下列规定Error! Reference source not found.：（1）应根据施工地区的常年温度变化、使用环境等情况，通过试验选用合适的胶粘剂。胶粘剂进场后应进行力学性能及作业性能的抽检，其各项性能应满足结构设计与节段拼装施工的要求。（2）胶粘剂的涂抹厚度不宜超过3mm，其有效工作时间应按成孔拼装要求确定，不宜小于1h。胶粘剂应采用机械拌和，涂抹方式应根据胶粘剂的产品特性确定。在冬季低温条件下使用胶粘剂时应采取保温措施。（3）胶粘剂应涂抹均匀，覆盖整个匹配面。施加临时预应力时，胶粘剂应在梁
10、体的全断面挤出。应对孔道口做好防护，严禁胶粘剂进人预应力孔道。每个节段拼装完成之后应适时通孔。（4）节段的拼装、临时预应力张拉、节段的固定以及胶粘剂挤出后的清除工作都应在胶粘剂失去和易性之前完成。（5）当拼装涂抹作业下方开放交通时，必须在车道上方设置防胶粘剂滴落的设施。1.1.3干接缝1.干接缝的特点 干接缝是指预制梁段接触面直接密贴，不采用任何粘结剂，借助预应力组拼成整体结构。通常会在相邻节段端面上设置剪力键，早期是在每侧腹板上设置单个大剪力键，现在则通常采用若干小剪力键，以使节段间应力传递更均匀。干接缝最大的优点是无需支架便可施工，制作快速、简便，但是存在接缝处容易渗水引起钢束锈蚀影响预应
11、力效果，并且在安装时精度要求高。与预制节段湿接缝施工法相比，节省了湿接缝处钢筋混凝土工程量和养护时间，施工速度快，质量好。采用干接缝时，如果在使用状态下截面内产生拉应力，则裂缝将集中发生在接缝部位。相对于其它类型裂缝，干接缝节段式预应力混凝土桥梁具有以下优势和缺陷Error! Reference source not found.。（1）干接缝节段式预应力混凝土桥梁的优势 在施工方面干接缝节段式桥梁的优点，主要反映在避免了接缝环氧树脂胶涂抹工作、节省了环氧树脂胶固化时间，从而可以更快的速度完成节段拼装。同时，由于干接缝节段式桥梁无体内预应力筋，相比配置体内预应力筋的胶接缝桥梁，施工速度可进一步
12、提高。另一方面，干接缝节段式桥梁为全体外预应力结构，预应力钢束能够按照可检测、可调整及可更换设计，即从施工开始到整个使用期预应力束都能被置于明确的监控状态，从而可以最大程度地把握预应力束的工作性能和耐久性状态。因此，在一些施工对周围环境影响控制严格、施工进度要求高，以及对体内预应力系统安全耐久性把握不明确的工程，干接缝节段式全体外预应力桥梁具有很大的优势。（2）干接缝节段式预应力混凝土桥梁的缺陷 虽然干接缝节段式预应力混凝土桥梁的优势明显，但也反映出一些缺陷和不足。在静力性能方面，由于接缝截面混凝土表面直接接触，正常使用阶段不能承受拉应力且抗压能力也有下降。在承载能力极限状态，其抗弯和抗剪承载
13、力均低于胶接缝节段式梁，且破坏更集中在接缝截面。在抗震性能方面，当地震作用使干接缝开展较大、重复及反向开展时，混凝土剪力键将可能出现脆性破坏、梁体被突然剪断。在混凝土耐久性方面，冻融循环地区若桥面防水有问题，水易渗入接缝导致混凝土剪力键逐渐破坏；海洋环境、多雨等不良环境地区，有害物质也易侵人接缝导致接缝键混凝土耐久性病害。干接缝节段式构造在国外一些桥梁设计规范和指南中也有所限制。在美国(AASHTO LRFD桥梁设计规范)的2004年版（第三版）和AASHTO节段施工混凝土桥梁设计与施工指南1999年版（第二版）的2003年临时修改版中指出，所有的新结构仅有A类接缝(现浇混凝土接缝和预制节段之
14、间的湿接缝或环氧树脂胶接缝)，保留的干接缝有关条文只用作已建桥梁的荷载评定。可见，新建的节段预制拼装预应力混凝土桥梁已不再使用干接缝，即使为全体外预应力也至少采用胶接缝。总之，干接缝节段式预应力混凝土桥梁在受力及耐久性方面的缺陷和不足也在一定程度上限制了其发展。2.干接缝的适用范围 目前，对于全体外预应力、不发生循环冻融和不用化学消冰的节段式梁，可采用表面不涂任何封闭粘结剂的干接缝。但由于干接缝渗水会严重降低拼装结构的运营质量和耐久性，故在工程中很少采用。在节段式预应力混凝土桥梁在施工中，干接缝的优势是明显的、有参考价值的，但干接缝节段式预应力混凝土桥梁的缺陷与不足也较多。因此，在交通拥挤、施
15、工进度控制严格的城市，若其他条件（如地震烈度、气象及环境状况等）不是制约因素时，建议考虑采用干接缝构造。但在设计和施工时，桥面接缝位置的防水措施应能保证、桥面排水能力应加强，箱梁两侧应设现浇混凝土条和有效的滴水构造，梁体（尤其是接缝位置）的外表面宜涂覆合适的耐久性保护涂料。若气象或环境条件等不允许时，只能考虑采用胶接缝。3.干接缝的施工 造桥机节段预制干接缝施工工艺主要包含预制梁段运输起吊对位、临时预加压力顶紧、预应力张拉成梁和封锚等工序。1.2接缝构造形式参考现有规范、研究文献以及节段施工桥梁的采用情况，节段施工预应力混凝土接缝的常用和新型构造形式主要有以下几种：竖直接缝、斜接缝、阶梯接缝和
16、销槽式接缝，如图2-1所示。图2-1 接缝构造形式Fig.2-1 The forms of joint structure1.2.1竖直接缝竖直接缝为连续刚构主梁接缝和预制节段梁接缝的常用形式。根据接缝处是否设剪力键以及剪力键的不同构造形式，竖直接缝又可分为平面型、单阶型、单齿型和多（密）齿型，如图2-2所示。相对于其它接缝，竖直接缝具有预制简便、拼接方便等特点，有效地提高了施工速度。因此，该接缝形式在预制节段施工中较常采用。图2-2 竖直接缝的型式Fig.2-2 Types of vertical joints1.2.2斜接缝由于接缝是斜向的，而剪力是竖向的，因此接缝处的剪力是要由相邻两个节段共同承担而并非只由接缝承担。同时，斜接缝不仅可以增大接触面积，而且由于相邻节段的重力作用会使接缝更加紧密，特别是对于胶接缝，漏胶的问题也
