淺析先簡支后連續(xù)橋梁設計特點相關研究

薛　翔　周安平

摘要：本文先介紹了先簡支后連續(xù)橋梁的型式特點，先簡支后連續(xù)橋梁總體設計特點以及設計中常見的幾種布梁方法，最后以實際工程為背景的深入研究不同截面應用范圍及其合理性。

關鍵詞：先簡支后連續(xù)橋梁設計特點

1先簡支后連續(xù)橋梁的型式及特點

1.1結(jié)構(gòu)型式①按材料分：有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預應力混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)(即預應力混凝土預制構(gòu)件，鋼筋混凝土連續(xù)構(gòu)造)。②按預制構(gòu)件施加預應力的方式分：有先張法預應力混凝土結(jié)構(gòu)、后張法預應力混凝土結(jié)構(gòu)、及復合式預應力混凝土結(jié)構(gòu)(即預制構(gòu)件先用先張法施加一部分預應力，在構(gòu)件中預留孔道，當安裝就位后，再用后張法繼續(xù)施加預應力)。③按預制構(gòu)件上部構(gòu)造斷面形式分：普通空心板、大孔空心板、工形梁或T形梁、箱形梁等。

1.2主要構(gòu)造及特點

1.2.1上部構(gòu)造：預制構(gòu)件與裝配式簡支橋梁構(gòu)件相似，但可視主梁間距少設甚至不設中橫隔板。預制主梁靠近現(xiàn)澆連續(xù)端與簡支橋梁不同，要注意預埋縱向連續(xù)鋼筋、橫向連接鋼筋及梁底鋼板。當現(xiàn)澆連續(xù)段采用預應力鋼束時，應注意預應力管道的預埋并合理設置齒板。

1.2.2現(xiàn)澆連續(xù)段：在形成連續(xù)結(jié)構(gòu)后，預制構(gòu)件的連續(xù)段與預制端橫隔板一起組成上部構(gòu)造的剛性端橫隔梁。施工時要求將它在縱、橫、豎三個方向與主梁可靠結(jié)合?，F(xiàn)澆連續(xù)段的縱向鋼筋可考慮采用普通鋼筋或預應力鋼束，采用普通鋼筋具有操作簡便且不影響主梁已有的正彎矩鋼束預應力效果的優(yōu)點，而采用預應力結(jié)構(gòu)則抗裂性較好。

1.2.3現(xiàn)澆橋面板：是預制構(gòu)件的整體化結(jié)構(gòu)，它加強了裝配式T形梁、工字梁或分體式小箱梁的橫向聯(lián)系和抗扭剛度，加強了預制橫隔板的功能，且用以布置頂板負彎矩區(qū)受力鋼筋或鋼束。

1.2.4橋面鋪裝、防撞護欄、橋頭搭板、橋梁墩臺基礎及其它附屬構(gòu)造如支座、伸縮縫及防、排水構(gòu)造等，先簡支后連續(xù)梁均與其它型式的橋梁類似。

1.2.5其它。

2先簡支后連續(xù)梁橋的常用跨徑

先簡支后連續(xù)梁橋體系一般適用于中小跨徑橋梁，由于這種體系具有節(jié)省施工時間、縮短工期、提高經(jīng)濟效益等優(yōu)點，使得很多大橋及引橋也宜采用先簡支后連續(xù)梁橋，先簡支后連續(xù)梁橋適用于10米～50米，規(guī)范中建議此范圍內(nèi)橋梁宜采用標準孔徑(10米、13米、16米、20米、25米、30米、35米、40米、45米和50米)。根據(jù)橋位處地形、地質(zhì)情況及橋梁高度，考慮跨高比例和與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，同時考慮施工的方便及施工質(zhì)量，確定合理的孔徑。上部結(jié)構(gòu)形式不易采用較多種類。同一座橋梁盡量采用相同的結(jié)構(gòu)型式。

3先簡支后連續(xù)梁橋的總體設計特點

根據(jù)以往簡支轉(zhuǎn)連續(xù)橋梁的設計，總結(jié)出一些先簡支后連續(xù)橋梁的總體設計特點。

3.1平曲線段布梁方法處于平曲線段上的橋梁，沿測設中心線采用標準跨徑，墩、臺中心線均徑向布置。當梁長變化在±150毫米范圍內(nèi)時，可采用調(diào)整現(xiàn)澆連續(xù)段長度的方式布梁，預制梁長保持不變：當梁長變化在±500毫米范圍內(nèi)時，各預制梁采用變梁長，現(xiàn)澆連續(xù)段長度保持不變。若梁長變化超過±500毫米，則需根據(jù)各橋具體情況確定設計方案，并進行結(jié)構(gòu)驗算。橋墩蓋梁可采用徑向布置，預制梁直做，由于彎橋直做引起的弦線(橋梁中心線與弧線路線中心線)的偏差值可通過圓滑處理護欄的寬度以滿足行車道寬度的要求，或者T形梁、箱形梁或帶翼緣的空心板也可將其外側(cè)翼緣預制成為外凸形或內(nèi)凹形以適應路線平曲線的要求。當平曲線半徑較大時，采用等長度預制梁，現(xiàn)澆連續(xù)段為鋸齒狀，這要求支承梁在架粱時要有足夠的安全寬度；當平曲線半徑較小時，以現(xiàn)澆連續(xù)段寬度為定值，預制梁采用不等長布置來調(diào)整橋梁橫向變化。

3.2超高段布梁方法當每孔橋的超高變化不大時，可首先考慮按正常方式布置預制梁(板)，然后適當調(diào)整現(xiàn)澆橋面板的厚度來滿足路線要求的超高變化。當橫坡變化超出4％時，可采用改變頂板橫坡的方式來調(diào)整，也可以通過調(diào)整梁底楔塊來調(diào)整主梁橫坡。

4不同跨徑與截面型式選取

根據(jù)橋位處地形、地質(zhì)情況及橋墩高度，不同的橋墩高度分別采用不同的標準跨徑(主要從高跨比和與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，經(jīng)濟、美觀、施工方便及施工質(zhì)量等方面綜合考慮確定合理的跨徑)。本節(jié)重點介紹不同截面型式分別適用于不同的標準跨徑，10～20米跨徑空心板截面應用非常廣泛，20～40米跨徑箱形截面應用非常廣泛，40～50米跨徑T形截面應用非常廣泛。

4.1 10～20米跨徑空心板截面應用非常廣泛10～20米跨徑一般橋墩不高(路線縱斷受建筑高度影響)，空心板截面具有構(gòu)造簡單、受力明確、施工方便、工藝成熟、建筑高度小、節(jié)約橋頭引道路基土方占地、經(jīng)濟、外形美觀、輕盈等優(yōu)點?？招陌暹m用于小橋及橋長較短、跨徑較小的中橋，橋長較長的中橋和大橋，一般不宜采用，但在跨越被交路及設計水位控制橋面標高的河流時，為降低引道路基填土和整體工程造價，可考慮使用20米跨徑的空心板?？鐝?0米建筑高度比較表可以看出，相同跨徑空心板梁較箱梁矮25～30厘米，較T梁矮55～60厘米。當橋位處路線縱斷受橋梁建筑高度控制時，空心板梁有著很大的優(yōu)越性。所以10～20米跨徑空心板截面應用非常廣泛。

先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)橋梁有幾種不同形式。按橋墩支座多少分為雙排支座連續(xù)梁橋和單排支座連續(xù)梁橋；按墩頂負彎矩區(qū)的受力方式劃分為預應力混凝土連續(xù)梁橋和普通鋼筋混凝土連續(xù)梁橋。雙排支座的先簡后結(jié)構(gòu)連梁橋，上部一期恒載按簡支計算，二期恒載和活載按連續(xù)結(jié)構(gòu)計算。具有施工方便，連續(xù)處開裂后修補容易，濕接縫處剪力小的優(yōu)點。但由于這種形式的結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換不明確，支座易產(chǎn)生脫空，要求支座有一定的彈性，濕接縫底部易產(chǎn)生拉應力。而單排支座的先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋，具有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換徹底，結(jié)構(gòu)受力明確，支座不脫空的優(yōu)點。缺點是施工過程較復雜，需增加臨時支座和體系轉(zhuǎn)換過程，濕接縫處剪力大。

4.2 20～40米跨徑梁箱形截面應用非常廣泛20～40米跨徑橋梁橋墩比較高，箱形截面、T形截面都適合此跨徑。其中，箱梁與T梁相比建筑高度低，當位于平原區(qū)，在高度受限時考慮橋頭引道路基土方、占地等因素，箱梁優(yōu)于T梁。在高度不受限時T梁梁高較大，材料用量較多，箱梁也比T梁經(jīng)濟。單片小箱梁施工穩(wěn)定性好，抗扭剛度大，存梁反拱小，成橋后線形較為平順，整體性好，橋面板受力均勻。但在斜交結(jié)構(gòu)中，箱梁僅設置一道跨中隔板，受力整體性下降。丁梁梁間距較小，施工存梁反拱大，成橋后調(diào)平困難，因此對存梁期要求嚴格。箱梁僅設置了端橫隔板和中隔板，外形美觀，建筑高度小，但箱梁吊裝重量較大。T梁橫隔板較多，施工也麻煩。

4.3 40～50米跨徑T形截面應用非常廣泛40～50米跨徑一般橋墩很高(路線縱斷不受建筑高度影響)，橋墩高度一般30～60米，預應力混凝土簡支轉(zhuǎn)連續(xù)箱梁、預應力混凝土簡支轉(zhuǎn)連續(xù)T梁、預應力混凝土箱形連續(xù)剛構(gòu)是比較常見的幾種設計。因T梁的吊裝重量比箱梁小，故目前跨徑40～50米之間T梁應用較廣泛?？鐝酱蟾?0米時預應力混凝土簡支轉(zhuǎn)連續(xù)箱梁施工時吊裝重量較大，施工單位設備可能不能滿足要求，可能會因吊裝能力不足造成工程費用的增加，根據(jù)現(xiàn)階段大部分施工企業(yè)吊裝設備，當跨徑40米以上時，暫不宜選用預應力混凝土箱梁。預應力混凝土箱形連續(xù)剛構(gòu)施工較難、工期較長、造價較高。所以此40～50米跨徑T梁應用非常廣泛。

參考文獻：

[1]張捷報.淺析先簡支后連續(xù)梁橋的施工[J]黑龍江科技信息.2009.12

[2]王立春.先簡支后連續(xù)梁橋的施工工藝[J].大連交通大學學報.2008.01