關(guān)于鋼-混結(jié)合梁大邊跨連續(xù)箱梁橋總體設(shè)計研究

焦夢瑩， 邱體軍

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司；公路交通節(jié)能環(huán)保技術(shù)交通運輸行業(yè)研發(fā)中心,安徽 合肥 230088)

0 引 言

鋼-混凝土結(jié)構(gòu)的使用能提升橋梁建設(shè)的穩(wěn)定性，保障工程建設(shè)的質(zhì)量。橋梁的建設(shè)在我國基礎(chǔ)工程中發(fā)揮著不可替代的作用，其設(shè)計應(yīng)用要根據(jù)情況進(jìn)行，針對其施工方法及結(jié)構(gòu)布置對工程建設(shè)方案展開分析，實現(xiàn)設(shè)計的規(guī)范化應(yīng)用。因此，有必要對鋼-混結(jié)合梁大邊跨連續(xù)箱梁橋總體設(shè)計展開討論。

1 鋼-混結(jié)合梁大邊跨連續(xù)箱梁橋設(shè)計的意義

跨越式橋梁的發(fā)展與建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)功能區(qū)域間的互通，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的融合發(fā)展，因此要提升橋梁建設(shè)的技術(shù)，以滿足時代發(fā)展的需要。大邊跨橋梁具有連續(xù)性高、可控性好和適應(yīng)性強的特點，是跨區(qū)域橋梁建設(shè)的首要選擇。其中，大邊跨橋梁由連續(xù)性多跨橋梁所演變，在發(fā)展與更新中形成了自身的特色。大邊跨橋梁在一定程度上會受到外界條件的影響，如地理位置、空間分布及周邊社會環(huán)境等，都會給大邊跨橋梁的建設(shè)帶來一定的難度及問題。目前，我國對于其工程技術(shù)的研究還停留在偏離長度為20～30 m，對于相關(guān)專業(yè)技術(shù)的了解稍有欠缺。因此，要提升大邊跨連續(xù)箱梁橋建設(shè)的技術(shù)水平，實現(xiàn)我國橋梁建設(shè)工程現(xiàn)代化的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，要加強對于連續(xù)性橋梁建設(shè)的了解，提升其應(yīng)用效率，進(jìn)行設(shè)計手段、施工技術(shù)及橋梁穩(wěn)定性建設(shè)的研究。鋼-混的橋梁結(jié)構(gòu)是時代發(fā)展下的新型技術(shù)手段，發(fā)揮著聯(lián)通橋梁、縮短距離的作用。能夠提升我國道路橋梁建設(shè)的質(zhì)量，增加其工程建設(shè)的使用壽命，保障人們的出行安全。

2 鋼-混結(jié)合梁大邊跨連續(xù)箱梁橋總體設(shè)計應(yīng)用

2.1 鋼-混結(jié)合梁橋設(shè)計

連續(xù)箱梁橋作為橋梁建設(shè)的固有結(jié)構(gòu)體系，其建設(shè)技術(shù)也在不斷地進(jìn)化和發(fā)展，從常規(guī)建設(shè)限制于100 m以下到如今的100～200 m，其建設(shè)技術(shù)有了巨大的提升和飛躍。在此基礎(chǔ)上，專業(yè)人員對于橋梁的鉸進(jìn)行改進(jìn)，減少橋面的曲折程度，使用懸臂施工法及頂推法等進(jìn)行施工，推動建設(shè)技術(shù)走向成熟。鋼-混凝土結(jié)構(gòu)的建設(shè)提升了工程建設(shè)的效率，推動其技術(shù)性的發(fā)展，進(jìn)而增加橋梁的使用壽命，有利于工程建設(shè)的發(fā)展。例如，我國重慶機場渝利鐵路橋的建設(shè)，適應(yīng)了更大的偏離程度，進(jìn)行(66+82+80)m的建設(shè)。偏離長度的增加提升橋梁建設(shè)的技術(shù)，一定程度上減少了工程造價，形成安全建設(shè)跨比的減少[1]。

進(jìn)行跨比較大的建設(shè)時，部分橋梁工程需經(jīng)過峽谷等位置，因此可采用高墩長聯(lián)進(jìn)行不對稱的應(yīng)用，從而進(jìn)行合龍的推動，以中跨到次跨的順序進(jìn)行推動與建設(shè)，提升工程建設(shè)的效率?？缍冉ㄔO(shè)工程需符合國家的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，其荷載系數(shù)要大于等于1.20，混凝土的取值1.45，鋼筋數(shù)量取值1.20，進(jìn)而實現(xiàn)安全系數(shù)K的演算，K≥1.2×1.45×1.1=1.91，以此實現(xiàn)安全系數(shù)的運算。

橋面寬度的測算能對原設(shè)計管幅進(jìn)行調(diào)整及規(guī)劃。例如，重慶市機場快速路橋梁的設(shè)計中，原單幅寬度為17.5 m，包括檢修道、行車道及護(hù)欄(1.5 m+15.5 m+0.5 m)，雙行通路的寬度則為17.5×2 m，加上分離帶2.0 m的寬度，橋面總寬度為37 m。進(jìn)行橋梁構(gòu)架設(shè)計時，要考慮到其安全因素，為降低因駕駛導(dǎo)致跌落橋面現(xiàn)象的發(fā)生，要加強橋面的安全防護(hù)[2]。因此，相關(guān)人員在進(jìn)行改革時，添加了外側(cè)的安全區(qū)，寬3 m，同時增加了防撞裝置，提升橋梁建設(shè)工程的安全性。此外，將單幅橋進(jìn)行加寬處理，由17.5 m增至20.5 m，在原有的基礎(chǔ)上增加了3 m的安全區(qū)，即安全區(qū)+檢修道+行車道+護(hù)欄，(3+1.5+15.5+0.5)m結(jié)合分離帶的寬度，實現(xiàn)橋面寬度的擴(kuò)展。即(20.5×2+3)m,橋面總寬44 m。橋面布置如圖1、圖2所示。

圖1 橋跨布置(單位：mm)

圖2 橋面橫向?qū)挾炔贾?單位：mm)

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要考慮橋面的實際條件，結(jié)合其坡度和水平力進(jìn)行設(shè)計與改造，提升截面的預(yù)應(yīng)力和連續(xù)性的建設(shè)，進(jìn)而保證建設(shè)工程效率的提升。例如，重慶機場快速路主橋梁的建設(shè)中，其橋梁的主跨度為82 m，結(jié)合其橋面兩端66 m及80 m進(jìn)行測量核算，計算出0.8和0.98的跨比，定出相關(guān)操作的常規(guī)值。其中，箱梁的形式為單箱雙面式，其頂寬和臂長分別為20.5 m和3.5 m，其高度變化隨箱梁的發(fā)展變化而產(chǎn)生不同的數(shù)值。其中，橋梁經(jīng)過圓曲線及緩曲線，并且外坡結(jié)構(gòu)隨其縱向發(fā)展進(jìn)行變化。在此基礎(chǔ)上，要進(jìn)行對于箱梁高度的測驗，確定外腹板及箱梁頂板的高度，實現(xiàn)其發(fā)展效率的最大化[3]。

一般而言，主墩支點的高度為5.5 m，其跨中梁的高度選取3.0 m，同時進(jìn)行梁寬選取時按照拋物線1.8次頻率的變化，實現(xiàn)阻隔板的帶入，提升孔結(jié)構(gòu)的規(guī)范化。進(jìn)行箱梁工程建設(shè)時，要考慮到鋼混結(jié)構(gòu)的支撐力，相關(guān)施工單位需提升鋼混預(yù)應(yīng)力，將其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和變革，進(jìn)而實現(xiàn)其頂板束、腹板下彎束等幾方面的模式配合，從而進(jìn)行張拉模式的選取。

箱梁總體結(jié)構(gòu)由混凝土和鋼結(jié)構(gòu)組成，混凝土的強度一定程度上影響著抗拉的力度，要適當(dāng)提升混凝土的強度等級，多采用C55的強度等級進(jìn)行實現(xiàn)。同時，在進(jìn)行混凝土強度變高的同時，箱梁橫向及縱向的預(yù)應(yīng)力也產(chǎn)生了一定程度上的改變，多以抗拉強度為1 860 MPa的高強度低松弛度的絞線作為橋梁建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)的代表，提升其建設(shè)的質(zhì)量。此外，箱梁的縱向建設(shè)及預(yù)應(yīng)力張拉程度還應(yīng)結(jié)合橋梁的相關(guān)位置及實際情況進(jìn)行選取，通常情況下，其張拉應(yīng)力為1 395 MPa，發(fā)揮橋梁建設(shè)的相關(guān)作用。連續(xù)箱梁建設(shè)應(yīng)通過對于橫頂板交錯張拉的方式實行變革，提升梁頂及鋼-混結(jié)構(gòu)在橋梁建設(shè)中的作用。橋梁的下部設(shè)計主要包括橋墩及承臺的設(shè)計，二者間相互作用形成對于橋體的支撐，進(jìn)而提升橋梁工程建設(shè)的穩(wěn)定性。例如，重慶市渝利鐵路的建設(shè)其下部設(shè)計中，橋墩柱的縱向?qū)挒?.2 m,其橫向為3.0 m，厚度3.0 m。由此進(jìn)行墩柱基礎(chǔ)的挖掘及建設(shè)，提升橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的緊密性，將箱梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性升至最高。

此外，橋面鋪裝設(shè)計也是影響橋梁質(zhì)量及使用壽命的因素之一，其能夠保障橋梁的順利運行，為人們的通行和車輛行駛提供有序的保障。鋪裝的設(shè)計提升箱梁橋的荷載力，分散車流形成的橋面荷載。進(jìn)行鋪裝設(shè)計時，要結(jié)合橋梁的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計與施工，選擇承受力及質(zhì)量符合規(guī)范的鋪裝，從而提升橋梁的運載負(fù)荷，加強預(yù)應(yīng)力。

進(jìn)行橋梁施工時，可以先搭建便橋及鉆孔平臺，將橋墩作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行鉆孔灌注樁的建設(shè)。此外，還需將鋼板進(jìn)行固定，建設(shè)施工平臺，提升現(xiàn)場工作的效率。完成主墩的工程建設(shè)后，要先將托架進(jìn)行改造，將主梁進(jìn)行對接及規(guī)范化處理，多采用T形結(jié)構(gòu)，來實現(xiàn)橋梁建設(shè)的流程化。此外，部分連續(xù)梁橋的建設(shè)，具有距離長、跨度大的特點，工作人員需結(jié)合現(xiàn)場實際施工情況進(jìn)行調(diào)整，保證其建設(shè)質(zhì)量。鋼-混結(jié)構(gòu)多由混合梁、混凝土梁等部件構(gòu)成，進(jìn)而形成T形結(jié)構(gòu)的支撐與架構(gòu)，保障其平衡程度與使用質(zhì)量。施工單位需規(guī)范施工流程，將橋梁施工步驟具體化，實現(xiàn)從混合階段到吊裝鋼再到鋼箱分段的臨時處理等制度手段，進(jìn)行操作的可持續(xù)性治理。

3 結(jié) 論

綜上所述，對于鋼-混結(jié)合梁大邊跨連續(xù)箱梁橋總體設(shè)計研究能提升我國建筑工程的質(zhì)量，施工手段與設(shè)計方式等方向的變革能實現(xiàn)連續(xù)箱梁橋的規(guī)范及合理化運行。其中，可以通過橋梁結(jié)構(gòu)的上部與下部結(jié)構(gòu)設(shè)計提升其建設(shè)的穩(wěn)固性，為橋梁建設(shè)工程提供技術(shù)性的保障。