先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

崔正國(guó)

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北石家莊 050001）

0 引言

在橋梁工程中，先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用較為廣泛，該結(jié)構(gòu)的整體性好，基本不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象且造價(jià)低。但是先簡(jiǎn)支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)相對(duì)較多，不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法有所差別。因此為確保設(shè)計(jì)出來(lái)的橋梁結(jié)構(gòu)更加合理，要進(jìn)一步掌握相關(guān)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。借此本文就先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)展開(kāi)探析。

1 先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁的構(gòu)造特點(diǎn)

在橋梁工程中，先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用較為廣泛，這種結(jié)構(gòu)體系的主要構(gòu)造包括以下幾個(gè)部分：上部構(gòu)造、現(xiàn)澆連續(xù)段、現(xiàn)澆橋面板等。

1.1 上部構(gòu)造

預(yù)制構(gòu)件與裝配式簡(jiǎn)支橋梁的構(gòu)件類似，主梁之間可以少設(shè)或不設(shè)橫隔板。與簡(jiǎn)支橋梁不同的地方在于縱向與橫向鋼筋及梁底鋼板的預(yù)埋，以預(yù)應(yīng)力鋼束作為現(xiàn)澆段的連接體時(shí)，除了要對(duì)預(yù)應(yīng)力管道的預(yù)埋加以注意外，還要對(duì)齒板合理設(shè)置[1]。

1.2 現(xiàn)澆連續(xù)段

先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)形成之后，連續(xù)段與橫隔板構(gòu)成橫隔梁，要保證其在縱向、橫向以及豎向上與主梁緊密結(jié)合?，F(xiàn)澆連續(xù)段的縱筋可采用預(yù)應(yīng)力鋼束，也可選用普通鋼筋，前者能夠增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗裂性能，后者更便于操作，且不會(huì)對(duì)主梁的正彎矩造成影響。

1.3 現(xiàn)澆橋面板

在先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁中，現(xiàn)澆橋面板是一個(gè)整體化的結(jié)構(gòu)，其可使T梁、工字梁及分體式箱梁之間的橫向聯(lián)系得到大幅度增強(qiáng)，預(yù)制橫隔板的功能也隨之顯著改善[2]。

2 先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 梁體布設(shè)方法

先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁設(shè)計(jì)中，布梁是較為重要的環(huán)節(jié)之一，包括平曲線段和超高段布梁，具體方法如下：

2.1.1 平曲線段

當(dāng)橋梁處于平曲線段時(shí)，沿現(xiàn)場(chǎng)測(cè)設(shè)的中心線，選用標(biāo)準(zhǔn)跨徑，按照徑向布設(shè)墩臺(tái)中心線。梁體的長(zhǎng)度變化在±15cm以內(nèi)時(shí)，可采用調(diào)整現(xiàn)澆連續(xù)段長(zhǎng)度的方法，以此來(lái)確保預(yù)制梁的長(zhǎng)度保持不變；變化范圍在±50cm時(shí)，可按照橋梁的實(shí)際情況，對(duì)設(shè)計(jì)方案合理確定，依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中給出的方法，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。橋墩、蓋梁可采用徑向布設(shè)。半徑較大的平曲線段，預(yù)制梁可采用等長(zhǎng)，將現(xiàn)澆連續(xù)段設(shè)計(jì)為鋸齒狀，保證支撐梁的安全寬度；半徑較小的平曲線段，可將現(xiàn)澆連續(xù)段的寬度作為定值，以不等長(zhǎng)的形式布設(shè)預(yù)制梁，據(jù)此達(dá)到調(diào)整橫向變化的效果[3]。平曲線段常用的布梁方法有以下幾種：

（1）橋梁的平面處于曲線段內(nèi)，矢高在2.5cm以內(nèi)時(shí)，采用彎橋直做的方法，按直線橋布設(shè)橋梁孔跨。這種方法的特征如下：橋墩、臺(tái)背的中心線與橋梁中心線的角度相同，蓋梁的長(zhǎng)度相等。

（2）矢高在2.5～10cm這一區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，可以采用彎橋直做的方法，依據(jù)直線橋的特點(diǎn)，對(duì)橋梁孔跨合理布設(shè)，橋梁中心線向凸面方向平移矢高的1/2。這種方法具有如下特征：當(dāng)橋梁的中心線向曲線外側(cè)平移矢高的1/2時(shí)，橋墩的中心線可以達(dá)到相互平行的狀態(tài)，橋墩蓋梁的長(zhǎng)度相等。

在平曲線段上布梁時(shí)，還要注意如下事項(xiàng)：為給后續(xù)施工提供便利，要在現(xiàn)澆連續(xù)段上預(yù)留出足夠的空間，確保連接剛度足夠；箱梁中的濕接縫寬度控制在50～100cm內(nèi)；若是需要借助預(yù)制梁調(diào)整時(shí)，可在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上減少預(yù)制件的規(guī)格[4]。

2.1.2 超高段

橋梁的超高變化相對(duì)較小時(shí)，預(yù)制梁可按照常規(guī)方式布設(shè)，并對(duì)現(xiàn)澆橋面板的厚度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以此來(lái)滿足超高變化的要求；橫坡的變化幅度在4%以上時(shí)，以改變頂板橫披的方法達(dá)到調(diào)整的效果，或是調(diào)整梁底楔塊，據(jù)此達(dá)到改變主梁橫坡的效果。

2.2 選取跨徑與截面形式

在先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁設(shè)計(jì)中，通常會(huì)按照橋梁所處位置的地形條件以及墩柱的高度等因素，選取不同的跨徑，確保高跨比適宜，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，便于施工。不同的跨徑要選擇不同的截面形式，具體如下：

2.2.1 空心板截面

在跨徑為10～20m的先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁中，橋墩適合構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力明確的空心板截面，其節(jié)約面積，工程造價(jià)低。在小橋、跨徑小的中橋上，均可將空心板截面作為首選，橋梁長(zhǎng)度比較長(zhǎng)的大橋盡可能不選用這種截面形式。當(dāng)橋梁跨越河流，為降低工程造價(jià)，可選用跨徑為20m的空心板。與相同跨徑的箱梁相比，20m跨徑空心板梁的高度更低，其在橋位受建筑高度限制時(shí)的優(yōu)勢(shì)較為明顯，正因如此，使得空心板截面得到廣泛的應(yīng)用[5]。預(yù)應(yīng)力空心板量的設(shè)計(jì)方法有兩種，為先張法及后張法，結(jié)構(gòu)也有兩種，分別為先簡(jiǎn)支后橋面連續(xù)和先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)，后者的特點(diǎn)體現(xiàn)在更加耐久、行車舒適，施工的復(fù)雜程度相對(duì)較高，需要加強(qiáng)質(zhì)量控制。

2.2.2 箱形截面

在跨徑為20～40m的先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁設(shè)計(jì)中，箱形截面的應(yīng)用較為廣泛。此類橋梁的墩柱較高，箱形截面更加適合。箱梁的總體高度要明顯低于T梁，當(dāng)橋梁高度受限時(shí)，箱梁的優(yōu)勢(shì)更加明顯，高度不受限時(shí)，箱梁的造價(jià)更低；從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性上看，單片箱梁具有較大的抗扭剛度，反拱小，線形更加平順，橋面板的受力比較均勻。T梁間距小，反拱大，難于調(diào)平；箱梁設(shè)置的隔板數(shù)量明顯少于T梁，使用性能更好[6]。

2.2.3 T形截面

在跨徑為40～50m的先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁設(shè)計(jì)中，因此類橋梁的墩柱較高，所以可將T形截面作為首選。與預(yù)應(yīng)力箱梁相比，T梁的吊裝重量更小。

本文以工程實(shí)例為依托，對(duì)T梁與箱梁的各方面性能做比較分析。某橋梁位于高速公路上，是一座跨河大橋，橋墩高度為45m。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，該橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)T梁，下部結(jié)構(gòu)為空心墩和柱式墩，橋臺(tái)采用肋板式，擴(kuò)大基礎(chǔ)。引橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)箱梁，主橋以懸臂的方法現(xiàn)場(chǎng)澆筑，雙薄壁墩，全長(zhǎng)588m。采用T梁施工比較容易，設(shè)計(jì)成熟，整體使用性能和耐久性能都比較好，工期短，便于維護(hù)。采用箱梁主橋施工的難度有所增大，且工期相對(duì)較長(zhǎng)，造價(jià)要高于T梁。由此可見(jiàn)，T梁的效果更好[7]。

2.3 橋面板受力特性

通常情況下，橋面板采用的都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)橋面板的跨度較大時(shí)，可施加橫向預(yù)應(yīng)力。橋梁設(shè)計(jì)建模的過(guò)程中，可選擇主梁偏心的方式，即主梁的重心與形心具有一定的偏心距。在分析橋面板的受力特性時(shí)，若是計(jì)入板本身的剛度，則跨中彎矩與剪力在溫度變化時(shí)會(huì)隨之減小，而位于支點(diǎn)附近的剪力與彎矩則會(huì)隨著溫度的變化而增大[8]。同時(shí)在荷載的作用下，跨中附近的彎矩與剪力會(huì)有所降低，在支座沉降后，彎矩與剪力增大。通過(guò)對(duì)橋面板的受力特性分析后，得出如下結(jié)論：當(dāng)橋面板受到溫度及荷載作用時(shí)，跨中截面的內(nèi)力會(huì)隨之減少，而支點(diǎn)截面的內(nèi)力有增大的跡象。

3 結(jié)語(yǔ)

在先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)了解并掌握相關(guān)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，以此確保設(shè)計(jì)出的橋梁結(jié)構(gòu)更加科學(xué)、合理，滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求。