1、1试论整体现浇大跨度连续梁桥设计摘要：近些年,伴随着我国大跨度连续梁桥工程建设事业的迅速, 整体现浇大跨度连续梁桥工程的相关施工技术也获得了很大的进步。本文首先分析了整体现浇大跨度连续梁桥的设计内容，其次，以某工程实例为例，进行深入的探讨和分析。 关键词： 整体现浇；大跨度；连续梁桥 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 1.前言 整体现浇大跨度连续梁桥以其可靠的强度、刚度、抗裂、耐久等性能显示出强大的竞争能力，而且还具有施工周期短、适用范围大、易达到与周围环境相协调等优点。整体现浇大跨度连续梁桥采用底板、腹板、顶板一次浇筑成型，待到混凝土强度满足要求后，分批张拉预应力钢束的施工方
2、法，本文就整体现浇大跨度连续梁桥设计进行探讨。 2. 整体现浇大跨度连续梁桥的设计内容 （1）荷载。施工时的荷载条件中，预应力荷载应按扣除第一批预应力损失后的有效应力来确定；其他荷载应根据施工阶段可能的最不利荷载情况来定。而施工时的支撑条件应考虑施工方案的具体情况来定，模板周转情况影响施工阶段的结构分析模型的支撑条件与荷载条件的选取。2（2）极限设计。对预应力板各截面进行多种可能的荷载效应组合的受弯强度设计，计算时要考虑预应力产生的次弯矩的影响。采用混合配筋设置非预应力筋，提高结构在地震作用下的延性和能量吸收，可有效分散受拉区裂缝，改善结构的受力性能。对无粘结按预应力砼连续结构作补充设计，选取
3、合适的荷载效应值与材料参数，验算抵抗预应力筋失效时连续倒塌所需的非预应力筋用量。值得注意的一点是，预应力混凝土由于自重轻，含钢筋用量应该少，但由于现在的设计水平问题，此部分并没有减少，反而很多设计含钢筋用量大了，很大程度造成主体结构成本增加。 3.工程实例分析 3.1 工程概况 某整体现浇大跨度连续梁桥为双向八车道,设计行车速度 100 km/h, 桥主桥为三跨一联预应力混凝土变截面连续箱梁，由独立的上下行两幅桥组成。为更好地贴合现状河岸线，降低水中墩对原有河道的不良影响，同时亦为满足通航净空的要求，主桥左右两幅桥采用边跨反对称的布跨方式。左幅桥跨径布置为（108+166+95）m，右幅桥跨径
4、布置为（95+166+108）m。 主桥桥面全宽 33m，中间设 2m 的中央分隔带。上部结构由两个独立的单箱单室截面构成，两箱梁中心距 17.5m，主梁采用 C60 混凝土。由于3主桥跨径较大，为增加桥梁整体刚度，并使各项应力满足规范要求，在箱梁截面尺寸、梁底曲线拟定、腹板厚度、顶板、底板厚度拟定和“T 构”悬臂梁段布置等问题上作了对比分析，通过多次试算，在满足规范要求的前提下，寻求各项指标的较优组合。 3.2 设计控制 （1）第三方审核 通过专业公司对桥梁施工图进行全面的审核，并邀请专家组评审，一致认为:该桥总体设计成功，强度与刚度满足规范要求，线形较为漂亮。但在结合梁桥负弯矩区，混凝土受
5、拉易开裂，容易导致结合梁桥整体刚度降低，以致桥梁的使用年限受影响，设计仅采用高配筋代替预应力作用来控制桥面板混凝土的裂缝宽度不是很合适。 （2）施工图完善 考虑到桥梁交通是百年大计，桥梁的安全性耐久性应是第一位的，原设计同意对原施工图进行了两项原则性修改:在桥梁的两个负弯矩区用预应力代替高配筋，这也为国内外桥梁建设所普遍采用;桥面板混凝土的一次性浇注改为分段浇注，减少后期混凝土收缩徐变带来的对裂缝控制的影响。 3.3 结构设计 （1）箱梁截面尺寸 4箱梁采用直腹板，箱梁顶板宽 15.5m，底板宽 8m，两侧悬臂段各长3.75m，悬臂端部厚度 16cm，悬臂根部厚度 65cm。在跨中梁高一定的条
6、件下，随着支点梁高的增大，跨中截面弯矩和挠度减小，支点截面的混凝土最大压应力减小。但是，支点截面采用 9m 梁高的方案导致混凝土的压应力超限，不满足规范要求。支点梁高由 9.5m 变化到 10m，上述指标的提高很小，但是材料用量增加较多。在满足桥下通航的条件下，增大支点截面梁高导致坡长的加长或坡度的增大，前者势必进一步增加工程造价。本桥的引桥受规划和平面线型所限，不宜增大纵坡。因此，在满足规范要求的前提下，综合考虑了经济性和行车舒适性，支点梁高采用9.5m 进行后续设计。 （2）腹板厚度拟定 箱梁腹板的主要作用是承受结构的弯曲剪应力与扭转剪应力所引起的主拉应力。腹板的最小厚度应满足剪切极限强度
7、的要求，也应满足钢束管道的布置和混凝土浇注的要求。由于墩顶预应力钢束竖弯锚固在腹板上，还应考虑满足锚下局部应力的要求。综合考虑主墩根部附近腹板抗剪的需要和预应力钢束锚固的要求，设计中采用腹板厚度为（507080）cm。 （3） “T 构”悬臂梁段布置 考虑到本桥跨径较大，箱梁截面面积也较大，为使顶板预应力钢束布置尽量靠近腹板并充分利用悬臂梗托的空间、减少顶板钢束的束数，因此设计时考虑通过两个途径来解决此问题，一是采用较大型号的钢束从而减少通过同一截面的钢束束数，二是通过增加梁段长度来减少“T 构”5悬臂段的个数，从而减少挂篮施工阶段顶板预应力钢束的对数。 第一种“T 构”悬臂梁段布置方式?四个
8、“T 构”的悬臂各有 21 对梁段。墩顶截面布置了 66 束顶板预应力钢束，对称布置于箱梁顶板梗托处，每束顶板束采用 21-s15.2mm 的钢绞线；28 束腹板预应力钢束对称布置于箱梁两侧腹板，每束腹板束采用 21-s15.2mm 的钢绞线。 第二种“T 构”悬臂梁段布置方式?四个“T 构”的悬臂各有 19 对梁段。墩顶截面布置了 56 束顶板预应力钢束，对称布置于箱梁顶板梗托处，通过梁段的 T1T10 束采用 27-s15.2mm 的钢绞线，其余顶板束采用21-s15.2mm 的钢绞线；24 束腹板预应力钢束对称布置于箱梁两侧腹板，每束腹板束采用 27-s15.2mm 的钢绞线。 尽管两种
9、悬臂梁段划分方式通过墩顶截面的预应力钢绞线丝数接近，采用第一种“T 构”悬臂梁段布置方式较采用第二种“T 构”悬臂梁段布置方式的结构应力变化平缓。但是，对于大跨度预应力混凝土连续梁，在有限的箱梁截面里布置过多的预应力钢束也存在诸多不足?首先，顶板预应力束并不能集中布置在腹板两侧的梗托加厚处，这样容易造成在张拉预应力钢束时顶板和悬臂较薄处混凝土开裂。其次，顶板预应力钢束布置距离腹板太远也不利于通过腹板传力。再次，在同一截面内布置过多预应力束使得截面混凝土有所削弱，施工时也难以较好地保证箱梁模板内预应力管道的空隙处混凝土浇注的有效性。综合以上分析，在各种应力状态满足设计要求的情况下选用第二种“T
10、构”悬臂梁段布置方式。 4.结语 6整体现浇的预应力连续梁桥的设计是一项复杂而细致的工作，尤其是较大跨度的变截面梁，以前在国内出现很少，设计和施工的成功经验都不多。若要设计好这样一座桥梁，必须综合兼顾桥跨布设、截面尺寸、钢束布置以及施工细节等方面因素，并充分考虑环境（包括温度、徐变和收缩）对结构的影响。 参考文献： 1 中华人民共和国交通部标准.公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）北京：人民交通出版社. 2004 年 2 中华人民共和国交通部标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D60-2004）北京：人民交通出版社. 2004 年 3 徐秋，王亚君，万振江编著.预应力混凝土连续桥梁设计 北京：人民交通出版社. 2000 年 4 田武平,周思锋,詹应超.大跨度连续梁悬臂浇筑挂篮的设计及施工J. 公路. 2010(08) 5 周云龙.连续梁桥菱形施工挂篮的设计J. 山西建筑. 2009(08) 6 杨湛.探讨桥梁挂篮悬臂浇筑施工技术的应用J. 四川建材. 2009(02) 7 陆丽香,陶严亮,李远涛.浅谈桥梁工程中的挂篮施工J. 科技信息. 2009(09) 8 崔学民,聂桂兰,王鑫.菱形挂篮在桥梁悬臂浇筑施工中的应用J.7中国西部科技. 2009(14)
