論連續(xù)剛構橋梁設計

賀玉娥

（貴州省銅仁公路勘察設計院，貴州 銅仁 554300）

1 連續(xù)剛構橋梁

1.1 連續(xù)剛構橋的定義

剛構是用剛接連接代替鉸接的橋跨結構。連續(xù)剛構橋是一種墩梁固接的多跨連續(xù)剛構橋型，墩梁固接可以節(jié)省支座的支出，減少工程量，同時改善結構在水平荷載下的受力性能。它是在連續(xù)梁橋和T型剛構橋的基礎上設計出來的一種新式橋型。

1.2 連續(xù)剛構橋的特點

連續(xù)剛構橋具有跨徑大、抗震能力好、微變形、無需大型支座等特點。連續(xù)剛構橋的諸多優(yōu)勢使其具有強大的生命力。由于建設橋梁投資少、質量易保證，在我國橋梁建設中已被普遍采用，并具有很好的發(fā)展前景。

2 連續(xù)剛構橋梁的設計

2.1 連續(xù)剛構橋梁的結構設計

橋梁的結構設計取決于美學要求和所處位置的承載能力。在我國的公路橋梁建設中，連續(xù)剛構橋的最大跨徑為270m，墩高81m，這符合結構美學設計要求的跨徑與墩高的匹配。

在主梁結構設計中，由于腹板高度較矮，不設豎向預應力，而采用普通的鋼筋可達到抗剪效果。當橋梁伸臂較短時，不應設計橫橋向預應力。

在主墩結構設計中，一般采用薄壁空心橋墩，并使橫橋向橋墩兩側呈圓弧面。在連續(xù)剛構橋梁設計中，一般順橋向寬度為3m，承臺厚2.8m，通常采用樁柱式設計。

在護欄結構設計中，一般采用澆混凝土的方式。為了降低熱脹冷縮造成的橋梁變形的負面影響，通常在橋面上間隔一段距離設置伸縮縫，同時還要加設溫度縫。

鑒于上述連續(xù)剛構橋結構設計方案，應該認識到結構安全的設計是影響橋梁安全穩(wěn)定系數(shù)的重要因素。橋梁結構穩(wěn)定性系數(shù)是通過對施工現(xiàn)場工況的計算并結合監(jiān)控數(shù)據(jù)進行穩(wěn)定性分析、判斷，提出改進方案和預防措施，不斷完善橋梁結構設計。

2.2 連續(xù)剛構橋梁的應力控制設計

連續(xù)剛構橋的應力設計對保證橋梁質量有重要的影響。在該類型橋梁應力設計當中，橋身變形主要是由于自身重量引起的。預應力的張拉效果可以減少橋身對地板壓應力。因此，在計算預應力作用引起的變形時，不能簡單地用直接剛度法計算橋身變形度。

在橋身應力控制設計中，彎矩和剪力影響著主梁的應力效果。橋身主梁截面正應力和支點附近主拉應力是橋身應力控制重點。在實際施工當中，應結合現(xiàn)場測試和對材料特性的了解，合理制定橋梁應力控制。

預應力混凝土連續(xù)梁主要是縱向、橫向和豎向預應力鋼筋組成?？v向預應力鋼筋主要根據(jù)彎矩包絡圖進行計算和布置，橫向預應力鋼筋主要根據(jù)橋面板的單位寬度計算和布置，豎向預應力鋼筋是根據(jù)主梁在主應力方面的計算數(shù)據(jù)和測驗結果設置和布置。

2.3 連續(xù)剛構橋梁的線形控制設計

在連續(xù)剛構橋梁的線性控制設計當中，主梁的立模標高對懸臂的建筑影響很大，關系著主梁線性的平順。在確定立模標高時候，如果考慮的因素比較符合實際，并在實施過程中正確控制，則橋梁的線性設計效果會很好。

立模標高的計算公式如下：

式中：Hilm——i節(jié)段立模高度；

Hisj——i階段設計標高；

fi1——本施工及以后澆筑各段對該點的影響；

fi2——本段施工縱向預應力束張拉后對該點的影響值；

fi3——徐變、收縮、溫度、結構體系轉換、二期恒載、活載影響值；

fig——掛籃彈性變形對施工段的影響值。隨著懸臂的不斷伸長，各個參數(shù)不斷加大對撓度的影響。主梁的撓度主要與主梁節(jié)段的重量和預應力有著密切的關系。在主梁長懸臂施工階段，隨著懸臂的增長，節(jié)段重量會引起掛籃的不斷變形，最終導致預應力對拱度的作用與理論計算出入較大。因此，我們應該主要考慮掛籃附加變形和撓度變形調整值，并不斷修正立模標高的計算公式。

連續(xù)剛構橋梁的線性控制主要對箱梁標高進行控制，而立模標高和掛籃產生的變形是影響橋面標高的主要因素。線性控制主要是通過預算出該類的變形值，并提出逐階段的施工立模標高，使橋梁在建成后符合設計標準。

2.4 連續(xù)剛構橋梁的施工設計

在連續(xù)鋼構橋梁施工設計過程中，必須考慮到材料選擇和施工操作規(guī)范設計。這是整個項目建設中的最基本的組成部分。

2.4.1 混凝土

橋身的上部結構材料，應采用50號混凝土。承臺施工材料，應采用30號的混凝土。樁基施工材料選用的是30號的混凝土。

2.4.2 鋼筋

鋼筋直徑Q＞10mm，并采用11級鋼筋。鋼筋直徑Q＜10mm，應采用1級鋼筋。所有鋼筋材料應符合國家GB 1499—91、GB 13013—9的規(guī)定。

2.4.3 預應力鋼絞線

預應力鋼絞線應符合ASTMA416—90a：270標準。高強度、低松弛的鋼絞線規(guī)格為15.24mm，面積為140mm2，抗拉的標準強度應為1860MPa，松弛率為3.5%。另外，縱向預應力錨具應采用VLM、OVM錨具或成套產品，預應力管道應當采用鍍鋅雙波紋管組成。

3 連續(xù)剛構橋梁的溫度控制

在連續(xù)剛構橋梁設計中，由于混凝土有熱脹冷縮的性質，在日照溫度變化很大的時候，對整個橋梁的橋墩標高、垂直度、橋梁軸線、懸澆箱梁標高等都會產生很大的影響，這直接影響著橋身的使用壽命。

通過仿真計算可知，溫度對主梁標高和內力方面的影響很小，但是日照溫差對其影響較大。在我國不同的地域，日照溫差變化規(guī)律都不同。所以，在總結日照溫差變化規(guī)律和計算模型中很難做出準確判斷。計算分析時一般不考慮日照溫差的影響，只在建模的時候加入日照溫差因素并對立模標高進行修正。

在測試溫度對橋梁設計的影響過程中，操作人員應根據(jù)一定的數(shù)據(jù)積累和模擬分析找出重要的影響因素并推導出相關的規(guī)律公式。在進行立模標高測試時，應根據(jù)埋入的傳感器溫度值推導出測試結果，并根據(jù)需要適當調整相應梁段的立模標高。

4 結語

隨著我國橋梁建設的迅速發(fā)展，連續(xù)剛構橋梁憑借著自身的諸多優(yōu)勢逐漸得到社會的普遍認可。橋梁的建設離不開理論設計。但是受到各種因素的影響，各施工階段的理論設計值與實際施工數(shù)據(jù)有一定的偏差。所以技術人員應當在施工當中，逐步修正理論設計值，避免誤差積累。只有這樣才能使連續(xù)剛構橋在設計上的優(yōu)勢充分的體現(xiàn)出來。連續(xù)剛構橋梁的設計理念是建立在以往橋型的基礎上，并不斷創(chuàng)新、改善，逐漸趕上了發(fā)展的步伐，滿足了社會的需要。

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