連續(xù)剛構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工探究

黃琮

摘要：由于我國社會經(jīng)濟的不斷提升，對于國內(nèi)的各種基礎(chǔ)設(shè)施建筑有了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。對于橋梁的建筑工程需要有更高新的技術(shù)來建造，以此來提升橋梁的整體性能，并給橋梁建設(shè)工程帶來更高的經(jīng)濟效益，同時還可以提高抗震等其它性能。本文將對于連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計和施工技術(shù)來進行介紹和分析，希望能為我國的橋梁建造事業(yè)發(fā)展帶來一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：剛構(gòu)橋梁；橋梁建造；施工技術(shù)

在我國的交通道路基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計方案當(dāng)中，應(yīng)用較多的是梁橋結(jié)構(gòu)。而連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)可以保證橋面建設(shè)中減少伸縮縫，這可以使得橋面上行駛的過往車輛更加平順穩(wěn)定。我國現(xiàn)在正在推廣的連續(xù)剛構(gòu)橋梁有著許多優(yōu)點，例如在建設(shè)過程當(dāng)中，不需要進行制作的施工建造，也同時不需要進行結(jié)構(gòu)化的體系轉(zhuǎn)換。這一結(jié)構(gòu)還能夠保證整體的橋梁有著很高的受力性能，提升了整體橋梁的安全性。這使得我國越來越多的應(yīng)用這一橋梁建造技術(shù)。

一、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

接下來文中將重點分析連續(xù)剛構(gòu)，橋梁的在具體環(huán)境中的應(yīng)用，指出其與其他橋梁方案相比較所存在的優(yōu)勢。此外本文還將分析剛構(gòu)橋梁在施工設(shè)計中的技術(shù)要點以及重難點。并且對于橋梁施工的技術(shù)方法進行探究，希望總結(jié)我國在進行這一類型橋梁建設(shè)中的實踐經(jīng)驗，以往具體施工中存在的問題進行歸納并找出解決方案。

（一）確定橋跨跨徑比例

通過靜載+活載計算確定最連續(xù)的剛構(gòu)跨中比，確定跨中最不利的交叉正彎矩。當(dāng)側(cè)跨最大正彎矩與中跨最大正彎矩處于同一水平時，對應(yīng)的邊中跨比是最合適的值。經(jīng)過廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)連續(xù)剛構(gòu)橋的邊跨與主跨之比為0.55-0.65。

（二）設(shè)計合理的截面

連續(xù)剛架橋的合理截面包括梁高度和板厚度的設(shè)計。在截面類型選擇方面，主要選擇具有較強彎曲和抗扭強度的箱型截面，以適應(yīng)結(jié)構(gòu)應(yīng)力特性。

對于連續(xù)剛構(gòu)橋的中跨梁高，也可根據(jù)中跨段的抗彎能力確定。通常，變截面連續(xù)梁和剛構(gòu)橋梁高一般跨中1/30-1/50，支點1/14-1/20。

目前，隨著輕質(zhì)高強混凝土材料的工程應(yīng)用，橋梁結(jié)構(gòu)變得更輕，更輕。當(dāng)中間部分由輕質(zhì)混凝土或鋼制成時，結(jié)構(gòu)的設(shè)計高度可以做得很低，這可以最小化。此外，連續(xù)的剛架橋需要采用可變截面的模式來適應(yīng)結(jié)構(gòu)的特性在負(fù)載下。尺寸采用1.5至1.8次方的拋物線形狀設(shè)計，這樣箱梁的應(yīng)力狀態(tài)設(shè)計是合理的。

確定合理橫截面的另一個關(guān)鍵因素是板的厚度。底板的設(shè)計一般是為了滿足抗彎曲的要求。為滿足橋面抗彎曲和局部應(yīng)力的要求而設(shè)計了頂板。腹板設(shè)計滿足結(jié)構(gòu)抗剪要求。根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗，底板的厚度最小為30cm，頂板厚度一般在28～32cm；腹板的厚度一般不小于40cm。

板材的厚度也與所用的材料有關(guān)。高強度輕質(zhì)材料可以采用較小的厚度來滿足應(yīng)力要求。

（三）注意調(diào)節(jié)溫度內(nèi)力

連續(xù)剛性框架是典型的超靜定結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，因此在環(huán)境溫度作用下會產(chǎn)生二次內(nèi)力，這將對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重大影響。為了減小二次內(nèi)部溫度力，可以考慮以下設(shè)計方面。第一，墩的抗壓剛度越小，二次內(nèi)力的溫度就越小。因此，通常，連續(xù)剛性結(jié)構(gòu)適用于具有高墩和大跨度的結(jié)構(gòu)。通過增加墩的高度，縱向壓縮剛度將降低。此外，橋墩還可以設(shè)計成柔性樁基，這也可以使橋墩具有較小的抗推剛度。第二，連續(xù)剛架的極限與當(dāng)前設(shè)計提升水平的總長度，以及大型裝置的工程應(yīng)用，連續(xù)剛架結(jié)構(gòu)的總長度有所提高，國內(nèi)設(shè)計的連續(xù)剛架長度為1060 m，防止溫度內(nèi)力過大，需要限制連續(xù)剛框架主體，及時釋放因溫度效應(yīng)產(chǎn)生梁體變形，減小內(nèi)力。

二、施工工藝探究

（一）支架澆筑施工技術(shù)

目前的支架施工方法是采用現(xiàn)場澆筑的方式來進行橋梁建設(shè)施工，這樣的施工方法的應(yīng)用場景主要是中小型的連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)橋梁。這樣的現(xiàn)場澆筑主要是在事先構(gòu)筑好橋梁的結(jié)構(gòu)模型，進行澆筑時是一次性完成的。這樣的施工方法要求進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時要足夠精確，構(gòu)造出完美準(zhǔn)確的橋梁模型。同時在進行澆筑時的橋梁支架一定要有滿足條件的強度和性能。支架施工時一定要需要各支點的受力能夠符合橋梁施工的要求。這對于橋梁安全性的保障是至關(guān)重要的，如果出現(xiàn)支點受力不夠的話，對橋梁整體的安全性來說都有著極大的風(fēng)險。

（二）懸臂施工技術(shù)

懸臂施工技術(shù)相較于支架施工技術(shù)而言，又有著更高的技術(shù)要求。在進行施工時需要按照對稱的懸拼方法或懸澆的方式來不斷的使結(jié)構(gòu)擴展，而最終形成一個最大的雙懸臂。在這些澆筑工程完成之后，最后使所有的結(jié)構(gòu)合攏，形成了最終整體的橋梁系統(tǒng)。這一類的橋梁施工方法主要應(yīng)用場景是高墩的跨度大的橋梁結(jié)構(gòu)，這能夠使得橋梁整體的跨度拉伸。這一施工技術(shù)的優(yōu)點在于其施工過程當(dāng)中的工序比較簡單，而且這一技術(shù)在我國已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟，各橋梁的應(yīng)用當(dāng)中使用的范圍也比較廣泛。另外很重要的一點是使用這一施工技術(shù)會使得工程的整體造價有所降低，這能夠使得整體橋梁造價成本降低，有利于橋梁工程的收益提高。

另外在使用這一施工技術(shù)的同時，還需要關(guān)注施工中的安全問題。由于采用懸臂施工，則對于懸臂施工器械的日常檢查和各方面安全隱患的排查需要有制度性的安全保障。需要安排一批專業(yè)的人員對于懸臂施工器械進行頻繁的常規(guī)的檢修，確保在施工過程當(dāng)中不會造成人員的安全事故，在進行橋梁模版的高度設(shè)計時也需要有良好的控制。施工安全是所有施工問題中最重要的一部分，由于懸臂施工的施工技術(shù)難度比較大，涉及到的施工人員也更多，因此需要格外的注意施工安全問題。

三、結(jié)束語

在橋梁建造當(dāng)中，使用連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)能夠使得橋梁的整體受力結(jié)構(gòu)更加明晰，而且橋梁的外部結(jié)構(gòu)會更加美觀。隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求越來越廣大，社會對于基礎(chǔ)設(shè)施建造除了性能方面的要求，審美和性價比等各方面的要求都普遍的提升。我國的橋梁設(shè)計行業(yè)需要對此做出更多的提升和改進，對于連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)工藝做更多的探究和分析，使我國的橋梁建設(shè)朝著更好的方向不斷發(fā)展。在橋梁的建設(shè)實踐當(dāng)中，不斷的對以往的經(jīng)驗進行總結(jié)，并不斷地吸收國內(nèi)外先進的橋梁建設(shè)經(jīng)驗，使得我國的建筑行業(yè)不斷地向前邁步。

參考文獻：

[1]商洲彬.大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁健康監(jiān)測的關(guān)鍵指標(biāo)及測點優(yōu)化研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2017（2）：79-80.

[2]陳萬春，馬建秦.預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋的常見病害形式及維修加固施工監(jiān)控問題的探討[J].交通運輸研究，2006（2）：112-117.

[3]張開洪，張奔牛，閆果，等.大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁應(yīng)力、撓度和裂縫實時監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，29（4）：521-524.

[4]陳桂英.鋼與混凝土連續(xù)聯(lián)合箱梁施加預(yù)應(yīng)力的探討——阜成路立交主橋的設(shè)計實踐[J].市政技術(shù)，1994（4）：38-42.

（作者單位：華匯工程設(shè)計集團股份有限公司）