关于先简支后连续桥梁设计的几个关键问题的探讨
来源:用户上传
作者:
摘 要：在我国公路建设中先简支后连续桥梁被广泛采用。本文分析探讨了先简支后连续施工方法的桥梁进行设计，提出简化设计方法，供同行借鉴参考。
关键词：先简支后连续桥梁 桥型 结构设计
一、前言
由于现浇预应力混凝土连续梁桥相对简支梁桥而言施工复杂繁琐、费工费时，人们一直希望将简支梁桥构造简单、施工方便、维修养护容易等特点与连续梁桥变形小、刚度大、伸缩缝少、行车平稳舒适等优越性有机的结合起来，取长补短以期发挥更大的社会效应和经济效应。
二、先简支后结构连续桥梁结构设计
1、设计桥梁基本资料
（1) 桥梁线性布置。a. 平曲线半径：无平曲线。b. 竖曲线半径：无竖曲线，纵坡为 2%。
（2)技术标准。a.桥面净宽：净(11.25+2×0.5)m。b.通行要求：无。
（3) 主要材料。混凝土；预应力钢绞线；普通钢筋；预应力锚具；预应力管道；支座；伸缩缝；焊条。
（4) 桥面铺装。9cm 厚的沥青混凝土面层，8cm 厚的 C50混凝土现浇铺装层。
（5) 施工方法。简支转连续施工法。
2、桥型及纵横断面布置
（1）桥型布置及孔径划分
该桥为某高速公路的大桥，为缩短工期，提高行车舒适性，综合分析各类桥型后最终采用预应力混凝土连续梁桥，跨径为 3×30m，施工方法为简支转连续。
考虑伸缩缝的设置，实际跨径长为 89.84m，即在桥的两头各设 8cm 的伸缩缝，计算跨径为 29.68m，连续梁两端至支座中心线之间的距离为40cm。
（2）截面形式及截面尺寸拟定
①截面形式及梁高。采用等高度 T 形截面，梁高 2.00m，高跨比 H/L=1/15。
②横截面尺寸。桥面全宽为 12.25m。由于采用简支转连续的施工方法，主梁先预制再运输，吊装就位，因此横截面布置时应考虑到施工中的吊运能力，将桥做成五片 T 梁的组合截面。其中，预制中梁顶板宽 190cm，腹板宽 16cm，下马蹄宽 40cm；预制边梁顶板宽 195cm，腹板宽 16cm，下马蹄宽40cm；预制主梁间采用 60cm 的湿接缝，从而减少主梁的吊装质量。T 梁翼缘板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，同时还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板抗压强度的要求，为满足顶板负弯矩钢束，普通钢筋的布置及轮载的局部作用，T 梁顶板取等厚度 20cm。同时为防止应力集中和便于脱模，在腹板与顶板交界处设置 47cm×6cm 的承脱。
（3）横隔梁设置。主梁在荷载作用位置的弯矩横向分布，在当该位置有横隔梁时比较均匀，否则主梁弯矩较大。为减小对主梁设计起控制作用的跨中弯矩，在跨中位置设置一道中横隔梁；当跨度较大时，还应在其他位置设置较多的横隔梁。本设计在桥跨中点、支点处等位置设置横隔梁，其间距为4.8m。端横隔梁的高度与主梁高度同高，厚度为上部 22cm，下部 20cm；中横隔梁高度为 162cm，厚度为上部 16cm，下部14cm。
3、毛截面几何特性计算
毛截面几何特性是计算结构内力，配束及变形计算的前提，截面几何特性列表计算见表 1。
表 1毛截面几何特性计算结果表
截面位置 A（截面积）/ m2 I(截面惯距)/ m4 X（中性轴至梁底距离）/m
4、主梁内力计算
（1) 单元划分。本设计采用桥梁专用软件 GQJS 进行结构计算分析。全桥单元划分时，应综合考虑结构在施工过程及正常使用阶段控制设计的截面位置，使控制截面位于单元节点处。本设计为简支转连续梁桥，结合施工，使用结构的受力特性及预应力筋束布置，将全桥划分为 99 个单元，100个节点。
（2) 恒载内力计算。第一施工阶段为预制主梁，待混凝土达到设计强度 100% 后张拉正弯矩区预应力钢束，并压注水泥浆，再将各跨预制 T 梁安装就位，形成由临时支座支承的简支状态；第二施工阶段是先浇筑第(1)，(2)跨及第(2)，(3)跨连续段接头混凝土，达到设计强度后，再张拉负弯矩区预应力钢束并压注水泥浆，此阶段形成了五跨连续梁 ( 三大跨两小跨 )；第三施工阶段拆除全桥的临时支座，主梁支承在永久支座上，完成体系转换，再完成主梁横向接缝，最终形成三跨连续梁；第四施工阶段进行防撞栏杆及桥面铺装施工。由施工过程可知结构恒载是分阶段形成的，主要包括 ： 预制T 梁一期恒载集度 (g1)，成桥后 T 梁一期恒载集度 (g1)、二期恒载集度 (g2)。
结语
与简支梁相比，先简支后连续桥梁去掉了桥墩上的伸缩缝，增强了结构的整体性和行车舒适性，而且桥墩上由两排支座减少为一排，结构中的钢材和混凝土数量少；与整体现浇相比，先简支后结构连续桥梁施工方便，不需要搭设脚手架，施工质量容易控制，而且钢材和混凝土数量也少。因此，对中小跨径预应力混凝土桥而言，先简支后连续桥梁是一种经济合理具有较强竞争力的好桥型。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-585841.htm
