刍议先简支后结构连续梁桥设计及应注意的问题

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　　摘要：由于先简支后连续梁桥具有造价低、整体性好、建筑高度低、刚度大、桥面接缝少、质量容易控制等优点，现在被广泛应用于高等级公路上的中小跨径桥梁中。本文主要介绍了先简支后连续梁桥设计，及设计中应注意的一些问题。
　　关键词：先简支后结构连续梁桥；设计；注意问题
　　一、先简支后结构连续梁桥总体设计
　　1.1墩顶湿接头构造设计
　　(1)对于单横梁单、双支座简支结构连续梁桥, 在上述简支梁构造改进基础上, 将新浇钢筋混凝土墩顶横梁设计为与简支梁形成整体, 并对简支梁起嵌固作用。构造上, 墩顶横梁与简支梁同高, 以端横隔板为侧模。设置由顺盖梁方向的横梁主要纵向受力钢筋、简支梁纵向受力钢筋和足够的箍筋形成的普通钢筋体系, 设置由上缘纵向抵抗负弯矩预应力钢筋以及可能因支座沉降需要的下缘纵向预应力钢筋形成的预应力体系。
　　(2)对于双横梁双支座简支结构连续梁桥, 在上述简支梁构造改进基础上, 设计强大的端横梁将多片简支梁形成整体。构造上, 端横梁高度与简支梁同高, 设置由顺盖梁方向的横梁主要纵向受力钢筋、简支梁梁肋、翼板纵向受力钢筋和足够的箍筋形成的普通钢筋体系, 设置由上缘纵向抵抗负弯矩预应力钢筋以及可能因支座沉降需要的下缘纵向预应力钢筋形成的预应力体系。
　　(3)对于简支刚构连续梁桥,在上述简支梁构造改进基础上, 将新浇钢筋混凝土墩顶横梁设计为与简支梁、桥墩盖梁形成整体, 并对简支梁起嵌固作用。构造上, 构造上, 墩顶横梁与简支梁同高, 以端横隔板为侧模。设置由顺盖梁方向的横梁主要纵向受力钢筋、简支梁纵向受力钢筋、预埋于盖梁的竖向钢筋和足够的箍筋形成的普通钢筋体系, 设置由上缘纵向抵抗负弯矩预应力钢筋、预埋于盖梁的竖向预应力钢筋以及可能因基础沉降需要的下缘纵向预应力钢筋形成的预应力体系。
　　1.2支座体系设计
　　双支座简支结构连续梁桥支座受力不均、可能出现一排支座脱空, 从而导致桥墩偏心受压等现象的确存在, 现行桥规规定梁的单个支承点上纵向仅设一个支座也是为使桥梁受力明确。单支座简支结构连续梁桥支座支承于墩顶梁端湿接头混凝土结构上, 新老混凝土接缝正处于剪力主梁最大的部位, 如果墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次预应力建立不可靠, 可能导致“连续”失效, 进而危机桥梁结构安全。双支座简支结构连续梁桥支座支承于预制T梁混凝土结构上, 如果墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次预应力建立不可靠, 可能导致“连续”失效, 一般不至于危机桥梁结构安全。
　　二、总体设计
　　2．1简支连续梁每一联跨数一般不超过5跨。当桥梁跨径达到30 m, 桥梁纵坡达到2. 5%, 且墩高在15 m 以上,或其他墩梁刚度比适合墩梁固接时, 原则上均采用简支刚构连续梁桥, 以便减少支座维护、更换等工作。对于20 m 以下跨径桥梁, 原则上均采用简支桥面连续梁桥; 对于20 m 以上跨径桥梁, 墩顶连续和墩梁固接应采用预应力构造, 对于20 m 左右跨径桥梁, 可以采用以预应力空心板为基础的钢筋混凝土结构连续设计, 但应严格限制裂缝宽度。
　　2．2支承方式设计
　　①双支座简支结构连续梁桥支座受力不均、可能出现一排支座脱空频繁出现, 支座容易疲劳, 影响使用寿命; 另外,一排支座脱空还会导致桥墩偏心受压负担增大, 对桥墩受力不利。另一方面, 双支座简支结构连续梁桥支座支承于预制T 梁混凝土结构上, 即使墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次预应力建立不可靠, 导致“连续”失效, 一般不至于危机桥梁结构安全。同时, 双支座简支结构连续梁桥施工工序简单, 特别是避免了支座转换, 极大的方便了施工。
　　②单支座简支结构连续梁桥受力体系及力学行为明确,设计不可预见的不利因素少, 理应具有更高的可靠性和耐久性。但单支座简支结构连续梁桥支座支承于墩顶梁端湿接头混凝土结构上, 新老混凝土接缝正处于剪力主梁最大的部位, 如果墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次预应力建立不可靠, 可能导致“连续”失效, 进而危机桥梁结构安全。
　　③鉴于目前墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次预应力建立质量保证度不高, 采用双支座简支结构连续梁桥不失为避免出现桥梁结构安全的一种措施, 但鉴于双支座简支结构连续梁桥支座受力不均、可能出现一排支座脱空, 从而导致桥墩偏心受压的问题的存在, 设计中必须考虑支座受力不均、支座受力变化幅度大对支座耐久性以及桥墩受力的影响。
　　④按照简支梁构造改进措施, 只要墩顶现浇横梁足够强大,预制梁嵌入墩顶现浇横梁在25 cm 以上, 墩顶现浇横梁钢筋构造合理, 并与预制梁各种伸出钢筋形成整体, 墩顶连续施工质量得到保证, 采用单支座简支结构连续梁桥是合理的。
　　⑤单支座简支结构连续梁桥具有墩顶单、双横梁之分。从连接可靠、结构耐久、适应曲线桥梁受力需要考虑, 宜采用单横梁方式。
　　2．3简支连续梁桥, 必须考虑施工中体系转换、各工序下混凝土龄期的不同, 并对各施工步骤中结构的安全提供设计保证。设计考虑的施工工序、流程如下：T梁预制→分批张拉T梁内抵抗正弯矩的预应力钢束→T梁安装并连接T梁横隔板→现浇墩顶湿接头或墩梁固接混凝土→体系转换→张拉抵抗负弯矩的预应力钢束→T 梁翼板间现浇带或空心板企口混凝土浇筑→二期恒载施加→成桥。
　　2．3必须根据成桥目标，按照施工过程进行正装、到装结构分析，给出各主要工况下梁、板体及墩顶连续构造的状态参数，以便于施工过程控制。
　　2．5简支连续梁桥设计中应充分考虑混凝土收缩徐变、温度变化以及基础不均匀沉降的影响, 其中, 简支结构连续梁桥需考虑支座更换引起的“强迫”位移对结构的影响。一般情况下, 简支结构连续梁桥对中墩考虑0. 8~ 1. 2 cm 的支座强迫位移进行结构分析, 简支刚构连续梁桥对中墩考虑1. 0~ 1. 5 cm 的基础不均匀沉降进行结构分析。
　　2．6鉴于简支梁吊装能力一般不存在困难, 同时,二次浇筑结构性桥面铺装层的质量控制困难, 原则上不采用主梁二次浇筑成型的设计方案。
　　2．7基本梁、板体一律采用一次预制成型, 裸梁上现浇的混凝土层仅起调平作用, 不作为结构性混凝土层, 其厚度在8 cm 以上。当现浇调平层小于6 cm时, 设置钢筋网后将可能起到反作用, 宜采用柔性纤维混凝土。
　　三、先简支后连续梁桥设计中应注意问题
　　3．1桥梁联长的确定及支座设计
　　先简支后连续梁桥一联联长确定：要根据桥梁所处地形及桥梁总长合理分联，使分联后下部结构受力均匀，结构形式统一。下部结构及支座设计，一联中中间部分设固定支座的桥墩之间总长度，应为一联总长三分之一，但最长距离不超过120米为宜。其它桥墩上设滑动支座，伸缩端设定向滑动支座。
　　3．2桥梁湿接缝宽度确定
　　湿接缝宽度的确定：对双排支座连续梁桥，湿接缝宽度大于湿接缝内最粗纵桥向钢筋直径40倍；对单排支座连续梁桥，湿接缝宽度大于湿接缝内最粗纵桥向钢筋直径40倍，小于梁高为宜。
　　3．3构造钢筋的注意事项
　　支点顶面0.22L范围内防水混凝土内纵向钢筋加密，间距5厘米，防水混凝土顶面加防水层。湿接缝内加纵向防裂、抗剪钢筋，钢筋直径大于φ12。
　　结束语：
　　先简支后连续梁桥是近年来在高等级公路上广泛采用的一种桥梁结构形式。一般说来,简支梁桥结构简单,受力明确,易于在工厂大规模标准化预制,从而缩短施工周期。先简支后连续结构体系因其同时具备了简支与连续体系的优点,被广泛应用于高等级公路上的中小跨径桥梁中。
　　

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