多跨高墩連續剛構的設計研究

賀玉娥

(貴州省銅仁公路勘察設計院)

多跨高墩連續剛構的設計研究

賀玉娥

(貴州省銅仁公路勘察設計院)

主要是結合實例對多跨高墩連續剛構的設計展開了說明和分析，并在此基礎之上對其方案的選擇、合攏工藝的完善以及下部結構的優化等多個方面展開了說明和分析。

多跨高墩連續剛構;設計;研究

1 多跨高墩連續剛構的研究背景

在我們國家當前的工程建設環境條件下，連續剛構在較大跨徑橋型的選擇中與連續梁橋進行相比往往還是更加具有優勢的，這一點尤其是對于特高墩橋梁來說更是如此，無論是從其內部的受力狀況還是外部的美觀性來說都是更加科學合理的，除此之外，連續剛構還在經濟效益上有著較好的表現，因此在現代的橋梁建設中已經得到了較為廣泛的應用和深入。

但即便是連續剛構在應用環境下有著諸多優勢，我們還是要認識到其固然存在的不足之處，對于連續剛構來說其最為突出的不足就是其應用具有一定的局限性，一般都只能夠應用于較小的聯長，對于一些橋墩較矮的剛構，為得到較大的聯長往往就需要采用剛構-連續組合體系。而對于多跨高墩剛構如何解決聯上和墩高帶來的問題就成為了我們現今環境下的關鍵性技術難題，這樣同樣是本文進行研究和分析的重點所在。本文將結合這樣一個現實的問題對多跨高墩連續剛構的設計進行說明和分析。

2 多跨高墩連續剛構的技術要點

大家都知道，墩身內力主要是和順橋方向上抗推剛度以及距離主梁水平縱向位移零點上的距離有關，因此我們在進行分析和討論的時候也就需要結合這樣一點來說明。對于一個典型的三孔高墩剛構來說，我們在進行設計的時候只要能夠保證其主墩的剛度滿足較小的位移要求，則基本上能夠保證其上部結構延續連續梁橋的受力特征。對于三孔高墩剛構來說，其本身的剛度并不大，這也就為意味著在實際的工程環境下對于橋墩結構形式的要求不高，但是隨著聯長的不斷加大，墩身距離主梁水平縱向位移零點的距離也會不斷的加大，在這樣一種作用的同時墩身還會發生混凝土收縮徐變等變化，使得墩頂隨主梁一起就能夠在橋梁的方向上產生順橋水平方向上的位移，使得邊墩以及主跨彎矩在短時間內迅速增加，最終導致墩身的承載能力和抗裂能力不夠而最終產生不良的事故。正是因為這樣，我們在實際的工程環境下就需要從以下幾個方面來對多跨高墩剛構結構的成立條件進行說明和分析。

首先一點就是要盡可能的保證主墩抗推剛度足夠小，這樣一種要求實際上就是希望墩身本身能夠最大程度的釋放出其因為溫度和收縮徐變而產生的附加彎矩;其次就是在進行分析和討論時不能夠忽略掉由于主墩豎向荷載所引起的墩身附加彎矩;再次就是需要對主墩的形式進行一定的優化，以此來保證一些具有較小剛度的主墩仍然能夠滿足我們所給出的設計要求，在實際操作中想要達到這樣一種目的和要求，就需要降低邊主墩的彎矩，其操作就是直接降低主墩的剛度，但是主墩剛度的降低無疑會使得截面抗力的大幅降低，正是因為這樣才需要對其進行良好的優化;還有一點就是要盡量考慮采取措施來減少兩邊主墩的彎矩峰值，這主要是因為主墩彎矩峰值一般會從中間向兩邊不斷的增大;最后一點就是要認識到合攏的順序對于成橋內力的影響比較大，因此在設計與建設的過程中還需要較好的優化合攏工藝。

3 多跨高墩連續剛構中的關鍵技術問題探討

3.1 主橋結構形式的比選

在實際的工程中采用特大跨徑梁式橋造價相對來說比較高，因此在建設的過程當中為節約投資，往往更傾向于選擇和采用多孔中等跨徑的梁式結構，這樣一種設計的形式相對來說更加的合理。一般情況下其設計的結構形式主要有三種：一聯剛構-連續組合結構、兩聯連續剛構和一聯連續剛構。這樣三種方案的選取一個大原則就是在技術條件允許的條件下盡可能的選擇一聯剛構方案。

3.2 主墩的優化

(1)初步分析與設計。在我們國家常見的連續剛構柔性墩形式主要有以下兩種，也就是實心薄壁墩和空心薄壁墩。上文中已經明確的提出過，在剛構蹲身的內部其應力與橋墩抗推剛度是密切相關的，而抗推剛度較小的薄壁式橋墩往往能夠較好的降低其自身應力，實際上，這也正是連續剛構一般都采用柔性墩的最根本原因。但是隨著聯長的不斷增加，墩身距離順橋方向水平位移變形零點的距離也是不斷增加的，上文中對于這樣一種狀況在實際環境下的變化狀況已經予以了說明，當墩高相對較矮的時候，其剛度往往就是很難降低的，此時這樣一種長聯的解決方案往往也就是完全不成立的。

(2)合理的主墩結構形式。在這里我們主要是從縱向受力的角度上來進行分析，連續剛構主墩的抗推剛度在實際的工程環境下最不容易與截面的尺寸想協調，因此在實際的過程中為了能夠較好的降低抗推剛度并優化截面內力，就必須要盡可能的減少截面的實際尺寸，而這樣一種尺寸的減少無疑就會使得整個截面的承載能力大大降低。除此之外，還需要注意和認識到的一點就是連續剛構聯長受橋墩內力的影響還是比較大的，聯長越長，在溫度變化以及收縮徐變所引起的墩位移也就越大，尤其是一些邊墩，對于聯長的變化更是非常的敏感。

(3)橫撐的設置與說明。在實際的橋梁工程設計中未增加高墩的穩定性而在高墩中加設橫撐這樣一種做法是非常之常見的，一般來說，加設橫撐主要是有以下兩個方面的作用：一方面是能夠較好的加強結構本身的穩定性，以此來切實的提高主墩本身的剛度;另一方面則是能夠通過高墩計算長度的減少來較好的降低長桿的壓彎效應。

3.3 優化合攏工藝

一般情況下，梁式橋的合攏順序有以下兩種：一種是由中間向兩邊逐步的合攏中跨，最后再進行邊跨的合攏，這樣一種合攏的順序和工藝只適合于一些跨數比較少且聯長比較短的橋梁，而對于一些結構縱向上受溫度和收縮徐影響較大的橋梁則應當排除掉這樣一種方法。另一種就是先進行邊跨的合攏，再逐步的合攏中跨，這樣一種合攏順序實際上是在梁式橋中應用相當普遍的。

4 結語

主要是對多跨高墩連續剛構的設計與建設要點展開了說明和分析，希望這樣一種探討能夠對相關方面的工作人員有一定的幫助。

［1］王吉英，張丙旭，要興雷.關于高墩連續剛構橋溫度效應的探討［J］.遼寧省交通高等?？茖W校學報，2004，(3).

［2］趙金和，李瑜，張立華.多跨高墩連續剛構的設計與探討［J］.公路工程，2011，(4).

［3］鄭鳳玉.高墩大跨徑曲線連續剛構橋不平衡合攏施工技術［J］.福建建設科技，2005，(1).

［4］林穎.淺談連續剛構施工控制設計［J］.湖南交通科技，2003，(3).

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2012-05-11