論連續剛構橋梁設計

賀玉娥

（貴州省銅仁公路勘察設計院，貴州 銅仁 554300）

1 連續剛構橋梁

1.1 連續剛構橋的定義

剛構是用剛接連接代替鉸接的橋跨結構。連續剛構橋是一種墩梁固接的多跨連續剛構橋型，墩梁固接可以節省支座的支出，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 連續剛構橋的特點

連續剛構橋具有跨徑大、抗震能力好、微變形、無需大型支座等特點。連續剛構橋的諸多優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，并具有很好的發展前景。

2 連續剛構橋梁的設計

2.1 連續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定系數的重要因素。橋梁結構穩定性系數是通過對施工現場工況的計算并結合監控數據進行穩定性分析、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 連續剛構橋梁的應力控制設計

連續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。

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

2.3 連續剛構橋梁的線形控制設計

在連續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，各個參數不斷加大對撓度的影響。主梁的撓度主要與主梁節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 連續剛構橋梁的施工設計

在連續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 連續剛構橋梁的溫度控制

在連續剛構橋梁設計中，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，日照溫差變化規律都不同。所以，在總結日照溫差變化規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，操作人員應根據一定的數據積累和模擬分析找出重要的影響因素并推導出相關的規律公式。在進行立模標高測試時，應根據埋入的傳感器溫度值推導出測試結果，并根據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展，連續剛構橋梁憑借著自身的諸多優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據有一定的偏差。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剛構橋在設計上的優勢充分的體現出來。連續剛構橋梁的設計理念是建立在以往橋型的基礎上，并不斷創新、改善，逐漸趕上了發展的步伐，滿足了社會的需要。

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