以大跨連續剛構橋為例
——橋梁設計關鍵技術問題分析

鄭遠彪，林平東

(寧波市交通規劃設計研究院有限公司，浙江 寧波 315100)

以大跨連續剛構橋為例
——橋梁設計關鍵技術問題分析

鄭遠彪，林平東

(寧波市交通規劃設計研究院有限公司，浙江 寧波 315100)

為了深入研究分析橋梁設計關鍵技術和問題，筆者將以大跨連續剛構橋為例，對橋梁的安全性和耐久性進行研究。

橋梁設計；關鍵技術；大跨連續剛構橋

1 關于大跨連續剛構橋橋梁設計主要存在的問題分析

1.1 分孔比例

通過對所在地形和橋梁使用功能需求的分析，結合以往的經驗數據，通過初步的結構計算分析，設計可有效的確定橋梁邊跨和中跨的比例，從而掌握大跨連續剛構橋的橋梁的整體布局。這樣設計人員在橋梁結構設計時就應根據相關數據做好相關協調工作，而且也可以合理的對橋梁承載力進行科學的分配。我們在設計的過程中應注重對國內外已建大跨連續剛構橋邊跨和中跨比例的數據分析研究。通過相關研究顯示，如果將橋梁邊跨和中跨比例控制在0.54～0.56之外，則有可能會引發邊墩合攏邊跨問題，這樣橋梁設計的質量就很難得到合理保障。

1.2 截面

在設計大跨連續剛構橋的過程中，設計人員應根據相關的建設方案，確定合理截面形式，常用的為箱形結構。整體箱梁對于中小跨徑且橋寬14 m以下宜采用單箱單室截面形式；橋寬18 m左右宜采用單箱雙室截面形式；橋寬在22 m以上時，一般采用單箱多室截面，也可采用雙箱形式。對于大跨連續箱梁橋寬16 m以下，一般采用單箱單室截面形式；橋寬18 m以上，可采用單箱雙室截面或分幅建造。剛構橋還受墩身剛度影響，各部分構造須滿足受力、構造、施工方便的要求。在滿足結構安全度的前提下，盡可能輕型化，按照滿足斜截面抗剪強度與抗彎強度要求，對斷面細部尺寸進行控制，同時滿足正常使用極限狀態的應力要求。

1.3 剛構主墩

在滿足抗彎、抗壓強度和壓桿穩定的前提下，橋墩應具有較小的抗推剛度，使溫度混凝土收縮、徐變和順橋向地震的不利影響降至最低限度。連續剛構橋為高次超靜定結構，溫度與混凝土收縮、徐變等將產生次彎矩。當主墩較矮或抗推剛度較大時，對縱向地震影響不利，在墩頂還會出現較大的拉應力。需要利用橋墩較小的抗推剛度來降低上述次彎矩。一般情況下，雙肢空心墩的墩高與主跨跨徑之比不宜小于0.13，否則應采取措施降低次彎矩。

1.4 溫度內力

在進行橋梁設計的過程中，設計人員不僅要考慮橋梁外在的承載力，與此同時，也應對橋梁內部承載力進行分析，對于大跨連續剛構，要深入研究橋墩的問題，根據實際橋梁建設情況，采用科學的方法，對溫度內力進行合理的控制。

對于采用瀝青混凝土鋪裝的混凝土橋面板必要時應考慮施工階段瀝青攤鋪引起的溫度影響；另外設計計算中帶有橫坡的箱梁截面的梯度溫度需進行修正基數；對于可能偏曬的橋梁，應考慮兩側溫度差的影響，對于南北走向的橋梁，東西兩側的溫度會由于陽光的偏曬產生溫度差，尤其是偏曬一側的腹板內外溫度差對結構內力有較大的影響；對于無懸臂的寬幅箱梁，宜考慮橫向溫度梯度引起的效應。

1.5 結構分析

設計過程中應注重對橋梁整體結構以及局部構造的受力計算，確保主橋結構設計符合規范要求，否則在建筑橋梁的過程中會產生嚴重安全事故。因此，設計人員應重視主橋結構設計，在進行主橋設計時，做好橋梁整體和部分承載力的計算，研究影響橋墩設計的因素。需要進行結構分析，在進行結構分析的過程中，設計人員首先要對橋梁縱向進行科學的計算，結合橋梁設計的特點，做好階段分解和單元劃分，這樣就可以準確的確定橋梁的荷載。然后要對橋梁結構應力和位移進行科學的計算，根據計算結果確定橋梁的預應力。其次，要對橋梁的內力進行計算。最后，要分析橋墩對橋梁建筑產生的影響。研究顯示，因為大跨連續剛構橋墩梁十分容易受到溫度的影響，橋梁混凝土的收縮力要會發生變化，受到地形環境的制約，導致橋梁的穩定性下降。所以，要對橋梁強度進行控制。

2 關于大跨連續剛構橋橋梁設計關鍵技術的研究

2.1 線性控制

在研究大跨連續剛構橋橋梁設計關鍵技術的過程中發現。在進行線性控制的過程中，必須按照相關的要求，建立其橋梁結構模型，根據虛擬模型計算橋梁數據，做好相關的數據分析工作。在創新模型的過程中，設計人員應合理劃分單元和節點，其次，要計算主梁和橋墩的模擬量，這樣才能正確進行結合剛壁連接。之后要對橋梁自由度進行相應的控制，做好工序設計，從而確定橋梁設計參數，便于施工單位參考。當橋梁設計模型成型后，要考慮橋梁結構變形量與受力問題。設計人員只有提前做好線性控制的準備措施，才能確保在實際橋梁設計時，有效的控制突發問題，進而保障橋梁設計的質量。

2.2 應力控制

研究顯示，應力控制也是大跨連續剛構橋橋梁設計控制關鍵技術，其控制原理主要是按照橋梁實際應力值，根據應變規律，計算相關的數據結果，設計人員要對橋梁結構的預應力進行控制，因此，需要做好相關的運算，否則將無法掌握材料彈性模量。同時，要考慮橋梁建設所需要的施工材料的量，確保施工材質達到相關的標準。必須要根據測試結構，完善橋梁設計方案，確保橋梁設計方案的完善。

3 結束語

總而言之，在設計大跨連續剛構橋的橋梁結構時，應做好全面的考慮研究，掌握影響橋梁設計的因素，如分孔比例、溫度內力、墩身高度等，然后有針對性的選擇設計方法，完善橋梁設計的方案，根據設計方案的要求和內容，解決橋梁設計的問題，一定要考慮如何優化構造和鋼束配置，這樣才能做好線性控制與應力控制，進而提升橋梁設計的質量。

[1] 姜曉鵬,高海亮.橋梁設計的現狀與改善策略的探討[J].綠色環保建材，2017，(5)：33-77.

[2] Joris Smits.纖維增強復合材料應用于荷蘭橋梁設計:面臨創新性、可持續性和耐久性的建筑挑戰[J].Engineering，2016，(4)：56-78.

2017-05-12

U442

：C

：1008-3383(2017)07-0145-01