1、CM&M 2023.01285际施工过程中无须进行体系转换;该结构中桥梁柱墩并未涉及支座,所以后期不需要对支座进行维护;无论是在温度、沉降,还是在收缩、徐变等任何外界因素的影响下都不会产生次内力效应。该结构主要存在的不足:该结构桥梁需要设置桥孔数 2 倍以上的伸缩缝,影响司乘人员的舒适性;如果在设计初期未能全面考虑,很有可能会造成跨中 T 构出现徐变和收缩问题,从而影响行车舒适性;为了保证桥体的抗风要求,必须采取相应的措施,由此会导致桥梁抗弯刚度与横桥向抗扭刚度降低。2.2 连续梁桥连续梁桥如图 2 所示。该结构的优势表现在:相对于 T 型刚构桥而言,伸缩缝有极为明显地减少,由此极大提升了行车
2、的舒适性;连续梁桥具备良好的抗振性能;在滑动支座的作用下,上部桥梁结构的连续长度,可以根据工程项目的实际情况作适当延长;基于滑动支座的支持,在外界各种因素的影响下,上下部结构产生的次内力很小,影响力较低。连续梁桥存在的不足主要表现为:由于底座是滑动支座,所以在施工过程中需要对桥墩的制作进行加固处理,后期需要定期进行维护,并且需要专业的管理;由于抗0 引言连续-刚构连续体系梁桥结构的优势是主梁连续、墩梁稳定,既确保了连续梁无伸缩缝、行车平稳的优势,又保持了 T 型无须转换的优势,且还可以更好地满足大跨径梁桥的受力要求。正是由于连续-刚构连续体系梁桥的众多优势,使得该类桥型在我国桥梁建设中得到了迅
3、速的推广和应用。本文结合实际工程案例,分析连续-刚构连续体系梁桥结构特点,通过与连续梁、T 型刚构等的对比,总结其应用范围及技术优势,提出连续-刚构连续体系梁桥结构设计方法与要点。1 工程概况宜宾至毕节高速公路威信至镇雄段,马付湾中桥位于威信县扎西镇甘河村,为上跨箐沟和地方路而设,左幅全长 68m;右幅全长 70m。全线采用双向四车道高速公路标准建设,设计速度 80km/h,桥面全宽 112m(单幅桥宽)。本项目上部结构采用 20m 先简支后连续预应力混凝土连续 T 形梁;下部结构桥梁墩台采用人工挖孔桩基础,桩身为 C30 钢筋混凝土;左幅 1#墩桩基 2 根,桩径1.5m,桩长 20m。2#
4、墩桩基 2 根,桩径 1.5m,桩长16m;右幅 1#墩桩基 2 根,桩径 1.5m,桩长 20m。2#墩桩基 2 根,桩径 1.5m,桩长 16m;桥台采用柱式桥台,桥台为 C30 钢筋混凝土。2 三种不同结构体系梁桥对比为了研究连续钢构连续体系梁桥结构主要特点,需要对 T 型刚构桥、连续梁桥、连续-钢构连续体系梁桥得结构特点进行对比。2.1 T型刚构桥T 型刚构桥如图 1 所示。该结构的优势在于:在实连续-刚构连续体系梁桥结构设计及施工技术周江涛摘要:结合实际工程案例,分析连续-刚构连续体系梁桥结构特点,通过与连续梁、T 型刚构等的对比,总结其应用范围及技术优势,提出连续-刚构连续体系梁桥
5、结构设计方法与要点,同时结合实际工程案例分析了其施工要点,以期能为相关从业者提供参考建议。关键词:钢构连续体系梁桥;结构设计;施工技术(中铁十九局集团第二工程有限公司,辽宁辽阳 111000)图2 连续梁桥示意图图1 T型刚构梁桥示意图286工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工其看做成一个柔性的桩基,因为柔性桩基同样具有很小的抗推刚度。随着连续-钢构连续体系梁桥设计与施工水平的不断提高,大伸缩装置中的作用越来越明显,为此连续钢构的长度需要进行适当的延长。现阶段,我国最长的连续体系梁桥长度为 1060m,但为了降低内力温度,需要严格控制连续钢构总长2。3.4 合拢温
6、度问题连续-刚构连续体系梁桥采用悬臂式施工技术,在完成的最后一个梁端的浇筑后在对主梁进行合拢,完成体系的转换。主梁合拢主要包括边跨合拢和中跨合龙,合拢要求在施工组织设计的合拢温度下进行。如果当合拢不能在施工组织设计要求的温度下合拢,施工企业应当严格计算该温差下产生的位移。4 连续-刚构连续体系梁桥结构设计要点4.1 桥跨的设计对国内已经建设完成的连续刚构桥梁分析发现,边中跨的跨径比例为 0.50.7。通常情况下,在具体的连续钢构梁桥设计工作中,为了使边跨的最大正弯矩和中跨的最大正弯矩可以达到同样的标准,边跨正弯矩的误差应控制在 0.550.58 之间。如果主梁在设计中使用变截面构造,则边中跨比
7、例应保持在 0.70.8 之间。在实际设计中,可以通过恒载+活载的方法进行计算,以此来确定最合理的连续钢构边中跨比例和正弯弯矩。在实际计算过程中,当边跨和中跨最大正弯弯矩达到相同标准时,边跨比率就是最合理的跨比例。大量的实践证明,连续钢构桥梁的主跨和边跨的比例值应该保持在 0.540.56的范围内。4.2 截面的设计连续钢构桥梁截面设计除了包括梁高和板厚的设计,同时包含了截面形式的选择,其中截面形式选择,需要具备超强抗弯能力、抗扭性能的箱型断面(主要使用的是边截面箱型断面)。4.2.1 桥跨比主梁高的设计主要遵循箱梁根部高跨比,一般为1:151:21,本工程案例中设计采用了 1:18。高跨比的
8、选择主要的目的是满足根部的抗弯性能。而针对跨中梁高的设计,需要根据连续刚构桥梁跨中正截面的抗弯承载力来确定,其桥跨比应该保持在 1:461:60。目前我国连续刚构桥梁大部分桥跨比选择保持在 1:541:60 之间。新型建设材料在工程中的广泛应用,使得桥梁结构变得越来越轻。桥梁中跨使用新型材料或钢结构时,对于结构设计的高度可根据实际情况降低,这会在某种程度上影弯刚度与抗扭刚度较低,所以还需要采取临时措施来保证横向抗风稳定性。2.3 连续-刚构连续体系梁桥连续-刚构连续体系梁桥如图 3 所示,其优势主要表现为:在实际施工过程中无须进行体系转换,并且在设计中并没有设置主墩支座;伸缩缝熟料较少,有效地
9、保证了车辆行驶的舒适性;桥梁的顺桥方向抗弯刚度及横桥向抗扭刚度很大,能够满足特大跨径桥梁的受力要求;桥梁在其他外界因素的影响下次内力较小,可以通过桥墩纵向抗推刚度得以释放。通过三种不同结构体系梁桥的对比分析,可以清晰地发现,连续-刚构连续体系梁桥结构不仅具有明显的技术优势,而且还可以解决另外两种结构中存在的不足与问题。3 连续-刚构连续体系梁桥结构设计常见问题通过以上对连续-刚构连续体系梁桥结构特点分析,我们可以发现,连续刚构连续体系梁桥结构有着很多方面的优势,又巧妙地回避了自身的缺点,是一种很好的桥型,但在具体的设计与施工过程中,依然需要注意以下几个方面的问题。3.1 分孔比例问题连续-刚构
10、连续体系梁桥中跨和边跨比的问题,与整座桥梁的总体布置情况和项目所在区域内的自然条件有着紧密的联系性。另外,还要综合考虑桥梁的内力分布情况和施工的便捷性。纵观国内外已经建设完成的连续-钢构连续体系梁桥,中跨和边跨的比值一般在 0.50.6921。3.2 合理截面问题通常情况下,连续-刚构连续体系梁桥设计与施工采用的箱型截面形式,当顶宽在 22m 以下时,可采用单箱单室;当顶宽超过 22m 以上时,可分为上行和下行,建设成为双幅桥,截面为两个分离单箱室,其上部结构采用变截面箱形梁。3.3 温度应力问题连续-刚构连续体系梁桥是一种静定结构,为防止温度应力过大,需要采取以下针对性的措施:一是缩小桥墩的
11、抗推刚度,二是合理控制连续钢构的长度。理论知识和施工实践同时证明,桥墩的抗推刚度越小,其内力温度会随之减小;如果桥墩墩身本身不高,可以将图3 连续刚构梁桥CM&M 2023.01287参考文献1 郭春雷,倪燕,孟繁杰,等.连续刚构桥梁设计与施工浅析 J.水利水电工程设计,2007(2):44-46.2 王英.连续刚构桥梁的结构设计分析及施工研究 J.建筑工程 技术与设计,2017(5):496.3 陈峰.连续刚构桥梁主梁挂篮设计与施工技术 J.建筑工程技 术与设计,2016(33):995,991.4 刘召起.连续-刚构连续体系梁桥结构设计及施工工艺 J.工 程建设与设计,2018(12):1
12、99-202.响桥梁的高度,进而使主跨、根部梁的高度受到影响3。连续钢构梁桥在具体设计过程中,如果采用的是变截面形式,要想使其能够适应结构荷载,需要利用 1.51.8 次方的抛物线科学合理地设计结构尺寸,以确保箱梁达到最理想的应力状态。4.2.2 板厚设计板厚设计内容包含顶板、底板以及腹板厚度设计。底板厚度设计中,为了更好地满足抗弯和桥面局部受力要求,腹板厚度必须要满足结构抗弯要求。根据相关工程规范以及实际案例可知,底板的设计厚度一般为 2532cm,顶板的厚度设计应为 2528cm 的范围内,腹板的厚度设计一般要保持在 40cm 左右。板件的厚度设计往往还与工程所使用的材料有直接关系,如果采
13、用新型高强度轻质材料,满足设计受力要求的前提下,可以适当降低板件的厚度。4.3 温度内力的设计连续钢构桥梁结构属于超静定结构体系中典型的案例,所以受外部环境的影响会产生次内力,进而对结构设计带来困难。为了降低由于外部环境产生的次内力影响,针对温度内力的设计要考虑以下问题。4.3.1 通过提升桥墩的高度来降低桥墩抗推刚度连续刚构桥梁中,桥墩的抗推刚度与温度次内力的影响有着密切的联系,抗推刚度越低,则影响力越小,所以在设计中,可以通过提升桥墩的高度来降低桥墩的抗推刚度,以此降低温度次内力的影响力。此外,可以将桥墩设计成柔性桩基,缩小桥墩的抗推刚度。4.3.2 严格控制连续钢构的总长连续-钢构连续体
14、系梁桥结构设计与施工水平的不断提升,使得连续钢构的长度也得到了全面提升,在设计过程中为了降低温度内力的影响,需要在设计时,采取限制连续刚构的长度的方式来限制温度内力的影响。4.3.3 合理控制施工合拢温度合龙施工是在实际施工过程中的关键环节,合拢的状态对于桥梁的质量、美观性等都有着关键性的影响。如果在施工过程中合拢温度控制不合理,则会导致温度次内力明显上升。此外,在具体的施工过程中,如果合拢温度难以达到设计要求时,设计人员需要正确计算温差影响下的变位数值,促使支座压力得到释放,并快速固结,然后再安装刚性连接构件。5 连续-刚构连续体系梁桥常用工法5.1 连续刚构桥梁支架施工法连续刚构桥梁支架施
15、工法是目前应用较为广泛的施工技术之一,该工法主要是通过满堂现浇方式组织和开展施工,由此决定了连续刚构桥梁支架施工法,只能被应用到中跨和小跨直径的连续-钢构梁桥工程项目建设过程中。该工法的主要优势在于结构可以一次性成型,但需确保支架具有足够的安全性和稳定性,避免安全事故的发生。5.2 连续钢构桥梁悬臂施工法连续钢构桥梁悬臂施工法指的是根据对称悬拼和现浇相结合的方式,施工过程中通过拓展和延伸结构,形成最大的双悬臂,然后形成具有整体性的合拢体系。该工法主要适用于高墩和大胯结构的连续刚构桥梁施工中,其主要优势在于可以有效提高桥梁的跨越能力,施工工序简单,成本较低,并已经形成了成熟的施工工艺4。采用连续
16、刚构桥梁悬臂施工法施工时,需要悬臂浇筑、挠度以及模板立模标高等方面的控制。6 结语连续-钢构连续体系梁桥结构相对于传统的桥梁结构有着明显的优势,可以有效地解决传统桥梁结构中的不足与问题。通过结合实际案例,加强对连续-刚构连续体系梁桥结构设计及施工技术研究,可为其设计与施工技术的完善与优化提供参考,对于推动连续刚构桥梁的设计应用具有一定的参考价值。本文以宜宾至毕节高速公路威信至镇雄段为主要研究对象,分析了连续刚构连续体系梁桥结构设计与施工的相关事项,得出以下结论:连续刚构连续体系梁桥采用落地支架施工方法,工艺比较成熟,施工便捷,但其适用范围受到了一定的限制,对于现浇段距离地面较高或者支架搭设难度较大的情况下,施工工艺具有很大的局限性。从经济、安全、稳定的角度来看,连续刚构连续体系梁桥采用了不平衡长度悬浇现浇施工工艺,该工艺具有很多的优势,比如可以缩短施工周期、降低工程造价以及保证施工安全等。