箱梁构造

1 连续箱梁

1.1 等截面箱梁

在我国预应力混凝土混凝土连续梁中最多采用的是等截面和变截面箱梁。等截面连续梁主要适用以下情形：

（1）跨径一般为40~60m（国外也有达到80m跨径），构造简单，施工快捷。

（2）立面布置以等跨径为宜，也可以不等跨布置，边跨与中跨之比不小于

0.6，高跨比一般为1/15~1/25.

（3）适应于支架施工、逐跨架设施工、移动模架施工及顶推施工。

1.2 变截面箱梁

变截面箱梁主要适用于大跨径预应力混凝土连续梁桥、梁底立面曲线可采用圆弧线、二次抛物线及折线等。为满足梁内各截面受力要求，可将截面的底板、顶板和腹板改变厚度。在孔径布置方面，边孔与中孔跨径之比一般为0.5~0.8，当边跨与中跨之比小于0.3时，边孔桥台支座要做成拉压式，以承受负反力。结合实例，分析发现边跨与中跨之比在0.5~0.54时，在过渡墩墩顶支座仍然留有足够的正压力，而不出现负反力，当小于0.3时，梁端受力接近固定端。

变截面箱梁的梁高与最大跨径之比，跨中截面一般为1/30~1/50，支点截面可选用1/15~1/20.

另外一个资料关于高跨比：

（1）跨中截面：h中=（1/30~1/50）L

（2）支点截面：h支=（1/16~1/25）L

（3）h中/h支：2.0~3.0

1.2.1 横断面形式

箱室数目与箱梁宽关系：

单箱单室：<18m

双箱单室：20m左右

单箱双室：25m左右

分离式双箱：>25m

一般等高度箱梁可以采用直腹板或斜腹板，变高度箱梁宜采用直腹板。

1.2.2 底板

底板厚度随负弯矩的增大而逐渐加厚至根部，根部厚度一般为根部梁高的1/10~1/12，以符合施工和运营阶段的受压要求，并在破坏阶段使中性轴尽量保持在底板以内。跨中底板厚度一般为20~25cm ，以满足跨中正弯矩变化及板内配置预应力钢筋与普通钢筋的要求。

1.2.3 顶板厚度

顶板厚度要满足：横向弯矩的要求；布置纵横向预应力钢筋得要求。顶板厚度与腹板间距可参考表格：

悬臂板的长度是调节顶板内弯矩的重要因素，一般可取腹板间距之半，当配置横向预应力时应尽量外伸。

顶板的悬臂长度3~5m ，其根部厚度60~70cm ，端部厚度15~20cm 。如果箱梁布置横向预应力，其端部厚度会有限制。横向预应力一般采用扁锚固，扁锚的最大型号为15-5，其锚固中点距混凝土边缘的最小距离为9cm 。

1.2.4 腹板厚度

腹板主要承受截面剪力和主拉应力。在预应力连续梁桥中，弯束对荷载剪力的抵消使得梁内剪应力和主拉应力较小。在变高连续梁桥中，截面高度变化也可减少主应力值。因此，除上述受力因素外，考虑预应力钢筋布置及混凝土浇筑的箱梁腹板最小厚度一般为：腹板内无预应力束管道时采用20cm ，有时采用23~30cm ；有预应力锚固是采用35cm 。在大跨径预应力混凝土连续梁中，腹板跨度宜从跨中向支点逐渐加宽，以承受支点处较大的剪力，一般采用30~80cm ，也有达到1m 左右。

根据另外一个资料，其支点处腹板厚的有一个经验计算公式：

1=(:90~120)n i

i A

H b λλ=∑

A=BL/2控制截面所承担的桥面积

H-控制截面梁高

bi-控制截面各腹板厚度

1.2.5 横隔板

横隔梁的主要作用是增加截面的横向刚度，限制畸变应力。对于单箱单室截面，目前的趋势是不设中横梁。

2 预应力混凝土连续刚构桥

连续刚构桥一般用在长大跨径、高墩桥梁上，其结构构造特点是中间桥墩采用墩梁固结，下部结构一般采用柔性桥墩，以减少因主梁的预应力张拉、温度变化、混凝土收缩、徐变等作用引起的变形受到桥墩约束后产生的次内力。

连续刚构桥在桥墩抗弯刚度较小时其工作状态接近于连续梁桥。与连续梁桥相比较，它在采用悬臂法施工时和使用阶段，墩顶与梁一直保持固结状态。连续刚构桥的主要优点在于可以减少大型桥梁支座和养护上的麻烦，减少桥墩及基础工程的材料用量。

以下内容主要介绍中、大跨径桥梁中常用的连续刚构桥的力学特点、适用范围以及构造上的一些特点。

2.1 力学特点及适用范围

在受力方面，上部结构仍为连续梁特点，但必须计入由于桥墩受力及混凝土收缩、徐变、温度变化引起的弹塑性变形对上部结构内力的影响。桥墩因需有一定柔度，所受弯矩有所减少，但在墩梁结合处仍有刚架受力性质。

由于桥墩参与工作，连续刚构桥与连续梁桥的工作状态有一定区别, 连续刚构桥由活载引起的跨中区域正弯矩比同跨径连续梁桥的小。当墩高达到一定高度后，两者上部结构的内力相差不大。对三跨连续刚构与三跨连续梁上部结构的弯矩进行比较可知：两者梁根部的恒载、活载弯矩基本一致；桥墩高40m时，两者梁跨中恒载、活载弯矩相差小于10％；连续刚构桥墩根部恒载、活载弯矩随着桥墩加高而减小，但墩高达到40m以上时减小的速率很小；连续刚构梁体内的恒载、活载轴向拉力随着桥墩加高而减小，但墩高达到30m以上时减小的速率很小。

当设计跨度超过100m 时，预应力混凝土连续刚构桥可作为连续桥梁的比选方案。

2.2 孔径布置

国内外已建成的连续刚构桥，边跨与中跨的跨径比值在0.5～0.692之间。大部分比值在0.54～0.56之间，比变截面连续梁桥的比值范围0.6～0.8要小。

理论研究分析证明，由于墩梁固结，边跨的长短对中跨恒载弯矩调整的影响很小，而边、主跨径之比在0.54～0.56时，不仅可以使中墩内基本没有恒载偏心弯矩，而且可以在边跨悬臂端用导梁支承于边墩上，进行边跨合拢，从而取消落地支架，施工也十分方便。

2.3 主梁截面尺寸

连续刚构桥主梁截面形式主要采用箱形断面，断面尺寸的拟定与连续梁基本相同。由于连续刚构桥墩梁连结，跨中活载弯矩比同跨径连续梁桥的小，因此跨中梁高略小于连续梁桥。根据已建成桥的统计，对于变截面梁墩顶处梁高与最大跨径的关系有：1max 0.0560.26()h l m =+

式中：l max ——连续刚构桥的最大跨径（m ）。

跨中梁高与最大跨径有如下关系：2max 0.0150.94()h l m =+

同时，一般箱梁根部高度与跨径比为1／18～1／22；箱梁跨中高度一般不小于2.5～3.0m 。

对于等截面梁，根据施工实际的统计，主梁高与最大跨径的关系：max 0.0520.202()h l m =+

近年来连续刚构多采用单箱单室主梁配以大悬臂，箱宽8～9m ，桥面宽15～18m ，宽桥可用分离式单箱。顶板厚0.25～0.28m ，底板跨中厚0.25～0.30m ，腹板跨中厚度0.5m 左右，底板和腹板的根部厚度选择与连续梁亦基本相同。