(参考资料)连续刚构桥

6.3 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。

本节内容主要介绍中、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，能使读者对该类桥型有一定的认识和理解。

6.3.1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。

6.3.2 立面布置及构造特点

1．立面形式

连续刚构桥一般有两个以上主墩采用墩梁固结，墩梁固结的部分多在大跨、高墩上采用，它利用高墩的柔度来适应结构内预加力、混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的纵向位移，即把高墩视做一种摆动的支承体系。

连续刚构桥一般采用柔性桥墩, 柔性桥墩立面形式主要有三种。

（1）单柱式墩

单柱式墩（图 6.17a）截面形式多

为闭口箱形截面，为了满足变形要求，

多用在深谷和深水河流的高桥墩上，具体尺寸需根据对柔性的要求确定。 （2）双柱薄壁墩

大部分连续刚构桥采用双柱薄壁墩

（图6.17b），双柱薄壁墩能减小根部梁弯矩峰值。每柱薄壁墩又有空心、实心之分。实心双壁墩施工方便，抗撞击能力较强；空心双壁墩可节约混凝土40％

左右。设计中应根据桥的高度和跨径选用适当的抗压、抗弯、抗推刚度，

再决定合适的形式。

a ）

b ）

图6.17 连续刚构立面形式

双柱薄壁墩的中距b 与主跨跨度比值一般为1/20～1/25。

（3）Y 形柱式墩

Y 形柱在连续刚构中也有采用，它的上部为V 形托架，下部为单柱式，两者在立面上构成Y 字形。V 形托架可使主梁的负弯矩峰值降低一倍以上，下部的单柱具有一定的柔性，可满足纵向变形要求。Y 形柱连续刚构根部梁高（连V 形托架在内）是正常变截面连续刚构的（2～2.5）倍，梁和托架杆件都为等截面箱形结构或实体杆。

此外, 为了使多跨连续刚构桥有视觉上的动感，也可以采用V 形、X 形桥墩。

连续刚构桥常选用变截面主梁。

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。

3．主梁截面形式及尺寸选择

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：

1h 26.0056.0max 1+=l h （m） (6.8)

式中：——连续刚构桥的最大跨径（m）

。 max l 跨中梁高与最大跨径有如下关系：

2h 94.0015.0max 2+=l h （m） (6.9)

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：

202.0052.0max +=l h （m） (6.10)

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。

4．墩身尺寸

墩身尺寸的拟定主要应考虑墩身与主梁之间的刚度比以减少次内力。墩身高度主要由 桥面标高、桥梁建筑高度、桥下净空高度、主梁高度等因素决定。墩柱纵向厚度一般采用高度的1/8～1/15。墩柱较高时用较小的比值，墩柱较矮时则用较大的比值。

连续刚构桥的墩梁连结处的构造如图6.18所示，一般设置1道或者2道（双壁墩时）横隔板。1道横隔板的厚度宜取为t＝B（墩厚），2道横隔板的厚度宜取为t＝0.7～1.0m。

图6.18墩梁连接处构造

a）1道横隔板构造；b）2道横隔板构造

4．主梁预应力筋布置特征

连续刚构桥一般采用三向预应力，其主要特征如下：

（l）纵向预应力筋配置

纵向预应筋尽可能采用大吨位预应力群锚体系，以减小主梁断面；纵向预应力筋应尽可

能靠近肋的部位排列，并锚固在腹板中或承托中。这样既有利于端面的局部承压，又可以减

小纵向预应力筋弯曲所产生的横向内力；纵向预应力钢筋在布置对可用平弯与竖弯相配合，

使锚头在各块件端面的位置不变，以方便张拉千斤顶定位。但也需注意，不要使预应力弯曲

损失过分增加；在充分满足腹板承受主拉应力的条件下，尽可能减少向上、向下的弯起束，

以方便混凝土浇筑，并有可能减少预应力钢材用量。

（2）横向预应力筋配置

横向预应力筋可采用扁锚体系，减少纵槽预应力筋的干扰，并可以减小顶板的厚度； 每个节段完成后，张拉纵向预应力钢筋之前，应先张拉横向预应力钢筋。

（3）竖向预应力筋配置

竖向预应力一般采用精轧螺纹钢筋，它在营运阶段可以控制箱梁腹板裂缝，在极限状态

能承受一部分竖向力；每个节段完成后，张拉纵向预应力钢筋之前，应先张拉腹板中竖向预

应力筋。 但应充分注意到，竖向预应筋较短，预应力损失大；再加上施工中控制失当，很

容易造成预应力大部分丧失。

6.3.3 预应力混凝土连续刚构桥实例

1．双柱墩连续刚构桥

洛溪大桥主桥连续刚构为65m＋125m＋180m＋110m，合计480m，见图6.19。

该桥采用大吨位群锚配合较薄的顶板、底板，顶底板厚度由主内力控制，群锚张拉吨位

达4274kN。顶板厚28m，底板厚32～200cm。截面采用单箱单室薄壁截面，单位面积抗弯惯

矩大。根部腹板厚70cm，至L/7.3处减为50cm。箱梁高跨比较小，边跨根部高跨比1/16.25，

中跨根部高跨比1/18，跨中高跨比1/60。宽跨比为1/11.6，箱梁扭矩小，除墩顶外均不设

横隔板。大桥的下部结构采用分离式薄壁桥墩并设有混凝土围堰式防撞岛。

该桥采用三向预应力，纵向用VSL-EC5-31和19锚，横向用VSL-EC5-3锚，配合ф12.8mm

的7丝钢绞线；竖向用单根或双根φ32精轧螺纹粗钢筋，间距50cm。预应力筋配置特点为：

纵向预应力筋平、竖弯曲锚于箱梁承托中；底板预应力锚在尽可能靠近腹板的齿板中。