谈先简支后连续空心板梁无缝桥梁设计
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恶劣 ， 施工 质量稍有缺陷或不足 ， 就会引起 早期破 坏 ， 是桥梁 结构 的 ， 下部结构之 间通 过设 置支 座完成 荷 载 的传 递 ， 上 上下 部结 构 中最易遭受破坏而 又难 以修 补的部位 。桥 梁伸缩 装置 的破坏 ， 又 设 计相互独立 ， 互不影响 ， 而无缝桥 梁 的主梁 、 台和桩 基础构 成 墩
一
置” 。本文 以天津市滨海 高新 区一 座无 缝桥梁 为依 托 ， 细阐 理 困难 。若桩基刚度 太小 ， … 详 桩身 变形 较大 ， 易导致 路桥 相接 处 路 述了一种新型无缝 桥 梁— —先简 支后 连续 空心 板梁 无缝 桥梁 的 面开裂 ， 基设 计也不再适用于桥 梁规范 规定 的“ 法 。该无 缝 桩 ｍ”
关键词 ： 先简支后连续 ， 空心板梁 ， 无缝桥 梁
中 图分 类 号 ： ４ ２ ５ Ｕ ４ ． 文 献 标 识 码 ： Ａ
为 了适应桥梁 上部结 构在 季节 性 温度 和 日照温度 变化 下 的 过预埋锚栓与桥 台连 在一起 ， 防止路桥连接处产生缝 隙。
伸长及缩短 ， 统的做 法是 在桥 梁两 端设 置伸缩 装置 ， 传 以满足 桥 １ ２ 先 简支后连 续无 缝桥 梁设 计 ． 梁的纵 向变形要求 。桥梁伸 缩装 置长期 暴露在 大气 中， 使用 环境 传统 的简支 梁 桥设 计 中 ， 下部 结 构与 上 部 结构 是 完全 分 开
谈 先 简 支 后 连 续 空 心 板 梁 无 缝 桥 梁 设 计
白 玉 川
（ 天津市 市政 工程设计研 究院 ， 天津 ３０５ ） ００ １
摘
要： 以一座先简支后连续 空心板 梁无缝桥梁为依托 ， 详细介绍 了无缝桥 梁的设计 思路 以及 上下部 结构连 接节点 构造 ， 为该 类
桥梁 的设计提供 了借 鉴意义 ， 无缝 桥梁的推广应 用奠定 了基础 。 为
会 引起较大 的车辆 冲击 作用 ， 剧伸 缩装 置及 主梁端 部 的损坏 ， 加
个整体 ， 各部分受力互相作用 、 影响 ， 设计 时必须 考虑桩一土 的 导致 “ 恶性循环 ” 急剧 降低桥 梁使 用寿命 ， 界各 国 的学者都 在 共 同作用 。本桥位于软土地 区， 质条件 决定 了下部结构必 须 ， 世 地 寻找最好 的伸 缩 装置 结 构 ， 现 “ 好 的伸 缩 装 置 是无 伸 缩 装 采 用桩基 ， 发 最 桩基 刚度太 大则 导致 台梁连 接处 易产 生裂缝 ， 节点 处
设 计思路 。
桥 梁设计时 ， 首先建立 桥梁 的整 体模型 ， 部结 构作 为整 体板 考 上 虑桩一 土的共 同作用 ， 控制 桩顶 位移 满足 规 范规定 的限值 ， 取 选
１ 概述
桥 ０ｃ 桥 天津市地处海河 流域下 游 ， 临渤 海 ， 东 北依 燕 山 ， 地势 平坦 。 桩 基直径。通过 多次试 算 ， 墩桩 径 采 用 ８ ｍ， 台桩径 采 用 ６ ｍ， 台 和桥 墩 桩 间距 采 用 ３８ｃ ０ｃ 桥 ０ ｍ。 本 区域主要属于 暖温带半 湿 润大 陆性季 风气 候 ， 季风 显著 ， 四季 下 部结构桩基直 径确定 后根 据桥 梁规 范 “ 法计 算桥 台和 ｍ” 分明， 度适 宜， 温 日差 较 小 ， 霜 期 长 ， 市 累计 年 平 均 气 温 无 全
１１ 总体 设计 ．
该先简支后连续无缝桥梁全 长 ３ ． 斜交角 ７ 。 桥梁 全宽 ７ ２ｍ， ４， ６ 两幅桥设置， ０ｍ， 设计荷载为公路一 Ｉ ， 级 人群荷载为 ３５ｋ ／ ２ ． Ｎ ｍ 。
中板 宽 ９ ｍ， 板宽 ９ ． ｍ。下部结构采用桩顶 盖梁排架式墩 ９ｃ 边 ９ ５ｃ
土 （ Ｃ２ Ｆ Ａ －０ ）＋１ ｍ ４ ０ｃ Ｃ ０防水 混 凝 土 铺 装 （ 图 １ 。 见 ）
截 面简支梁 ， 照铰接板 法计 算各块板 的横 向分布 系数 。表 ２为 按
支点约束采用上述弹性约束 ， 考虑盖 梁建立上 部结 构计算模 上 部结 构采用先简支后连续空心 板梁结 构 ， 载横 向分布 系 荷
全桥共划分 ７ ４个 单元 ， 图 ２ 见 。 桥梁 上部结构采用 １ ０ｍ普 通钢筋 混凝 土空 心板 梁 ， 高 ５ ｍ， 型 ， 梁 ０ｃ 连续空心板梁荷 载横 向分布 系数 计算基 本 台， 钻孔灌注桩基础 ， 中墩桩径 ８ ｍ， 台桩径 ６ ｍ。桥面铺装 数计算 与简支梁不 同 ， ０ｃ 桥 ０ｃ 思路 是 ， 把非简 支梁 体系的某 一桥跨变换 为跨度相 同的等刚度 长 采用 ４ ｃ 细粒 式沥青混 凝土 （ Ｃ １ Ｃ ｍ Ａ 一３ ）＋７ｃ 中粒式 沥青混 凝 ｍ
对应 于单 片板梁的弹性约束见表 １ 。 １． ４ １℃ 。天津地 区为软土地 区， 本桥 位于 天津市 区东 北部 区域 ， 桥墩处 的弹性刚度 ， 桥位 处地质分层上部 主要 由粉 土和粉质 粘土构成 ， 下部 主要 由粉 砂和粉质粘土构成 。
位置 桥 台盖粱底 桥墩 盖梁底
表 １ 对应于每片板梁的弹性系数
第３ ８卷 第 １ ８期 ２０ １２ 年 ６ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮ ＡＲＣＨＩ ＥＣＩＸＩ Ｔ Ｉ ＵＲＥ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ８ １ ３ ．１
Ｊｎ ２ １ ｕ ． ０２
・１ ９ ・ ８
文章编号 ：０ ９６ ２ （ ０ ２ １ — １ ９０ １０ —８ ５ ２ １ ） ８ ０ ８ —３
水平弹性系数 ｋ／ Ｎ ｍ ８２ ５ ８ ７ ．６ ５９ ６ ５ ９ ．５ 竖 向弹性系数 转 动弹性 系数 弯剪系数 ｋ／ Ｎ ｍ ｋ ・ 弧 度 ｋ ・ ｍ Ｎ ｍ／ Ｎ ｍ／ １ ０ ．０ ２４６ ９ ２ ９ ．０ ７１３ １ ４ ７ ．６ ｌ ５ ８ ２ ８ ２ ．９ ８６ ０ ６ — ４４６ ５ １ ９ ．５ — ９３ ６ ９ １ ｏ ．Ｏ
一
置” 。本文 以天津市滨海 高新 区一 座无 缝桥梁 为依 托 ， 细阐 理 困难 。若桩基刚度 太小 ， … 详 桩身 变形 较大 ， 易导致 路桥 相接 处 路 述了一种新型无缝 桥 梁— —先简 支后 连续 空心 板梁 无缝 桥梁 的 面开裂 ， 基设 计也不再适用于桥 梁规范 规定 的“ 法 。该无 缝 桩 ｍ”
关键词 ： 先简支后连续 ， 空心板梁 ， 无缝桥 梁
中 图分 类 号 ： ４ ２ ５ Ｕ ４ ． 文 献 标 识 码 ： Ａ
为 了适应桥梁 上部结 构在 季节 性 温度 和 日照温度 变化 下 的 过预埋锚栓与桥 台连 在一起 ， 防止路桥连接处产生缝 隙。
伸长及缩短 ， 统的做 法是 在桥 梁两 端设 置伸缩 装置 ， 传 以满足 桥 １ ２ 先 简支后连 续无 缝桥 梁设 计 ． 梁的纵 向变形要求 。桥梁伸 缩装 置长期 暴露在 大气 中， 使用 环境 传统 的简支 梁 桥设 计 中 ， 下部 结 构与 上 部 结构 是 完全 分 开
谈 先 简 支 后 连 续 空 心 板 梁 无 缝 桥 梁 设 计
白 玉 川
（ 天津市 市政 工程设计研 究院 ， 天津 ３０５ ） ００ １
摘
要： 以一座先简支后连续 空心板 梁无缝桥梁为依托 ， 详细介绍 了无缝桥 梁的设计 思路 以及 上下部 结构连 接节点 构造 ， 为该 类
桥梁 的设计提供 了借 鉴意义 ， 无缝 桥梁的推广应 用奠定 了基础 。 为
会 引起较大 的车辆 冲击 作用 ， 剧伸 缩装 置及 主梁端 部 的损坏 ， 加
个整体 ， 各部分受力互相作用 、 影响 ， 设计 时必须 考虑桩一土 的 导致 “ 恶性循环 ” 急剧 降低桥 梁使 用寿命 ， 界各 国 的学者都 在 共 同作用 。本桥位于软土地 区， 质条件 决定 了下部结构必 须 ， 世 地 寻找最好 的伸 缩 装置 结 构 ， 现 “ 好 的伸 缩 装 置 是无 伸 缩 装 采 用桩基 ， 发 最 桩基 刚度太 大则 导致 台梁连 接处 易产 生裂缝 ， 节点 处
设 计思路 。
桥 梁设计时 ， 首先建立 桥梁 的整 体模型 ， 部结 构作 为整 体板 考 上 虑桩一 土的共 同作用 ， 控制 桩顶 位移 满足 规 范规定 的限值 ， 取 选
１ 概述
桥 ０ｃ 桥 天津市地处海河 流域下 游 ， 临渤 海 ， 东 北依 燕 山 ， 地势 平坦 。 桩 基直径。通过 多次试 算 ， 墩桩 径 采 用 ８ ｍ， 台桩径 采 用 ６ ｍ， 台 和桥 墩 桩 间距 采 用 ３８ｃ ０ｃ 桥 ０ ｍ。 本 区域主要属于 暖温带半 湿 润大 陆性季 风气 候 ， 季风 显著 ， 四季 下 部结构桩基直 径确定 后根 据桥 梁规 范 “ 法计 算桥 台和 ｍ” 分明， 度适 宜， 温 日差 较 小 ， 霜 期 长 ， 市 累计 年 平 均 气 温 无 全
１１ 总体 设计 ．
该先简支后连续无缝桥梁全 长 ３ ． 斜交角 ７ 。 桥梁 全宽 ７ ２ｍ， ４， ６ 两幅桥设置， ０ｍ， 设计荷载为公路一 Ｉ ， 级 人群荷载为 ３５ｋ ／ ２ ． Ｎ ｍ 。
中板 宽 ９ ｍ， 板宽 ９ ． ｍ。下部结构采用桩顶 盖梁排架式墩 ９ｃ 边 ９ ５ｃ
土 （ Ｃ２ Ｆ Ａ －０ ）＋１ ｍ ４ ０ｃ Ｃ ０防水 混 凝 土 铺 装 （ 图 １ 。 见 ）
截 面简支梁 ， 照铰接板 法计 算各块板 的横 向分布 系数 。表 ２为 按
支点约束采用上述弹性约束 ， 考虑盖 梁建立上 部结 构计算模 上 部结 构采用先简支后连续空心 板梁结 构 ， 载横 向分布 系 荷
全桥共划分 ７ ４个 单元 ， 图 ２ 见 。 桥梁 上部结构采用 １ ０ｍ普 通钢筋 混凝 土空 心板 梁 ， 高 ５ ｍ， 型 ， 梁 ０ｃ 连续空心板梁荷 载横 向分布 系数 计算基 本 台， 钻孔灌注桩基础 ， 中墩桩径 ８ ｍ， 台桩径 ６ ｍ。桥面铺装 数计算 与简支梁不 同 ， ０ｃ 桥 ０ｃ 思路 是 ， 把非简 支梁 体系的某 一桥跨变换 为跨度相 同的等刚度 长 采用 ４ ｃ 细粒 式沥青混 凝土 （ Ｃ １ Ｃ ｍ Ａ 一３ ）＋７ｃ 中粒式 沥青混 凝 ｍ
对应 于单 片板梁的弹性约束见表 １ 。 １． ４ １℃ 。天津地 区为软土地 区， 本桥 位于 天津市 区东 北部 区域 ， 桥墩处 的弹性刚度 ， 桥位 处地质分层上部 主要 由粉 土和粉质 粘土构成 ， 下部 主要 由粉 砂和粉质粘土构成 。
位置 桥 台盖粱底 桥墩 盖梁底
表 １ 对应于每片板梁的弹性系数
第３ ８卷 第 １ ８期 ２０ １２ 年 ６ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮ ＡＲＣＨＩ ＥＣＩＸＩ Ｔ Ｉ ＵＲＥ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ８ １ ３ ．１
Ｊｎ ２ １ ｕ ． ０２
・１ ９ ・ ８
文章编号 ：０ ９６ ２ （ ０ ２ １ — １ ９０ １０ —８ ５ ２ １ ） ８ ０ ８ —３
水平弹性系数 ｋ／ Ｎ ｍ ８２ ５ ８ ７ ．６ ５９ ６ ５ ９ ．５ 竖 向弹性系数 转 动弹性 系数 弯剪系数 ｋ／ Ｎ ｍ ｋ ・ 弧 度 ｋ ・ ｍ Ｎ ｍ／ Ｎ ｍ／ １ ０ ．０ ２４６ ９ ２ ９ ．０ ７１３ １ ４ ７ ．６ ｌ ５ ８ ２ ８ ２ ．９ ８６ ０ ６ — ４４６ ５ １ ９ ．５ — ９３ ６ ９ １ ｏ ．Ｏ