连续刚构桥主梁结构形式及特点

连续刚构桥主梁结构形式及特点

张宇1刘晓文2陈亮3

（1.天津城建设计院，天津；2.天津城建设计院，天津；3.天津城建设计院，天津）

摘要：研究预应力混凝土连续刚构桥梁主梁的结构形式及特点，并通过总结国内各预应力混凝土连续钢构桥的设计参数，总结了此类桥的技术指标，为同类桥梁设计提供参考。

关键词：连续钢构桥，结构形式，深梁，特点，截面

在预应力混凝土连续刚构桥梁中，为适应悬臂施工和正负弯矩配筋，主梁一般多采用箱形截面。根据桥梁的宽度不同而分为单箱单室、单箱多室、多箱单室、多箱多室等；根据纵向的跨径和梁高的变化而分为纵向等截面和纵向变截面等：根据桥梁所在的平面线形而分为直线桥和曲线桥等。箱形截面已成为大跨度桥梁所优先采用的截面形式。作用在箱形截面上的荷载主要是恒载和活载，恒载是对称作用或者近似对称作用的，活载一般都是偏心作用的，偏心作用的荷载会使截面产生扭转作用。而在箱形截面中，偏载所产生的纵向应力与对称荷载所产生的纵向应力两者数值比较接近。换句话说，箱形截面具有很大的抗扭刚度，结构能充分发挥整体受力作用，适合在大跨径桥梁中应用，这种截面所具有的良好受力性能正是它日益被广泛采用的主要原因。箱梁的截面尺寸主要由跨径决定，设计荷载、桥宽、桥墩刚度也有一定影响。

1．边跨与中跨比

连续刚构边跨与中跨度比的确定，首先取决于全桥的桥跨总体布置与自然条件的协调性，在此基础上再考虑梁体内力分布的合理性与施工的方便。国内外己建成的连续刚构桥，边跨和中跨的跨径比值在

0.5~0.692之间。大部分比值在0.55~0.58之间。这说明变截面连续刚构桥的边、中跨比值比变截面连续梁桥的比值范围0.6~0.8小。理论分析研究表明，由于墩梁固结，边跨的长短对中跨荷载弯矩调整的影响很小，边、中跨跨径之比0.54~0.56时，不仅可以使中墩内基本没有恒载偏心弯矩，而且因边跨合拢段较短，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．变截面箱梁底部线形．

变截面箱梁底部线形可以是曲线形、折线形、抛物线形等，具体应根据主梁内力的分布情况，按等载强比原则选定。通常在设计过程中，按常用的2次抛物线设计时，往往在跨度1／4,1／8截面底板混凝土应力紧张，因此在华南大桥的设计中采用1.5次抛物线，从而缓和了这个区域底板应力紧张情

况，根部高跨比也已达到1／20，并还有进一步减小根部高度的潜力。珠海大桥用1.8次的抛物线。幂次为1.5~1.8的抛物线，已开始推广使用。

3．梁高

连续刚构桥箱梁根部的跨高比一般为15.7~20.6，其中大部分为18左右，近年来已有一些桥梁达到甚至高于20。主跨中部的箱梁跨高比为46.2~85.1，其中大部分为54~60，并有上升的趋势。中国最大为南澳跨海大桥的73.7。梁跨高比的上升，是上部结构趋于轻型化的表现。

4．顶板、底板和腹板厚度

箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。当采用悬臂施工方法时，梁的下缘特别是靠近桥墩的截面承受很大的压应力。箱形截面的底板应提供足够大的承压面积，发挥良好的受力作用。在弯矩发生变号的截面中，顶板和底板都应各自发挥承压作用。确定箱形截面顶板厚度一般需考虑两个因素，即满足桥面板横向弯矩的要求和满足布置纵向预应力钢束的要求。公路桥顶板的厚度已由28cm减小为25cm，但进一步减小的可能已不大。底板除承受自身荷载外，还承受一定的施工荷载。当采用悬臂施工法时，箱梁底板还承受挂篮吊点的反力，设计时应考虑该反力对底板和腹板的作用。箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚直至墩顶，以适应受压要求。底板除需符合使用阶段的受压要求外，在破坏阶段还宜使中性轴线保持在底板以内，并有适当的富余。跨中正弯矩要求底板内配置一定数量的钢束，所以也要保证其厚度不致太小。底板的最小厚度多数为32cm，少数桥用得更薄，为28cm、25cm。底板的最大厚度，随着设计经验的丰富，以及采用高强混凝土，有减薄的趋势。腹板的最小厚度一般为40cm，个别的为35cm，有的采用50cm或更大些，最大厚度为55~80cm，其中虎门大桥辅航道桥采用40~60cm。

5．桥面板的悬臂长度

桥面板的悬臂长度也是调节板内弯矩的重要参数，在布置有横向预应力钢筋时，一般宜尽量外伸一些。根据目前一些资料，悬臂板外伸的长度越来越长。例如：法国跨越厄道尔(Adour)河桥，4跨72.5m连续梁，桥宽17.8m，单箱单室悬臂外伸达3.95m。当悬臂板加劲肋或加斜撑时，悬臂板还可以伸得更长一些。在确定悬臂板根部的活载弯矩时，当悬臂自由长度增加时，集中活载的荷载纵向分布长度也随着增加，所以对弯矩数值影响不大，这就是使选择悬臂长度时，具有较大的自由度。

参考文献

[1]马保林高墩大跨连续刚构桥北京：人民交

通出版社2001

[2]范立础．桥梁工程(上册)．北京：人民交通出版社1988

[3]中华人民共和国行业标准．公路桥涵设计通用规范(JTG D60．2004)．北京人民交通出版社，2004 [4]中华人民共和国行业标准．公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62．2004)．北京：人民交通出版社，2004

[5]项海帆．高等桥梁结构理论．北京：人民交通出版社，2001

连续刚构桥主梁结构形式及特点

作者：张宇， 刘晓文， 陈亮

作者单位：天津城建设计院

刊名：

城市建设理论研究（电子版）

英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu

年，卷(期)：2011(36)

本文链接：/Periodical_csjsllyj2011361172.aspx