馬 凌，邱哲峰

(南京中交道路橋梁工程勘察設(shè)計有限公司，江蘇南京210004)

0 引言

隨著交通運輸?shù)陌l(fā)展，橋梁建設(shè)也進入了一個快速發(fā)展的時期。技術(shù)的改革創(chuàng)新，以及使用形式的要求使得各種形式的橋梁出現(xiàn)在社會發(fā)展和城市交通建設(shè)中。在這其中，連續(xù)體系橋梁是一類使用較早且較為廣泛的橋梁類型。從1983年廣東珠海的珠江三橋開始，連續(xù)體系橋梁在我國已經(jīng)有30 a的建設(shè)歷史，其建設(shè)類型從最初的簡單箱室類型發(fā)展到現(xiàn)在的雙幅多箱室形式。與其他形式的橋梁相比，連續(xù)體系橋梁的跨度并不是很大，主要用于較小跨度的橋梁建設(shè)。其體系特點主要體現(xiàn)在四個方面：首先，由于支點負彎矩的卸載作用，跨中正彎矩大大減小，恒載、活載均有卸載作用；其次，由于彎矩圖面積的減小，跨越能力增大；第三，由于連續(xù)體系梁橋?qū)儆诔o定結(jié)構(gòu)，對基礎(chǔ)變形及溫差荷載較敏感；第四，在使用過程中，由于整體性能較為穩(wěn)定，跨度較小，因此其行車條件非常好。本文主要對連續(xù)體系梁橋的設(shè)計及其力學計算兩個方面展開分析，為實際的連續(xù)體系梁橋的施工帶來一定的參考。

1 連續(xù)體系梁橋設(shè)計分析

在橋梁設(shè)計時，要針對不同的使用條件和使用原則進行整體和細節(jié)的設(shè)計，例如跨徑布置確定等。

1.1 跨徑布置的設(shè)計

在連續(xù)體系梁橋設(shè)計中，跨距布置非常重要。連續(xù)體系梁橋跨距布置的設(shè)計原則有四個方面，分別是減小彎矩、增加剛度、方便施工、美觀要求。從這四個原則上也可以進一步發(fā)展。連續(xù)體系梁橋?qū)τ跇蛄簭澢囊蠓浅栏?。在實際設(shè)計時要根據(jù)不同的用途設(shè)計不同的類型的跨徑。一般而言，在連續(xù)體系梁橋的設(shè)計時，對于大跨度的橋梁，一般采用不等跨布置，其邊跨一般為中跨的0.5～0.8。對于中小跨度的橋梁在設(shè)計時一般采用等跨距布置。這樣施工方便，并且非常美觀，對于安全性也沒影響。當橋梁有特殊使用要求時，也可將跨度設(shè)為短邊跨布置，但在一般情況下不會使用。

1.2 截面形式的設(shè)計

連續(xù)體系梁橋的形式有很多種，包括：板式截面、肋梁式截面，箱形截面，以及其它形式的截面。在實際的工程中，主要應(yīng)用前三種截面形式。板式截面分為兩種：實體板主要用于中小跨徑連續(xù)梁橋，并進行支架現(xiàn)澆；空心板材料用于15～30 m連續(xù)梁橋，有支架現(xiàn)澆，板厚可取0.8～1.2 m。肋梁式截面主要用于用于跨徑25～50 m，預制架設(shè)，梁高一般取1.6～2.5 m。箱形截面，用于跨徑超過30～60 m以上，有支架現(xiàn)澆、逐孔施工及懸臂施工等多種方法，對于不同的形式，其頂板寬度也不相同，例如單箱單室其頂板寬度要小于18 m。

1.3 梁高的設(shè)計原則

連續(xù)體系梁橋設(shè)計中，梁高是一個非常重要的參數(shù)。通過梁高來區(qū)分，連續(xù)體系梁橋主要有兩種形式，等高度梁和變高度梁。等高度梁主要用于中、小跨徑連續(xù)梁，一般跨徑在50～60 m以下。變高度梁主要用于大跨徑連續(xù)梁，其跨徑在100 m以上，90%為變高度連續(xù)梁。不同形式的連續(xù)體系梁橋其設(shè)計梁高設(shè)計原則如表1所列。

1.4 腹板及頂、底板厚度的設(shè)計

在進行連續(xù)體系梁橋設(shè)計時，腹板及頂、底板厚度同樣是非常重要的參數(shù)。對它們的選擇要根據(jù)橋梁的要求來進行合理設(shè)計。其中，頂板主要滿足橫向抗彎及縱向抗壓要求，一般采用等厚度，主要由橫向抗彎控制；腹板主要承擔剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力，一般采用變厚度腹板，靠近跨中處受構(gòu)造要求控制，靠近支點處受主拉應(yīng)力控制，需加厚；底板需要滿足縱向抗壓要求，一般采用變厚度，跨中主要受構(gòu)造要求控制，支點主要受縱向壓應(yīng)力控制，需加厚。具體的設(shè)計參數(shù)需要根據(jù)其內(nèi)力的計算結(jié)果來確定。

表1 不同形式的連續(xù)體系梁橋的梁高設(shè)計原則一覽表

1.5 配筋的選擇

不同形式的梁橋其配筋的形式也不同。概括來說，在懸臂施工階段配筋，其主筋沒有下彎時布置在腹板加掖中，需下彎時平彎至腹板位置，一般在錨固前豎彎，以抵抗剪力；當進行連續(xù)梁后期配筋時，各跨跨中底板配置連續(xù)束。在頂板上要配制橫向鋼筋或橫向預應(yīng)力鋼筋，其腹板下彎的縱向鋼筋需要時布置豎向預應(yīng)力鋼筋。

2 連續(xù)體系梁橋施工過程中其內(nèi)力和變形計算

連續(xù)體系梁橋設(shè)計最重要的是確定各個參數(shù)的具體數(shù)值，例如：跨徑布置、梁高等。這些參數(shù)的選擇并不是隨意的，而是需要根據(jù)具體的內(nèi)力和變形計算來確定。因此，對于連續(xù)體系梁橋施工過程中其內(nèi)力和變形進行計算是必要的。

2.1 穩(wěn)定載荷作用下連續(xù)體系梁橋內(nèi)力

在連續(xù)體系梁橋施工過程中，大致要經(jīng)過四個階段，即：滿堂支架現(xiàn)澆施工、簡支變連續(xù)施工、逐跨施工及頂推施工。在這四個階段中其內(nèi)力是不斷變化的，在實際的工程中主要是針對最后一節(jié)階段的內(nèi)力變化進行分析。在頂推過程中，梁體內(nèi)力不斷發(fā)生改變，梁段各截面在經(jīng)過支點時要承受負彎矩，在經(jīng)過跨中區(qū)段時產(chǎn)生正彎矩，配筋必須滿足施工階段內(nèi)力包絡(luò)圖（見圖 1）。

由圖a.和b.可以看出，主梁的彎矩與導梁剛度及重量有關(guān)，其最大正彎矩發(fā)生在導梁剛頂出支點外，最大負彎矩發(fā)生在導梁剛接近前方支點時。

a.主梁正彎矩圖

b.主梁負彎矩圖圖1 主梁的彎矩圖

2.2 溫度應(yīng)力計算

前文中也提到，連續(xù)體系梁橋?qū)τ跍囟鹊拿舾行苑浅?，因此，討論和計算其溫度?yīng)力非常重要。產(chǎn)生溫度應(yīng)力最重要的原因是常年溫差、日照、混凝土水化熱問題。具體計算方法如下，由于溫度產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)椋?/p>

因此，溫差自應(yīng)力表示為：

根據(jù)截面內(nèi)水平力平衡，以及截面內(nèi)力矩平衡方程：

求解可得：

將式（5）代入式（3）就可得到由于溫度而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

2.3 變形計算

連續(xù)體系梁橋的變形問題是一個非常復雜的過程，它需要考慮施工過程中的體系轉(zhuǎn)換，不同的荷載作用在不同的體系上，根據(jù)力學問題進行合理計算。在變形時，要考慮恒載和活載的問題，通過得到的變形設(shè)置連續(xù)體系梁橋的拱度。式（6）是由于基礎(chǔ)沉降引起橋系變形計算公式。

式（6）右邊的四項分別表示瞬時沉降彈性及徐變變形、沉降徐變增量變形、沉降彈性增量變形及后期沉降自身變形。

3 結(jié)語

連續(xù)體系梁橋設(shè)計并不是一個簡單的問題，它是要建立在科學合理的計算和分析過程上來開展工作，同時，一定要考慮到在施工過程中產(chǎn)生的附加問題。例如：由于施工產(chǎn)生的附加應(yīng)力，以及附加變形等，只有完整的考慮才能對工程設(shè)計具有幫助作用。

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[2]姚永建，譚毅平.鋼筋混凝土連續(xù)T梁橋加固計算與分析[J].中國科技博覽，2010,（35）.