劉長春

（武漢市公路勘察設計院 武漢 430015）

裝配式預應力混凝土小箱梁施工方法是公路橋梁建設中較普遍的施工方法，在工程中運用比較廣泛。尤其是跨鐵路的公路工程中，因鐵路正常通車需要，滿堂支架現(xiàn)澆的施工方法需要鐵路中斷的時間較長，較難實現(xiàn)；而裝配式預應力混凝土小箱梁施工方法，對鐵路交通影響小，成本相對較低。另外，裝配式預應力混凝土小箱梁，相對于T梁抗扭能力大，橫向抗彎剛度大，運輸穩(wěn)定性好，外觀簡潔，常被城市橋和跨線橋選用［1］。

1 裝配式預應力混凝土小箱梁的基本結(jié)構(gòu)型式

（1）結(jié)構(gòu)簡支橋面連續(xù)。是指箱梁直接預制為簡支形式，箱梁架設完畢后，每聯(lián)中墩縱橋向設雙排支座，橋面縫隙通過橋面連續(xù)鋼筋實現(xiàn)連續(xù)。

（2）結(jié)構(gòu)先簡支后連續(xù)。是指箱梁架設完畢后，通過現(xiàn)澆中墩橫梁，并張拉中墩箱梁頂負彎矩鋼束、拆除中墩臨時支座實現(xiàn)結(jié)構(gòu)由簡支到連續(xù)的體系轉(zhuǎn)換。

一般地質(zhì)條件差，沉降不均勻，道路等級低，橋梁跨度少的情況下，多采用簡支結(jié)構(gòu)；地質(zhì)條件好，道路等級高，橋梁跨度多的情況下，多采用連續(xù)結(jié)構(gòu)［2］。

2007年12月，人民交通出版社出版了由交通部統(tǒng)一編制的公路橋梁通用圖［3］。裝配式預應力混凝土小箱梁按照其在橋梁結(jié)構(gòu)中的具體位置可分為邊跨中梁、邊跨邊梁、中跨中梁、中跨邊梁4種梁型。在跨徑方面，考慮到施工吊裝梁重方面的因素，并經(jīng)過經(jīng)濟比較，跨徑宜選擇在20～40m之間；在梁高取值方面，20m跨徑取1.2，25m跨徑取1.4，30m 跨徑取1.6，35m 跨徑取1.8，40m跨徑取2.0m。由于上跨鐵路時須考慮安全因素，活載一般提高30%，上述每種跨度的梁高宜增加20cm。在結(jié)構(gòu)尺寸方面，頂板厚度0.18m，中梁寬2.4m，邊梁寬2.85m；腹板厚度跨中處0.18m，支點處0.25m，腹板斜率一般取4∶1；底板厚度跨中處0.18m，支點處0.25m，底板寬1.0m。具體結(jié)構(gòu)尺寸見圖1。

圖1 小箱梁截面常規(guī)構(gòu)造

2 裝配式預應力混凝土小箱梁的特殊設計

在實際工程設計中，由于受到橋下凈空要求、線路布設等因素的限制，小箱梁的總體布置往往面臨著橋梁變寬、曲線段超高、橋梁軸線與墩臺斜交等具體問題，為解決這些問題，必須采取一些特殊設計來適應總體布置的要求。

2.1 曲線梁的設計

在曲線段，曲線外側(cè)外凸，曲線內(nèi)側(cè)內(nèi)凹，而實際施工中，很難將邊梁翼緣做成曲線形狀，一般是把曲線外側(cè)邊梁翼緣按折線加寬，以便與曲線形狀近似吻合。但有時曲線半徑較小，曲線外側(cè)邊梁翼緣加寬較大，影響結(jié)構(gòu)安全。下面通過一個實橋設計來闡述針對此類問題的解決方案。

例如，某互通上的一條跨鐵路匝道橋，圓曲線半徑R＝370m，箱梁跨徑40m，其跨中矢高達54 cm，如果單純通過加寬曲線外側(cè)邊梁翼緣，會影響結(jié)構(gòu)安全，是不合適的。為此設計時將墩位向曲線外側(cè)偏移27cm，對于曲線外側(cè)邊梁，裁剪墩位處箱梁翼緣，并加寬跨中處箱梁翼緣；對于曲線內(nèi)側(cè)邊梁，則采用相反措施，加寬墩位處箱梁翼緣，并裁剪跨中處箱梁翼緣；從而實現(xiàn)與曲線形狀近似吻合。具體處理方案見圖2。

圖2 曲線段小箱梁平面示意圖

2.2 橋梁變寬段的設計

在橋面變寬處布置裝配式預應力混凝土小箱梁應綜合考慮濕接縫寬度問題，正確選擇小箱梁的片數(shù)。其原則是：每聯(lián)采用相同片數(shù)小箱梁，以便墩頂負彎矩鋼束的銜接，同一聯(lián)采用梯形濕接縫實現(xiàn)變寬；不同聯(lián)變寬采用梁片數(shù)變化實現(xiàn)變寬。但濕接縫寬度宜控制在35～120cm，濕接縫寬度過小不滿足梁片間鋼筋搭接長度的要求；濕接縫寬度過大不利于翼緣受力，導致運營階段濕接縫破壞，形成橋面縱縫。

2.3 橋梁曲線超高的處理方法

在曲線上，橋面超高連續(xù)變化，如果通過調(diào)整箱梁兩側(cè)腹板高差，實現(xiàn)箱梁頂面橫坡也隨超高變化，將給施工帶來極大不便，導致施工模板種類增加，從而增加施工成本。

預制箱梁頂面標準橫坡一般為2%，橋面鋪裝厚度一般為10cm。對于非標準橫坡，可通過調(diào)整蓋梁橫坡及橋面鋪裝層厚度，實現(xiàn)橋面超高要求。即保持小箱梁架設后，每片梁中心線處鋪裝厚度為標準厚度，其他厚度控制在（10±2）cm范圍內(nèi)；橋面鋪裝層厚度過薄對橋面的整體性不利，過厚會增加局部二期恒載重量，對結(jié)構(gòu)安全不利。因此，梁頂橫坡為2%的標準預制梁適用于－4%～4%之間的橋面超高范圍內(nèi)；超過此范圍應調(diào)整預制小箱梁頂橫坡。處理方案見圖3。

圖3 曲線段小箱梁截面布置圖

2.4 斜交橋梁的處理方法

為增加各片小箱梁的橫向聯(lián)系，每孔箱梁跨中增設一道跨中橫隔板。但對于斜交橋梁，橫隔板采用“斜交正做”還是“斜交斜做”，值得斟酌。

從理論上講，就傳力而言，橫隔板采用“斜交正做”較好，作用在主梁上的荷載一般是按照最短路徑進行傳遞的，即橫向分配一般是沿著主梁軸線垂直方向傳遞的［4］。但實際上，對于斜交橋梁，橫隔板采用“斜交正做”的方法，必然導致同一孔中橫隔板在每一片梁上的位置均不一樣，這樣，如果橫隔板位置控制不準，將導致箱梁架設完畢后，各梁的跨中隔板銜接不順，甚至錯位，橫向聯(lián)系效果較差。交通部頒布最新版的裝配式預應力混凝土連續(xù)箱梁系列通用圖中，橫隔板均采用“斜交斜做”的方法。

3 裝配式預應力混凝土小箱梁設計注意事項

（1）小箱梁中梁與邊梁，箱梁內(nèi)側(cè)與外側(cè)上倒角宜保持一致，以便于施工時模板的倒用，降低施工成本。

（2）底板外側(cè)應設半徑R＝5cm的倒圓角，以利于脫模。

（3）應在頂板翼緣增設滴水槽，以防止流水沿箱梁邊緣流入箱梁支座，加速支座老化。

（4）邊跨非連續(xù)端應增設減振橡膠塊，并在梁頂設伸縮縫預留槽。

4 結(jié)語

裝配式預應力混凝土小箱梁由于施工速度快、不用布置支架，在小跨徑的橋梁中具有較大優(yōu)勢，在工程中運用比較廣泛。但在裝配式預應力混凝土小箱梁設計中，會遇到斜交、曲線加寬及橋面變寬等特殊情況，應結(jié)合項目本身實際情況，并考慮施工的便捷性和經(jīng)濟性，合理處理相關(guān)問題。

［1］JTG D60－2004公路橋涵設計通用規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］JTG D62－2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［3］交通部專家委員會.公路橋梁通用圖［M］.北京：人民交通出版社，2007.

［4］上海市政工程設計研究總院.橋梁工程師設計手冊［M］.北京：人民交通出版社，2007.