徐秀成　王　輝　司振清

(天津城建設(shè)計(jì)院有限公司，天津　300000)

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非對(duì)稱(chēng)連續(xù)剛構(gòu)橋特性分析

徐秀成王輝司振清

(天津城建設(shè)計(jì)院有限公司，天津300000)

總結(jié)了連續(xù)剛構(gòu)橋的類(lèi)型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合三座非對(duì)稱(chēng)連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嵗瑥慕Y(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)方案布置、受力特性及施工技術(shù)等方面，闡述了非對(duì)稱(chēng)連續(xù)剛構(gòu)橋的技術(shù)難點(diǎn)及要點(diǎn)，為非對(duì)稱(chēng)連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計(jì)施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

連續(xù)剛構(gòu)橋，方案布置，橋型，跨度比

1　概述

近年來(lái)，隨著我國(guó)山區(qū)交通建設(shè)的快速發(fā)展及掛籃施工技術(shù)的成熟，連續(xù)剛構(gòu)橋這一橋型因其經(jīng)濟(jì)性和良好的受力性能而備受工程師們的喜愛(ài)。

對(duì)于大部分山區(qū)峽谷來(lái)說(shuō)，由于地形條件的限制，適合中等跨度的橋型有連續(xù)梁橋、剛構(gòu)橋及拱橋。連續(xù)剛構(gòu)橋與連續(xù)梁橋及拱橋相比，具有施工更加簡(jiǎn)單，更符合峽谷地形的特點(diǎn)。尤其是薄壁高墩的使用，增加了剛構(gòu)橋吸收變形的能力，使其具有明顯的柔性特性，對(duì)抗震特別有利。

國(guó)內(nèi)外已經(jīng)建成的連續(xù)剛構(gòu)橋大部分為對(duì)稱(chēng)布跨，并且主墩墩高差別不大，全橋從結(jié)構(gòu)布置及受力來(lái)說(shuō)，具有明顯的對(duì)稱(chēng)性(見(jiàn)圖1)。然而由于一些特殊原因，出現(xiàn)了非對(duì)稱(chēng)布置的連續(xù)剛構(gòu)橋，并且這種橋型并非特例，目前對(duì)這種非對(duì)稱(chēng)布跨的連續(xù)剛構(gòu)橋特殊類(lèi)型的研究還存在一些不足，相關(guān)文獻(xiàn)較少。

圖1　對(duì)稱(chēng)布置連續(xù)剛構(gòu)橋

與連續(xù)梁橋相比，連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)⒉糠謽蚩缃Y(jié)構(gòu)和墩臺(tái)剛性相連，在豎向荷載作用下，將在主梁端部產(chǎn)生負(fù)彎矩，因而減少了跨中的正彎矩，從而減少主梁高度。然而剛構(gòu)橋在豎向荷載作用下，橋墩除承受壓力外，還承受彎矩作用，墩底將會(huì)產(chǎn)生水平推力。連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)槌o定結(jié)構(gòu)，在混凝土收縮徐變，溫度變化、墩臺(tái)不均勻沉降及預(yù)加力等因素的影響和作用下，會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力。

2　非對(duì)稱(chēng)布置連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嵗治?/h2>

2.1挪威Raftsundet橋

挪威Raftsundet橋，建成于1998年，為世界上最大跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。由于受海灣地形條件限制，橋梁采用四跨連續(xù)非對(duì)稱(chēng)跨徑布置，全橋跨徑布置為(86+202+ 298+125)m。該橋邊跨與主跨之比分別為0.68與0.42，跨徑比之差達(dá)到0.26，產(chǎn)生非常大的不平衡內(nèi)力(見(jiàn)圖2)。

圖2　挪威Raftsundet橋立面布置圖(單位：m)

該橋?yàn)榱私鉀Q不平衡內(nèi)力，采用了以下方法：1)從設(shè)計(jì)上298 m主跨中224 m部分采用輕質(zhì)混凝土，以降低梁段重量；全橋主梁采用高強(qiáng)混凝土C60及C65以減小結(jié)構(gòu)尺寸，從而減輕梁重。2)從施工上采用掛籃懸澆的施工方法，按照86 m跨、125 m跨、298 m跨、202 m跨的先后順序合龍，設(shè)置施工臨時(shí)輔助墩，并在箱梁兩端設(shè)置混凝土塊壓重，以平衡施工不平衡內(nèi)力。

2.2瀘州長(zhǎng)江二橋

瀘州長(zhǎng)江二橋?yàn)槿绶菍?duì)稱(chēng)連續(xù)剛構(gòu)橋，由于受地形及通航條件限制，該橋采用(145+252+49.5)m的跨徑布置方案。該橋邊跨與主跨之比分別為0.58與0.20，跨度比之差達(dá)到0.38，左右兩邊跨極不對(duì)稱(chēng)，并且最小邊中跨比0.20遠(yuǎn)小于連續(xù)梁橋經(jīng)濟(jì)合理的邊中跨比值0.55～0.65,為設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)了很多困難(見(jiàn)圖3)。

圖3　瀘州長(zhǎng)江二橋立面布置圖

該橋?yàn)榱私鉀Q不對(duì)稱(chēng)跨徑布置的問(wèn)題，采用了以下方法：1)短邊跨側(cè)設(shè)置錨碇橋臺(tái)，以承受由于極小邊中跨比(0.20)帶來(lái)的負(fù)反力問(wèn)題。2)由于錨碇橋臺(tái)限制了結(jié)構(gòu)在短邊跨側(cè)的位移，導(dǎo)致長(zhǎng)邊跨側(cè)方向的主墩墩底承受過(guò)大彎矩，這通過(guò)鋼沉井設(shè)置80 cm的預(yù)偏心及在中跨合龍前施加頂推力來(lái)緩解。

2.3貴州關(guān)興公路落拉河大橋

落拉河大橋位于貴州省關(guān)嶺縣，橋址區(qū)有斷裂構(gòu)造，為避開(kāi)此種地質(zhì)條件，主橋設(shè)計(jì)采用(40+166.5+97)m不對(duì)稱(chēng)連續(xù)剛構(gòu)布置方案。該橋邊跨與主跨之比分別為0.24與0.58，跨度比之差為0.34，為設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)了很多困難(見(jiàn)圖4)。

圖4　貴州關(guān)興公路落拉河大橋立面布置圖

該橋?yàn)榱私鉀Q不對(duì)稱(chēng)跨徑布置的問(wèn)題，采用了以下方法：

1)短邊跨側(cè)設(shè)置40 m等高的大截面箱梁壓重，以平衡主跨不平衡內(nèi)力，改善中跨受力。

2)長(zhǎng)邊跨側(cè)主墩的懸澆節(jié)段比短邊跨側(cè)主墩的懸澆節(jié)段多兩個(gè)節(jié)段，即跨中合龍段偏短邊跨側(cè)設(shè)置，以減少短邊跨壓重?cái)?shù)量。

3)施工過(guò)程中懸澆節(jié)段施工需要壓重，必要時(shí)設(shè)置臨時(shí)錨拉桿以抵消不平衡節(jié)段力。

3　結(jié)語(yǔ)

非對(duì)稱(chēng)連續(xù)剛構(gòu)，由于左右邊跨與中跨之比差別較大，導(dǎo)致全橋在荷載作用下產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，而且很多極其不對(duì)稱(chēng)布置的連續(xù)剛構(gòu)橋，其最小的邊中跨比往往要遠(yuǎn)小于連續(xù)梁橋建議的合理邊中跨比值范圍，造成了設(shè)計(jì)及施工上的復(fù)雜。

另外，在海灣，河灣及山區(qū)地形條件下，中等跨度范圍內(nèi)的橋梁中，連續(xù)剛構(gòu)這一橋型具有施工安全風(fēng)險(xiǎn)低，經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。由于地形條件的特殊性，經(jīng)常要布置非對(duì)稱(chēng)連續(xù)剛構(gòu)這一橋型，就需要工程師合理把握，通過(guò)對(duì)比分析，采取有效的技術(shù)手段解決非對(duì)稱(chēng)連續(xù)剛構(gòu)橋的一系列問(wèn)題，這樣非對(duì)稱(chēng)連續(xù)剛構(gòu)橋不失為一種既經(jīng)濟(jì)又合理的橋型。

[1]范立礎(chǔ).橋梁工程(上冊(cè))[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]周軍生,宋桂峰.挪威Raftsundet橋簡(jiǎn)介[J].中外公路,2000(20):18-21.

[3]莊衛(wèi)林.瀘州長(zhǎng)江二橋主橋結(jié)構(gòu)技術(shù)特點(diǎn)[J].橋梁建設(shè),2001(5):30-32.

[4]唐方清.貴州關(guān)興公路落拉河大橋設(shè)計(jì)[J].人民長(zhǎng)江,2003(7):48-49.

Analysis on asymmetric continuous rigid-frame bridge characteristics

Xu XiuchengWang HuiSi Zhenqing

(TianjinCityConstructionDesignInstituteCo.,Ltd,Tianjin300000,China)

The paper concludes continuous steel rigid-frame bridge types and its structural features. Combining with three asymmetric continuous rigid-frame bridges examples, starting from aspects of structural selection, structural scheme arrangement, stress properties and construction technology, it describes the technical difficulties and points of asymmetric continuous rigid-frame bridge, which has accumulated experience for the design and construction of asymmetric continuous rigid-frame bridge.

continuous rigid-frame bridge, scheme arrangement, bridge type, span ratio

1009-6825(2016)21-0162-02

2016-05-20

徐秀成(1970- )，男，高級(jí)工程師；王輝(1985- )，男，工程師；司振清(1979- )，男，高級(jí)工程師

U448.23

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