鄭遠彪，林平東

(寧波市交通規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，浙江 寧波 315100)

以大跨連續(xù)剛構(gòu)橋為例
——橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)問題分析

鄭遠彪，林平東

(寧波市交通規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，浙江 寧波 315100)

為了深入研究分析橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)和問題，筆者將以大跨連續(xù)剛構(gòu)橋為例，對橋梁的安全性和耐久性進行研究。

橋梁設(shè)計；關(guān)鍵技術(shù)；大跨連續(xù)剛構(gòu)橋

1 關(guān)于大跨連續(xù)剛構(gòu)橋橋梁設(shè)計主要存在的問題分析

1.1 分孔比例

通過對所在地形和橋梁使用功能需求的分析，結(jié)合以往的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，通過初步的結(jié)構(gòu)計算分析，設(shè)計可有效的確定橋梁邊跨和中跨的比例，從而掌握大跨連續(xù)剛構(gòu)橋的橋梁的整體布局。這樣設(shè)計人員在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計時就應(yīng)根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)做好相關(guān)協(xié)調(diào)工作，而且也可以合理的對橋梁承載力進行科學(xué)的分配。我們在設(shè)計的過程中應(yīng)注重對國內(nèi)外已建大跨連續(xù)剛構(gòu)橋邊跨和中跨比例的數(shù)據(jù)分析研究。通過相關(guān)研究顯示，如果將橋梁邊跨和中跨比例控制在0.54～0.56之外，則有可能會引發(fā)邊墩合攏邊跨問題，這樣橋梁設(shè)計的質(zhì)量就很難得到合理保障。

1.2 截面

在設(shè)計大跨連續(xù)剛構(gòu)橋的過程中，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)相關(guān)的建設(shè)方案，確定合理截面形式，常用的為箱形結(jié)構(gòu)。整體箱梁對于中小跨徑且橋?qū)?4 m以下宜采用單箱單室截面形式；橋?qū)?8 m左右宜采用單箱雙室截面形式；橋?qū)捲?2 m以上時，一般采用單箱多室截面，也可采用雙箱形式。對于大跨連續(xù)箱梁橋?qū)?6 m以下，一般采用單箱單室截面形式；橋?qū)?8 m以上，可采用單箱雙室截面或分幅建造。剛構(gòu)橋還受墩身剛度影響，各部分構(gòu)造須滿足受力、構(gòu)造、施工方便的要求。在滿足結(jié)構(gòu)安全度的前提下，盡可能輕型化，按照滿足斜截面抗剪強度與抗彎強度要求，對斷面細部尺寸進行控制，同時滿足正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求。

1.3 剛構(gòu)主墩

在滿足抗彎、抗壓強度和壓桿穩(wěn)定的前提下，橋墩應(yīng)具有較小的抗推剛度，使溫度混凝土收縮、徐變和順橋向地震的不利影響降至最低限度。連續(xù)剛構(gòu)橋為高次超靜定結(jié)構(gòu)，溫度與混凝土收縮、徐變等將產(chǎn)生次彎矩。當(dāng)主墩較矮或抗推剛度較大時，對縱向地震影響不利，在墩頂還會出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力。需要利用橋墩較小的抗推剛度來降低上述次彎矩。一般情況下，雙肢空心墩的墩高與主跨跨徑之比不宜小于0.13，否則應(yīng)采取措施降低次彎矩。

1.4 溫度內(nèi)力

在進行橋梁設(shè)計的過程中，設(shè)計人員不僅要考慮橋梁外在的承載力，與此同時，也應(yīng)對橋梁內(nèi)部承載力進行分析，對于大跨連續(xù)剛構(gòu)，要深入研究橋墩的問題，根據(jù)實際橋梁建設(shè)情況，采用科學(xué)的方法，對溫度內(nèi)力進行合理的控制。

對于采用瀝青混凝土鋪裝的混凝土橋面板必要時應(yīng)考慮施工階段瀝青攤鋪引起的溫度影響；另外設(shè)計計算中帶有橫坡的箱梁截面的梯度溫度需進行修正基數(shù)；對于可能偏曬的橋梁，應(yīng)考慮兩側(cè)溫度差的影響，對于南北走向的橋梁，東西兩側(cè)的溫度會由于陽光的偏曬產(chǎn)生溫度差，尤其是偏曬一側(cè)的腹板內(nèi)外溫度差對結(jié)構(gòu)內(nèi)力有較大的影響；對于無懸臂的寬幅箱梁，宜考慮橫向溫度梯度引起的效應(yīng)。

1.5 結(jié)構(gòu)分析

設(shè)計過程中應(yīng)注重對橋梁整體結(jié)構(gòu)以及局部構(gòu)造的受力計算，確保主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計符合規(guī)范要求，否則在建筑橋梁的過程中會產(chǎn)生嚴重安全事故。因此，設(shè)計人員應(yīng)重視主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計，在進行主橋設(shè)計時，做好橋梁整體和部分承載力的計算，研究影響橋墩設(shè)計的因素。需要進行結(jié)構(gòu)分析，在進行結(jié)構(gòu)分析的過程中，設(shè)計人員首先要對橋梁縱向進行科學(xué)的計算，結(jié)合橋梁設(shè)計的特點，做好階段分解和單元劃分，這樣就可以準確的確定橋梁的荷載。然后要對橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力和位移進行科學(xué)的計算，根據(jù)計算結(jié)果確定橋梁的預(yù)應(yīng)力。其次，要對橋梁的內(nèi)力進行計算。最后，要分析橋墩對橋梁建筑產(chǎn)生的影響。研究顯示，因為大跨連續(xù)剛構(gòu)橋墩梁十分容易受到溫度的影響，橋梁混凝土的收縮力要會發(fā)生變化，受到地形環(huán)境的制約，導(dǎo)致橋梁的穩(wěn)定性下降。所以，要對橋梁強度進行控制。

2 關(guān)于大跨連續(xù)剛構(gòu)橋橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)的研究

2.1 線性控制

在研究大跨連續(xù)剛構(gòu)橋橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)的過程中發(fā)現(xiàn)。在進行線性控制的過程中，必須按照相關(guān)的要求，建立其橋梁結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)虛擬模型計算橋梁數(shù)據(jù)，做好相關(guān)的數(shù)據(jù)分析工作。在創(chuàng)新模型的過程中，設(shè)計人員應(yīng)合理劃分單元和節(jié)點，其次，要計算主梁和橋墩的模擬量，這樣才能正確進行結(jié)合剛壁連接。之后要對橋梁自由度進行相應(yīng)的控制，做好工序設(shè)計，從而確定橋梁設(shè)計參數(shù)，便于施工單位參考。當(dāng)橋梁設(shè)計模型成型后，要考慮橋梁結(jié)構(gòu)變形量與受力問題。設(shè)計人員只有提前做好線性控制的準備措施，才能確保在實際橋梁設(shè)計時，有效的控制突發(fā)問題，進而保障橋梁設(shè)計的質(zhì)量。

2.2 應(yīng)力控制

研究顯示，應(yīng)力控制也是大跨連續(xù)剛構(gòu)橋橋梁設(shè)計控制關(guān)鍵技術(shù)，其控制原理主要是按照橋梁實際應(yīng)力值，根據(jù)應(yīng)變規(guī)律，計算相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)果，設(shè)計人員要對橋梁結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力進行控制，因此，需要做好相關(guān)的運算，否則將無法掌握材料彈性模量。同時，要考慮橋梁建設(shè)所需要的施工材料的量，確保施工材質(zhì)達到相關(guān)的標(biāo)準。必須要根據(jù)測試結(jié)構(gòu)，完善橋梁設(shè)計方案，確保橋梁設(shè)計方案的完善。

3 結(jié)束語

總而言之，在設(shè)計大跨連續(xù)剛構(gòu)橋的橋梁結(jié)構(gòu)時，應(yīng)做好全面的考慮研究，掌握影響橋梁設(shè)計的因素，如分孔比例、溫度內(nèi)力、墩身高度等，然后有針對性的選擇設(shè)計方法，完善橋梁設(shè)計的方案，根據(jù)設(shè)計方案的要求和內(nèi)容，解決橋梁設(shè)計的問題，一定要考慮如何優(yōu)化構(gòu)造和鋼束配置，這樣才能做好線性控制與應(yīng)力控制，進而提升橋梁設(shè)計的質(zhì)量。

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2017-05-12

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：1008-3383(2017)07-0145-01