張毅

（中國華西工程設(shè)計建設(shè)有限公司貴州公司 貴州貴陽 550000）

1 引言

預應力混凝土連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)整體性性良好，抗扭轉(zhuǎn)能力大，耐久性強，施工工藝成熟，而得到廣泛應用。而在具體的應用中，同樣需要受許多因素的影響導致橋梁工程出現(xiàn)病害，進而影響橋梁工程結(jié)構(gòu)強度、耐久性以及安全性。對此，應做好預應力混凝土連續(xù)箱梁設(shè)計，提高橋梁工程建設(shè)質(zhì)量和使用性能，以確保橋梁工程使用壽命。

2 橋梁工程設(shè)計原則

在市政橋梁工程設(shè)計過程中，應該堅持以下原則：①充分保證橋型與周邊環(huán)境相適應，并考慮橋梁工程美學設(shè)計要求。②選擇結(jié)構(gòu)合理的橋梁結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)尺寸、剛度和質(zhì)量，避免因橋型布置給橋梁工程造成危害。③綜合考慮橋梁工程建設(shè)區(qū)域地質(zhì)地形條件、項目建設(shè)技術(shù)標準等因素，采用結(jié)構(gòu)成熟、技術(shù)先進、施工方式便捷、養(yǎng)護管理簡單的橋梁構(gòu)件，提升橋梁工程的安全性和經(jīng)濟性。④在跨線橋工程設(shè)計中，在滿足橋下通行條件的基礎(chǔ)上，在橋孔布置方面，需要綜合考慮橋孔周邊構(gòu)造物，嚴格控制構(gòu)造物之間的距離和作業(yè)面，保證施工便捷。⑤滿足相應地質(zhì)條件下橋梁施工完成后的沉降控制標準。

3 工程概況

遵義市長大（長沙路、大連路連接口）立交工程，大連路主線采用高架橋形式跨越長沙路，其高架橋橋跨布置為（35+35+60+35）m+（4×35）m兩聯(lián)預應力混凝土連續(xù)箱梁，橋梁全長315m，橋面寬16.5m。橋梁起點樁號為K0+383.000、終點樁號為K0+698.000。橋梁下部兩側(cè)橋臺均采用重力式U型橋臺，基礎(chǔ)為承臺樁基礎(chǔ)，橋墩為雙柱式墩，基礎(chǔ)為承臺樁基礎(chǔ)，樁基均為機械成孔灌注樁。全橋主梁均為滿堂支架現(xiàn)澆施工。

4 預應力混凝土連續(xù)箱梁橋設(shè)計

4.1 橋型選擇

本橋位于東聯(lián)線與長沙路交叉口，周邊建筑物林立，不應選擇苜蓿葉式等占地很大的立交型式，受此控制，擬采用東聯(lián)線設(shè)跨線橋，轉(zhuǎn)向車流由橋下的平交層實現(xiàn)的橋型。由于橋下有轉(zhuǎn)向需求，故在橋跨布置時，采用中跨較大的60m，加以兩側(cè)35m的邊跨，由橋梁凈空高差要求，兩側(cè)加設(shè)引橋，故橋梁跨徑采用（35+35+60+35）m+（4×35）m 兩聯(lián)，橋梁含橋臺全長315m。

橋面寬度：0.5m（防撞護欄）+7.5m（車行道）+0.5m（分隔帶）+7.5m（車行道）+0.5m（防撞護欄）=16.5m，雙向四車道。東聯(lián)線寬度受限，本跨線橋盡量壓縮寬度，如中分帶寬度采用0.5m，兩側(cè)防撞護欄采用0.5m。盡量的壓縮橋?qū)捯缘玫綐蛳螺o道有7.5m雙車道布置，而人行道僅3m，雖很窄，但也還滿足規(guī)范一般值的要求，路基寬37.5m=3m人+7.5m輔+16.5m橋+7.5m輔+3m人。

縱坡設(shè)計方面，本橋為城市橋梁，既要橋梁影響范圍較小，長度不宜過長，又要滿足橋梁縱坡不宜過大的需求，按本橋所在道路的設(shè)計速度40km/h，取橋梁最大縱坡的一般值6%。

4.2 上部構(gòu)造箱梁設(shè)計

（1）材料：第一聯(lián)箱梁采用C55混凝土現(xiàn)澆；第二聯(lián)箱梁采用C50現(xiàn)澆現(xiàn)澆。

（2）箱梁構(gòu)造：結(jié)合為使邊跨支點不產(chǎn)生負反力，邊跨與中跨的比例以0.5～0.8為宜（本橋為0.58）；而高跨比支點宜為1/15～1/20（本橋為1/17），跨中宜為1/30～1/50（本橋為 1/30）。

第一聯(lián)為單箱3室變高斜腹板連續(xù)箱梁，梁高由2m漸變到3.5m，梁高按二次拋物線形式漸變變化。箱梁頂板寬16.5m，底板寬9.9m，箱梁梁高變化段箱梁底板寬度不變，通過邊腹板斜率變化實現(xiàn)。兩側(cè)懸臂長均為2.5m。

第二聯(lián)為單箱3室等高斜腹板連續(xù)箱梁，梁高2m，寬度尺寸與第一聯(lián)相同。

（3）預應力：第一、二聯(lián)箱梁縱向腹板束預應力分別采用19φS15.2、13φS15.2鋼束，群錨錨固體系，鋼束張拉均為兩端張拉。

（4）橋面橫坡采用C50聚丙烯纖維混凝土進行調(diào)坡，箱梁頂、底板均水平設(shè)置。

4.3 橋臺、橋墩設(shè)計

本橋為城市橋梁，為適應城市空間通透的景觀要求，擬采用雙柱式墩，橋墩為1.8×1.8m矩形截面墩。

根據(jù)地勘報告，擬建場地內(nèi)地層主要由第四系人工堆積（Q4ml）人工填土①層、第四系坡殘積（Q4dl+el）黏性土②層和三疊系下統(tǒng)茅草鋪組（T1m）③1、③2層等構(gòu)成。其中人工填土①層工程性能較差，堆填隨意性大，厚薄不均，不能作為構(gòu)筑物基礎(chǔ)持力層；黏性土②層和石灰?guī)r③1層在滿足設(shè)計要求的前提下，可以考慮作為擬建構(gòu)筑物引道部分淺基礎(chǔ)持力層；樁基礎(chǔ)持力層建議選擇③2層，樁端持力層平面以下巖層應根據(jù)相關(guān)規(guī)范滿足完整性及厚度的要求。

結(jié)合遵義市地質(zhì)特點，普遍存在上層為雜填土，以及含水量很大的粘土，均不能作為持力層，基巖承載力較大，可作為持力層，但通常基巖埋深較深，不宜采用冥挖擴大基礎(chǔ)，故本橋基礎(chǔ)均為機械成孔灌注樁，樁徑為1.8m、2.0m。兩側(cè)橋臺均采用重力式U型橋臺，橋臺基礎(chǔ)為承臺樁基礎(chǔ)。本橋樁基均按端承樁設(shè)計。

4.4 連續(xù)箱梁計算

在對橋涵進行計算設(shè)計時，需要綜合考慮項目建設(shè)區(qū)域發(fā)展趨勢，并堅持經(jīng)濟性、安全性、適用性以及美觀性原則進行總體優(yōu)化設(shè)計。在橋梁工程結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計中，需要合理確定各個構(gòu)造細節(jié)，保證橋梁工程結(jié)構(gòu)剛度、強度以及穩(wěn)定性要求。

在對橋梁工程箱梁進行設(shè)計計算時，對于連續(xù)箱梁，可取一半截面進行計算，只需要考慮截面的有效寬度，忽略橋面鋪裝與箱梁的共同作用。對于荷載橫向分布系數(shù)，可根據(jù)活載的偏心作用進行計算。在具體的設(shè)計計算過程中，可采用平面桿系結(jié)構(gòu)計算軟件，對于設(shè)計結(jié)果，可通過空間結(jié)構(gòu)計算軟件進行校核。在該橋梁工程設(shè)計中，箱梁預應力鋼筋采用1x7-15.20-1860-GB/T5224-2003高強度低松弛鋼絞線，其技術(shù)標準應符合GB/T5224-2003的規(guī)定，單根鋼絞線直徑15.2m，標準抗拉強度1860MPa。預應力管道采用塑料波紋管，預應力鋼束采用OVM圓塔型錨具；波紋管道摩擦系數(shù)為0.17，對于支座不均勻沉降，可取Δ=10（8）mm。

4.5 預應力鋼筋布置方案

4.5.1 跨中截面預應力鋼筋的布置

在對后張法預應力混凝土受彎構(gòu)造進行設(shè)計中，對于預應力布置，必須嚴格依據(jù)《公路橋規(guī)》中的相關(guān)規(guī)定，該橋梁工程跨中截面預應力束的布置形式如圖1所示。

4.5.2 錨固面剛束布置

該橋梁工程錨固面剛束布置形式如圖2所示。

圖2 錨固面鋼束布置圖

4.6 橋梁附屬工程設(shè)計

該橋梁工程附屬結(jié)構(gòu)包括支座、伸縮縫、泄水管、人行道、橋面鋪裝、路燈、支座等等。全橋采用滿足《公路橋梁伸縮縫裝置》（JT/T327-2004）規(guī)定的梳形板伸縮縫。箱梁采用JPZ（Ⅱ）系列盆式支座，支座的允許位移量應滿足設(shè)計要求，其技術(shù)指標應滿足《公路橋梁盆式支座》（JT/T391-2009）的要求。橋面鋪裝采用4cm厚SMA-13細粒式SBS改性瀝青混凝土上面層+5cm厚AC-16中粒式瀝青混凝土下面層+反應型防水粘結(jié)劑+8～19.3cm厚C50聚丙烯纖維混凝土，瀝青面層之間刷瀝青黏層，乳化瀝青AL（R）-3。當縱坡大于4%時，需在上面層瀝青表面加鋪5～7mm薄層環(huán)氧抗滑層。

5 結(jié)語

綜上所述，本文主要結(jié)合工程實例，對預應力混凝土連續(xù)箱梁設(shè)計要點進行了詳細探究。預應力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性比較好，承載能力較強，在通車運營過程中具有良好的抗震性能。在具體的設(shè)計過程中，需要綜合考慮各項條件因素，保證結(jié)構(gòu)布局、設(shè)計計算合理準確，提升橋梁工程設(shè)計水平，延長橋梁工程使用壽命。