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预应力混凝土连续梁桥的梁部结构
2011-11-04 00:00

  一、横截面形式

  预应力混凝土连续梁桥的截面形式很多,一般应依据桥梁的跨径、宽度、对梁高的要求、支承形式、桥梁的总体布置和施工方法等方面确定。合理地选择主梁的截面形式对减轻桥梁的重量、节约材料、简化施工和改善截面的受力性能都具有十分重要的意义。

  (一)板、肋式截面

  板、肋式截面构造简单,施工方便。矩形实体截面已较少使用,代替矩形实体截面的是曲线形整体截面。当桥墩采用独柱支承时,常选用所示截面。当桥墩在横截面上是Y形支承时,可选取双峰形实体截面。实体截面用千中小跨径,同时用于以在支架上现浇施工为主的连续梁桥。空心板截面常用千跨径15-30m的连续梁桥,板厚取0.8-1.2m。日本松岡高架桥,全长220m,桥宽11.66m,桥梁分跨为8联5x14.68m,空心板高度采用0.8m,在支架现浇施工。日本首都高速公路562-563工区有一座曲线染桥,全长913m,桥宽18-19m,桥梁选用8跨1联的多联预应力混凝士空心板连续梁桥,桥梁跨径22-29m,空心板高度取用1.1m,采用移动模架法施工。

  肋式截面预制方便,常用于预制架设施工,并在梁段安装完之后,经体系转换为连续梁桥。常用跨径30mxm50m,梁高取用1。6m2。5m,如上海的莲西桥,主跨40M,桥宽12m,采用I形梁截面。滦河桥跨径40m,采用T形梁截面,梁高取2。3m,使用筒支一连续施工。广珠公路的三洪奇及细摇桥,主桥为5跨一联的连续梁桥,分跨为42。5+3x54+42。5m,桥宽14。5m,主梁采用梁高2。5m6梁式T型截面,便用4。9MN浮吊安装就位,用简支一连续的施工方法。

  (二)箱形截面

  箱形截面具有良好的抗弯和抗扭性能,是预应力混凝土连续梁桥的主要截面型式。常用的箱形截面,其中单箱单室截面的梁高可在1.5-5.0m内变化,桥宽多用在小于18m的桥梁,双箱单室截面,梁高为1-2m,桥宽适用于20m左右,单箱双室截面的梁高在1.5~5.0m内变化,桥宽适用于25m左右,回空式单箱双室截面梁高适用于1-2m,桥宽15m;单箱多室截面的梁高适用于1.5-3.0m,桥梁宽度可不受限制。此外,箱式截面还有单箱三室、双箱双室、多箱单室等。重庆长江大桥在进行初步设计中,曾对双箱单室截面与双箱双室截面做过经济比较,结果是前者比后者减轻重全13%左右。由此可见,截面的选择和分析,对提高桥梁的经济效益有着十分重要的作用。

  从箱形截面的受力状态分析表明:单箱单室截面受力明确、施工方便、节省材料用量。因此,当桥宽在20-25m范围内,也有不少桥梁采用单箱单式截面,但君要在截面构造上采取一定的措施。1980年丹麦Vejle Fjord桥,标准跨径110m,桥宽27.6m,采用单箱单室截面。其中箱宽12m,每侧悬臂长7.8m,为了加强长悬臂板的扰弯刚度,采用了间距6.87m,厚0.5m的横梁加劲,横梁在旋板处的高度取用2m,箱梁中部取用1.25m,梁端为0.85m,并在每根横梁上施加7根φ36mm的横向预应力筋。带有斜撑或采用斜板加强的单箱单室截面,其梁高常用2-4m,桥宽达32m。

  分离式箱形截面对于宽桥是一种较好的布置方式,在构造上和施工上都较方便。如康苏尔四号桥,桥宽31.3m,采用分离式单裁单室。目前已知采用分离式钻形截面最宽的是瑞土的莱因(Rhine)河桥,该桥采用分离式双箱双室,桥宽为2x47.7m,从国内外127座预应力混凝土连续梁桥使用箱形截面的分析得知:采用单称单室截面及分离式箱形截面占到总数的3/4。在众多桥梁中,采用直箱的占8-1%,斜箱的占16%。从国内数十座连续梁桥箱形截而型式的统计资料来肴:单箱多室截面为19%,多箱截而占31%。单箱单室截面的桥宽为12m。

  (三)横隔梁设置

  采用T型和I型截面的连续梁桥,其横截面的抗扭刚度较小,为增加桥梁的整体性和良好的横向分布,一般均需设置中横隔梁和端横隔梁。中横隔梁的数目及位置依主梁的构造和桥梁的跨径确定。

  现浇横隔梁是一项比较复杂的工作,要求梁内配置抗弯及抗剪钢筋,如果采用横向后张预应力筋,则对桥梁的受力十分理想。美国华盛顿州成功地采用了钢结构横隔梁。它与顶埋在梁内的钢板相连接,施工方便、迅速,但需对它进行经常养护。

  箱形截面梁桥的抗弯刚度和抗扭刚度较大,除在支点部位设置横隔梁外,中间横隔梁的数目较少,即使有中横隔梁,所起的作用也很小,目前的趋势是少设或不设中间横隔梁。如给脱威桥的主跨为260m,采用单箱单室截面无中间横隔梁。对于多箱截面,为加强析面板和各箱间的联系,常在箱间设置横隔梁。采用顶推法施工的箱梁,为了便于预制和张拉工作,在施工期间可设置临时横向联系,待施工就位后浇筑支点横隔梁。采用双柱墩的连续梁,其横隔板应与支座及墩柱对中,亦可参考形式布置。连续梁采用悬节施工时,需要墩梁临时固结,其横隔梁的构造也宜选用图示的构造形式,使之满足施工和使用状态的受力需要。对于斜、弯连续梁桥以及V形墩连续梁桥的横隔梁布置和设置方包在总体设计中应予以充分的考虑。

  横隔梁的设置对该处顶板的受力状态有直接影响。当横隔板与腹板、底板相连而与顶板间留有缝除时,将不改变顶板的受力状态。当横隔板与主粱截面各边均连接时,该处顶板的受力状态则有改变,增加了顶板的负弯矩。因此,对于横隔梁处顶板的配筋要根据受力需要布置。横隔板与项、底板相交处也宜设置承托。

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