浅谈城市中小跨径连续刚构桥设计

1、浅谈城市中小跨径连续刚构桥设计摘要：以某城市屮小跨径连续刚构桥为例，简要介绍该类桥的主梁 构造、下部结构，并对连续刚构桥进行结构计算分析，为同类桥梁设计积 累参考价值。关键词；连续刚构梁桥；主梁构造；下部结构中图分类号：s611文献标识码：a文章编号：引言连续刚构桥是在t形刚构桥的基础上，将主梁做成连续体与墩身固结 而成的。与t行刚构桥相比，梁体连续使跨中产生正弯矩，削弱了悬臂根 部的负弯矩，梁屮内力分布更趋合理，在荷载作用下，结构竖向变形（挠 度、转角）是连续的，其总体刚度好，亦可省去常规连续梁墩梁临时锚固 措施和中支点大型盆式支座养护等昂贵费用，连续刚构桥具有跨越能力 大，平顺度好。目前不

2、仅是公路大跨径桥梁形式之一，也开始广泛运用于 城市中小跨度梁桥。本文主要以某市政道路屮临水桥为例，简要介绍一下城市屮小跨径连 续刚构梁桥的设计。工程概况临水桥为某城市主干道上的市政桥梁，跨越苕溪河。苕溪河无通航要求，河宽约100米，桥梁跨度布置为（30+45+30） ni,其设计荷载：城-a级, 人群荷载3. 5kn/m2,平面位于直线范围内。主梁构造3. 1箱梁主要尺寸d连续刚构上部结构为单箱多室预应力混凝土箱梁，采用纵向预应 力混凝土结构；桥梁横坡采用变腹板高度形成。2）顶宽29. 8m,边、中腹板分别采用斜、直腹。板底宽24. 09624. 7m, 悬臂长2. 3m,悬臂端部高20cm,

3、根部高50cm；箱梁高：跨中及边跨支点 为1.5 m （见图1）,为主跨跨径的1/30；墩支点梁高为2.5m,为主跨跨 径的1/180顶板厚为25 cm,底板厚由根部的70cm变至跨中的25 cm,腹 板宽山根部的100 cm变至跨中的45cm。梁高采用二次抛物线变化。桥梁 横坡采用变腹板高度形成。3.2预应力体系1）主梁按单向预应力设计。纵向预应力采用15-16和15-12的钢绞 线，塑料波纹管成孔，釆用梁端张拉，锚具参考0vm群锚体系。2）本设计中钢朿引屮量计算中的相关参数为：管道摩擦系数u =0. 17, 管道偏差系数20.0015, 端锚具变形钢束冋缩值取6mm,钢束松弛系数 取0.

4、3.有效预应力按0. 65fpk控制。图1箱梁尺寸示意图4下部结构桥墩采用柱式墩。墩柱采用变截面墩身，墩顶15m高度范围内自下 向上从直径12iti直线变化到1. 5m,其余部分均为1. 2m。桥墩和主梁均在 箱梁腹板对应位置固结，横桥向共计8个。墩柱下部设150cm钢套筒， 以满足结构自由长度的需要。套筒需埋入河床以下600cm,且高出河床 50cnu钢套筒和墩柱之间的空隙采用橡胶、泡沫等弹性材料填充。箱梁下 部结构示意图见图2o图2卜部结构示意图5施工要点1）箱梁采用满堂支架现场浇注施丁，预应力混凝土连续箱梁除为抵 消支架弹性变形而设置的预拱外，支架不另设预拱。浇注混凝十前对支架 进行等载

5、预压，以消除支架的非弹性变形，预压期不小于7天。支架基础 必须进行加固以减小施工过程中的沉降量。2）箱梁混凝土可水平分层一次浇注完成（此方案内模一次安装），亦 可水平分层两次浇注（此方案内模两次安装）。分层一次浇注时，第一次 浇注底板、腹板混凝土，在腹板混凝t:初凝前第二次浇注顶板混凝土，并 対腹板混凝土进行二次振捣，此方案要求泯凝土具有足够的初凝时间。否 则应采用两次浇注，采用两次浇注时接缝面设置在内上倒角下端，在第一 次浇注的混凝土强度达到2. 5mpa后，对第一次浇注混凝土表面凿毛并冲 洗净，然后再浇注顶板混凝土。纵向釆用逐孔分次浇注，每次浇注的施 工缝设置应严格按箱梁施工流程图所示要求

6、进行，施工缝应严格凿毛并冲 洗干净。同一次浇注时应从跨中向墩顶方向浇注，最后浇注墩顶两侧各3m 左右或纵向施工缝3m左右范围内梁段及横隔梁，以防止在浇注过程中墩 顶位置及施工缝位置出现竖向裂缝。3）施工时如在箱梁顶板设置人孔时，其位置宜选在l/8二/4范围内， 其尺寸顺桥向不应人于lm,横桥向不应大于0. 8m,四角应设0. 2x0. 2m倒 角，并布置直径12mm倒角钢筋。箱梁施工完成后应及时复原结构钢筋并立 模浇筑封孔混凝十。4）为防止混凝土裂缝和边棱破损，并满足局部强度要求，混凝土强 度达到2. 5mpa时方可拆除侧模。在箱梁预应力张拉完毕、压浆强度形成 后才能拆除支架和底模。拆除支架时

7、应自上向下从跨中向两边对称均衡卸 落，5）张拉预应力要在混凝土强度达到设计强度的90%以后进行，张拉 需上下左右均匀对称进行。6）预应力管道应在张拉后24小时内压浆，要求管道压浆密实，水灰 比不人于0.4,不允许掺氯盐、铝粉，可掺入减水剂和膨涨剂，其掺量由 试验决定，减小了水灰比和水泥浆的收缩，提高了水泥浆的流动度，从而 保证了浆体的可施工性、充盈孔道的密实性和提高了硬化浆体的强度，压 浆强度等级为c40。7）压浆前应用压缩空气或高压水清除管道内杂质，然后压浆。压浆 排气管出口在压浆过程及浆体初凝前应高于管道不小于50cm。8）施工缝附近的腹板混凝土一定要加强振捣，以防止张拉腹板预应 力钢束时

8、锚后混凝土崩裂。9）根据地勘资料该桥钻孔桩施工宜采用反循环施工工艺，以保证清孔干净,同时应注意泥浆稠度、泥浆比重，以防孔壁坍塌影响桩身完整性。6结构计算连续刚构按平面杆系釆用同济大学平面杆系程序桥梁博± v3. 3 建立全桥离散化单元模型计算，桥面板按单向板和悬壁板计算。主梁按部 分预应力a类构件设计。图3全桥离散化单元模型示意图6. 1设计作用6. 1. 1永久作用沥青混凝土容重：24kn/m3；主梁混凝土容重：26kn/m3；钢材容重：78. 5kn/m3；基础相对变位：主墩按lcm考虑，桥台处0. 5cm；混凝土收缩徐变作用：按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计 规范(jtg

9、 d62-2004)规定计算。6. 1. 2可变作用汽车荷载:城-a级，桥梁按6车道考虑，折减系数为0.55,并考虑 横向偏载系数115；人群荷载按3. 5kn/m2；汽车荷载制动力和冲击力、 温度、支座摩阻力、风荷载：按公路桥涵设计通用规范(jtg d60-2004) 相关规定计算。6.2结构设计主要计算结果1)持久状况正常使用极限状态计算下，按短期效应组合梁截面最小压应力上缘为-0. 46mpa,下缘为 2. 45mpa,均大于-0 7ftk二-1. 855mpa,满足规范 要求；短期效应组合，主拉应力最大值为-0. 62mpa,大于0. 5ftk=-l. 325mpa 满足规范要求。2）

10、持久状况应力计算，取标准组合，主梁正截面最大压应力上缘为 13. 88mpa,下缘为10. 28mpa,小于0. 5fck=16. 2mpa,满足规范要求；主 梁最大压应力为14. 34mpa,小于0. 6fck=19. 44mpa,满足规范要求。3）施工节段最大压应力为10. 2mpa,小于0. 7fck=20. 72mpa,施工阶 段满足规范要求。4）考虑挠度长期增长的活载作用下最人静挠度为8. 0mmo小于挠度限 制45000/600=75mm,满足规范要求;5）承载能力极限状态下箱梁最大弯矩大于其对应抗力，箱梁最小弯 矩大于其对应抗力，满足规范要求。6）桥墩在承载能力极限状态下抗力满足

11、要；在正常使用极限状态下 最大裂缝为0. 08mm,小于0. 20mm。结语本文以某市政桥梁为例，简要介绍城市中小跨径连续刚构桥的构造、 设计与计算及施工四大方面，希望对类似桥梁的设计有一定的参考价值。参考文献：1中华人民共和国交通部部标准，公路桥涵设计通用规范（jtg d60-2004）j. 20042中华人民共和国行业标准，城市桥梁设计规范cjj 11-2011j. 2011：3中华人民共和国行业标准，城市桥梁抗震设计规范(cjj 166-2011) j1.20114 中华人民共和国交通部部标准，公路钢筋混凝土及预应力混凝土 桥涵设计规范(jtg d62-2004) j1.20045 中华人民共和国交通部部标准，公路桥涵地基与基础设计