赣龙铁路小隘特大桥多跨预应力连续梁设计

徐璇

摘 要：以赣龙铁路小隘特大桥（40+72+72+72+72+40）m预应力混凝土连续梁为工程实例，分析了主跨4x72m的预应力梁的构造特点和设计，建立了平面有限元模型和空间梁格模型对梁进行结构计算，通过对应力、强度和位移结果等指标的比较分析，表明该多跨预应力连续梁的设计合理、安全，同时论证了用平面有限元模型设计此类桥型安全可靠、方便快捷，以及用空间有限元模型对其校核的合理性和实用性。

关键词：预应力连续梁 平面有限元 空间有限元 应力分析

1、结构体系

2、结构尺寸

中支点梁高为5.80m，高跨比1/12.4，跨中及边跨梁端处梁高为3.20m，高跨比1/22.5，见图2。梁体下缘除边跨梁部5.6m和合拢段为直线段外，梁底曲线均按半径R=217.117m的圆曲线变化。

梁体为单箱单室、变高度、变截面结构，全桥箱梁顶宽12.2m，支点处底宽7.2m，跨中处底宽6.4m，顶板厚度46～96cm，腹板厚度50～140cm，底板厚度50～150cm。在端支点、中支点及跨中共设11个横隔板，隔板设有孔洞，供检查人员通过。

主要设计参数

1、线路设计指标

设计速度按客车200 km/h，货车120 km/h。线路为双线，直线梁，线间距4.6 m。设计使用年限在正常使用条件下梁体结构设计使用寿命为100年。地震烈度，结构适用于设防烈度7度及以下地区。

2、设计荷载

2.1 恒载

2.2 活载

2.3 温度荷载

计算与分析

多跨预应力混凝土连续梁桥，桥梁跨度多、长度较大，为保证计算的准确性，利用有限元软件分别建立了平面模型、空间梁格模型进行受力分析。其中，平面模型建模简单，调整预应力钢筋的配置较为方便；空间梁格模型建模复杂，计算结果更为合理精确，但不便于调索，在设计中应用过繁，可将空间计算结果对平面设计结果进行检算。

1、平面模型

2、空间梁格模型

施工方法分析

张拉应在梁体强度及弹性模量达到设计强度的90%后进行，且必须保证张拉时梁体混凝土龄期不小于7天。施工顺序如下：①施工主桥基础及桥墩，立模灌筑0号梁段，并张拉本阶段预应力钢筋；②以2号～6号墩为中心，对称移动挂篮悬臂灌筑A1、B1段，并张拉本阶段预应力钢筋；③再依次对称移动挂篮，悬臂灌筑A2～A8段、B2～B8段，并张拉本阶段预应力钢筋；④拆除挂篮，用悬吊支架现浇第二、第五孔合龙段；⑤待梁段混凝土的强度和弹模均达到100%，张拉本阶段预应力钢筋，然后浇筑第三、第四孔合龙段；⑥最后安装边跨合龙段的临时刚性连接构造，浇筑边跨第一、第六孔合龙段；⑦拆除悬吊支架和临时结构，成桥；⑧施工二期恒载。

结束语

在桥梁跨越地势复杂，跨越道路、河流众多，宜采用多跨预应力混凝土连续梁，它不仅结构安全合理，而且经济耐用，施工工艺还可最大程度的减小对下方高等级道路的行车影响。

针对小隘特大桥采用的（40+72+72+72+72+40）m预应力混凝土连续梁，建立平面有限元和空间有限元模型，从两种模型的计算结果分析表明，平面与空间模型各项结果一致，因此宜采用平面有限元模型做设计和调索，采用空间有限元模型进行校核。

从设计参数选用、结构构造、平面模型和空间模型单元划分、计算分析、施工流程等方面的分析论述，较详细阐述了此类桥梁的特点，可以为今后同类桥梁的设计提供一定的依据和参考。

（作者单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司）