以大跨连续刚构桥为例——桥梁设计关键技术问题分析

郑远彪，林平东

(宁波市交通规划设计研究院有限公司，浙江 宁波 315100)

以大跨连续刚构桥为例
——桥梁设计关键技术问题分析

郑远彪，林平东

(宁波市交通规划设计研究院有限公司，浙江 宁波 315100)

为了深入研究分析桥梁设计关键技术和问题，笔者将以大跨连续刚构桥为例，对桥梁的安全性和耐久性进行研究。

桥梁设计；关键技术；大跨连续刚构桥

1 关于大跨连续刚构桥桥梁设计主要存在的问题分析

1.1 分孔比例

通过对所在地形和桥梁使用功能需求的分析，结合以往的经验数据，通过初步的结构计算分析，设计可有效的确定桥梁边跨和中跨的比例，从而掌握大跨连续刚构桥的桥梁的整体布局。这样设计人员在桥梁结构设计时就应根据相关数据做好相关协调工作，而且也可以合理的对桥梁承载力进行科学的分配。我们在设计的过程中应注重对国内外已建大跨连续刚构桥边跨和中跨比例的数据分析研究。通过相关研究显示，如果将桥梁边跨和中跨比例控制在0.54～0.56之外，则有可能会引发边墩合拢边跨问题，这样桥梁设计的质量就很难得到合理保障。

1.2 截面

在设计大跨连续刚构桥的过程中，设计人员应根据相关的建设方案，确定合理截面形式，常用的为箱形结构。整体箱梁对于中小跨径且桥宽14 m以下宜采用单箱单室截面形式；桥宽18 m左右宜采用单箱双室截面形式；桥宽在22 m以上时，一般采用单箱多室截面，也可采用双箱形式。对于大跨连续箱梁桥宽16 m以下，一般采用单箱单室截面形式；桥宽18 m以上，可采用单箱双室截面或分幅建造。刚构桥还受墩身刚度影响，各部分构造须满足受力、构造、施工方便的要求。在满足结构安全度的前提下，尽可能轻型化，按照满足斜截面抗剪强度与抗弯强度要求，对断面细部尺寸进行控制，同时满足正常使用极限状态的应力要求。

1.3 刚构主墩

在满足抗弯、抗压强度和压杆稳定的前提下，桥墩应具有较小的抗推刚度，使温度混凝土收缩、徐变和顺桥向地震的不利影响降至最低限度。连续刚构桥为高次超静定结构，温度与混凝土收缩、徐变等将产生次弯矩。当主墩较矮或抗推刚度较大时，对纵向地震影响不利，在墩顶还会出现较大的拉应力。需要利用桥墩较小的抗推刚度来降低上述次弯矩。一般情况下，双肢空心墩的墩高与主跨跨径之比不宜小于0.13，否则应采取措施降低次弯矩。

1.4 温度内力

在进行桥梁设计的过程中，设计人员不仅要考虑桥梁外在的承载力，与此同时，也应对桥梁内部承载力进行分析，对于大跨连续刚构，要深入研究桥墩的问题，根据实际桥梁建设情况，采用科学的方法，对温度内力进行合理的控制。

对于采用沥青混凝土铺装的混凝土桥面板必要时应考虑施工阶段沥青摊铺引起的温度影响；另外设计计算中带有横坡的箱梁截面的梯度温度需进行修正基数；对于可能偏晒的桥梁，应考虑两侧温度差的影响，对于南北走向的桥梁，东西两侧的温度会由于阳光的偏晒产生温度差，尤其是偏晒一侧的腹板内外温度差对结构内力有较大的影响；对于无悬臂的宽幅箱梁，宜考虑横向温度梯度引起的效应。

1.5 结构分析

设计过程中应注重对桥梁整体结构以及局部构造的受力计算，确保主桥结构设计符合规范要求，否则在建筑桥梁的过程中会产生严重安全事故。因此，设计人员应重视主桥结构设计，在进行主桥设计时，做好桥梁整体和部分承载力的计算，研究影响桥墩设计的因素。需要进行结构分析，在进行结构分析的过程中，设计人员首先要对桥梁纵向进行科学的计算，结合桥梁设计的特点，做好阶段分解和单元划分，这样就可以准确的确定桥梁的荷载。然后要对桥梁结构应力和位移进行科学的计算，根据计算结果确定桥梁的预应力。其次，要对桥梁的内力进行计算。最后，要分析桥墩对桥梁建筑产生的影响。研究显示，因为大跨连续刚构桥墩梁十分容易受到温度的影响，桥梁混凝土的收缩力要会发生变化，受到地形环境的制约，导致桥梁的稳定性下降。所以，要对桥梁强度进行控制。

2 关于大跨连续刚构桥桥梁设计关键技术的研究

2.1 线性控制

在研究大跨连续刚构桥桥梁设计关键技术的过程中发现。在进行线性控制的过程中，必须按照相关的要求，建立其桥梁结构模型，根据虚拟模型计算桥梁数据，做好相关的数据分析工作。在创新模型的过程中，设计人员应合理划分单元和节点，其次，要计算主梁和桥墩的模拟量，这样才能正确进行结合刚壁连接。之后要对桥梁自由度进行相应的控制，做好工序设计，从而确定桥梁设计参数，便于施工单位参考。当桥梁设计模型成型后，要考虑桥梁结构变形量与受力问题。设计人员只有提前做好线性控制的准备措施，才能确保在实际桥梁设计时，有效的控制突发问题，进而保障桥梁设计的质量。

2.2 应力控制

研究显示，应力控制也是大跨连续刚构桥桥梁设计控制关键技术，其控制原理主要是按照桥梁实际应力值，根据应变规律，计算相关的数据结果，设计人员要对桥梁结构的预应力进行控制，因此，需要做好相关的运算，否则将无法掌握材料弹性模量。同时，要考虑桥梁建设所需要的施工材料的量，确保施工材质达到相关的标准。必须要根据测试结构，完善桥梁设计方案，确保桥梁设计方案的完善。

3 结束语

总而言之，在设计大跨连续刚构桥的桥梁结构时，应做好全面的考虑研究，掌握影响桥梁设计的因素，如分孔比例、温度内力、墩身高度等，然后有针对性的选择设计方法，完善桥梁设计的方案，根据设计方案的要求和内容，解决桥梁设计的问题，一定要考虑如何优化构造和钢束配置，这样才能做好线性控制与应力控制，进而提升桥梁设计的质量。

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2017-05-12

U442

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：1008-3383(2017)07-0145-01