宁夏新矮T梁结构的应用

（宁夏公路勘察设计院有限责任公司，宁夏 银川 750001）

一、多种面梁的对比

目前，中、小跨径装配式梁桥常用的结构为I形组合截面梁、箱形截面梁无翼缘、圆形空心截面梁和T形截面梁。

混凝土I形截面组合梁因其稳定性差，目前应用较少；钢板I形组合梁由于方便轻捷、应用灵活，受到设计和施工青睐，在众多工程中被大量推广应用，然而造价相对混凝土梁高，部分地区应用有难度。

在公路桥梁结构中，由于圆形空心截面梁具有工厂化预制，标准化施工，结构高度小，可降低路基高度，节省工程造价等优势，因此在10米至20米跨径的中小跨径桥梁中，圆形空心截面梁结构的使用尤为广泛。但圆形空心截面梁结构在越来越严峻的交通环境下，产生了大量不同程度的病害，例如铰缝混凝土与梁板的结合面首先发生裂缝，各梁板之间横向联系减弱，在车辆荷载反复作用下，铰缝被破坏发生单向板受力现象，导致空心板出现裂缝甚至破损，影响空心板桥梁的安全性和耐久性。

此外，无圆形空心截面梁预制过程中往往采用充气橡胶芯膜成孔技术，空心板挖空率较低，自重大，不易保证顶板、底板和钢筋保护层厚度，而结构高度小也导致截面有效高度较小，降低了结构的抗弯刚度。因此，在超限超载现象较为严重的省份，空心板桥梁的各类病害问题尤为突出。

针对中小跨径的圆形空心截面梁桥梁数量巨大，且病害问题严重，各设计单位均采取了一定的措施，来改善无圆形空心截面梁结构的受力状态，减少病害，但仍无法从根本上避免无圆形空心截面梁结构的病害。在运营的无圆形空心截面梁桥梁中，各类病害问题日渐突出，甚至已经影响到桥梁结构本身，影响到桥梁的日常运营，并且常规的维修、养护已经满足不了要求。

预应力混凝土箱形截面梁和T形截面梁跨径相对较大，制造技术成熟，可用于连续体系桥梁，适用于各种引桥，多联桥直线桥和曲线桥的设计与施工，安装重量相对较大。预应力混凝土T形截面梁具有对弯、坡、斜桥较强的适应能力，施工工序简洁，后期养护和检修方便等优点。因此，在具有病害的空心板桥梁的更换选择方面，可以优先使用T形截面。但考虑到空心板梁建筑高度较低，在选择T形截面梁的时候，须降低截面高度，尝试一种截面高度较低的新型T形截面梁，称之为“矮T梁”。

表1 预应力混凝土新矮T梁与圆形空心截面梁比较（单孔半幅）

表1 预应力混凝土新矮T梁与圆形空心截面梁比较（单孔半幅）

相关单位通过详细调研并分析宁夏的自然环境、交通状况、桥梁类型和病害情况等，并结合空心板结构的优缺点，基于空心板结构难以克服的病害，提出装配式预应力矮T梁的结构，并结合其他地区矮T梁的应用情况，为宁夏地区病害较为严重的空心板结构桥梁的维修更换提供充分的调研依据。

二、新矮T梁设计特点

新矮T梁，是在普通T梁的基础上发展而来的，是在工程中应用广泛的预应力混凝土T梁结构，具有成熟的建设和管理经验。在工厂预制中，预制工作较为简单，施工方法也较为熟悉和简单，并且单片预应力混凝土T梁的吊装重量较轻，施工方便，工艺成熟，受力明确，耐久性能好，后期管养便捷。并且，新矮T梁的翼缘板宽度可以在较大的范围内进行调节，使得T梁对曲线布置也具有较强的适应能力。

在宁夏的调研过程中发现，空心板结构在运营3年至5年之后，或多或少都存在一定的病害，而T梁结构使用性能基本完好，甚至数座运营已经30年的T梁桥梁仍具有很好的使用性能，这足以看出预应力混凝土T梁优异的耐久性和运营能力。

图1 上部横断面布置及主梁断面图

图2 新矮T梁桥整体特点

图3 宁夏某地新矮T梁工程应用实例

宁夏某地单幅12.75米的高速公路横向采用9片梁设计方案；梁高1米，通过一定的施工措施可用于现有无翼缘圆形空心截面梁进行更换；两种宽度（11米和12.75米）的T梁预制部分采用相同的结构形式，便于工业化生产，方便推广应用。

三、新矮T梁应用特点

对预应力混凝土新矮T梁与混凝土圆形空心截面梁按单孔半幅的工程量进行详细对比，其中包括混凝土用量、钢筋用量、施工难易程度、安全性和耐久性，以及后期养护难度等方面，发现新矮T梁具有鲜明的优势。

预应力混凝土新矮T梁与混凝土圆形空心截面梁比较结果表明，采用矮T梁的上部结构形式，大大方便了施工，缩短了施工的工期，从上部材料使用方面，矮T梁混凝土用量减少3.9立方米，钢筋用量增加2.3吨，仅从上部工程造价来看要相对稍高一些，但考虑矮T梁上部重量相对较小，从而下部结构会偏低一些，致使总体造价基本接近，从施工、耐久及其检修养护方面都具有明显的优势。

参考宁夏重载交通日渐增多的情况，更换现有病害桥梁的修复或者桥面板，需要更加重视维修后结构的安全性、耐久性和承载能力等，因此采用新矮T梁的结构形式更换现有病害严重的圆形空心截面梁，具有很好的优势及应用前景。