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預應力混凝土連續梁橋的梁部結構
2011-11-04 00:00

  一、橫截面形式

  預應力混凝土連續梁橋的截面形式很多,一般應依據橋梁的跨徑、寬度、對梁高的要求、支承形式、橋梁的總體布置和預應力錨具施工方法等方面確定。合理地選擇主梁的截面形式對減輕橋梁的重量、節約材料、簡化施工和改善截面的受力性能都具有十分重要的意義。

  (一)板、肋式截面

  板、肋式截面構造簡單,施工方便。矩形實體截面已較少使用,代替矩形實體截面的是曲線形整體截面。當橋墩采用獨柱支承時,常選用所示截面。當橋墩在橫截面上是Y形支承時,可選取雙峰形實體截面。實體截面用千中小跨徑,同時用于以在支架上現澆施工為主的連續梁橋。空心板截面常用千跨徑15-30m的連續梁橋,板厚取0.8-1.2m。日本松岡高架橋,全長220m,橋寬11.66m,橋梁分跨為8聯5x14.68m,空心板高度采用0.8m,在支架現澆施工。日本首都高速公路562-563工區有一座曲線染橋,全長913m,橋寬18-19m,橋梁選用8跨1聯的多聯預應力混凝士空心板連續梁橋,橋梁跨徑22-29m,空心板高度取用1.1m,采用移動模架法施工。

  肋式截面預制方便,常用于預制架設施工,并在梁段安裝完之后,經體系轉換為連續梁橋。常用跨徑30mxm50m,梁高取用1.6m2.5m,如上海的蓮西橋,主跨40M,橋寬12m,采用I形梁截面。灤河橋跨徑40m,采用T形梁截面,梁高取2.3m,使用筒支一連續施工。廣珠公路的三洪奇及細搖橋,主橋為5跨一聯的連續梁橋,分跨為42.5+3x54+42.5m,橋寬14.5m,主梁采用梁高2.5m6梁式T型截面,便用4.9MN浮吊安裝就位,用簡支一連續的施工方法。

  (二)箱形截面

  箱形截面具有良好的抗彎和抗扭性能,是預應力混凝土連續梁橋的主要截面型式。常用的箱形截面,其中單箱單室截面的梁高可在1.5-5.0m內變化,橋寬多用在小于18m的橋梁,雙箱單室截面,梁高為1-2m,橋寬適用于20m左右,單箱雙室截面的梁高在1.5~5.0m內變化,橋寬適用于25m左右,回空式單箱雙室截面梁高適用于1-2m,橋寬15m;單箱多室截面的梁高適用于1.5-3.0m,橋梁寬度可不受限制。此外,箱式截面還有單箱三室、雙箱雙室、多箱單室等。重慶長江大橋在進行初步設計中,曾對雙箱單室截面與雙箱雙室截面做過經濟比較,結果是前者比后者減輕重全13%左右。由此可見,截面的選擇和分析,對提高橋梁的經濟效益有著十分重要的作用。

  從箱形截面的受力狀態分析表明:單箱單室截面受力明確、施工方便、節省材料用量。因此,當橋寬在20-25m范圍內,也有不少橋梁采用單箱單式截面,但君要在截面構造上采取一定的措施。1980年丹麥Vejle Fjord橋,標準跨徑110m,橋寬27.6m,采用單箱單室截面。其中箱寬12m,每側懸臂長7.8m,為了加強長懸臂板的擾彎剛度,采用了間距6.87m,厚0.5m的橫梁加勁,橫梁在旋板處的高度取用2m,箱梁中部取用1.25m,梁端為0.85m,并在每根橫梁上施加7根φ36mm的橫向預應力筋。帶有斜撐或采用斜板加強的單箱單室截面,其梁高常用2-4m,橋寬達32m。

  分離式箱形截面對于寬橋是一種較好的布置方式,在構造上和施工上都較方便。如康蘇爾四號橋,橋寬31.3m,采用分離式單裁單室。目前已知采用分離式鉆形截面最寬的是瑞土的萊因(Rhine)河橋,該橋采用分離式雙箱雙室,橋寬為2x47.7m,從國內外127座預應力混凝土連續梁橋使用箱形截面的分析得知:采用單稱單室截面及分離式箱形截面占到總數的3/4。在眾多橋梁中,采用直箱的占8-1%,斜箱的占16%。從國內數十座連續梁橋箱形截而型式的統計資料來肴:單箱多室截面為19%,多箱截而占31%。單箱單室截面的橋寬為12m。

  (三)橫隔梁設置

  采用T型和I型截面的連續梁橋,其錨具橫截面的抗扭剛度較小,為增加橋梁的整體性和良好的橫向分布,一般均需設置中橫隔梁和端橫隔梁。中橫隔梁的數目及位置依主梁的構造和橋梁的跨徑確定。

  現澆橫隔梁是一項比較復雜的工作,要求梁內配置抗彎及抗剪鋼筋,如果采用橫向后張預應力筋,則對橋梁的受力十分理想。美國華盛頓州成功地采用了鋼結構橫隔梁。它與頂埋在梁內的鋼板相連接,施工方便、迅速,但需對它進行經常養護。

  箱形截面梁橋的抗彎剛度和抗扭剛度較大,除在支點部位設置橫隔梁外,中間橫隔梁的數目較少,即使有中橫隔梁,所起的作用也很小,目前的趨勢是少設或不設中間橫隔梁。如給脫威橋的主跨為260m,采用單箱單室截面無中間橫隔梁。對于多箱截面,為加強析面板和各箱間的聯系,常在箱間設置橫隔梁。采用頂推法施工的箱梁,為了便于預制和張拉工作,在施工期間可設置臨時橫向聯系,待施工就位后澆筑支點橫隔梁。采用雙柱墩的連續梁,其橫隔板應與支座及墩柱對中,亦可參考形式布置。連續梁采用懸節施工時,需要墩梁臨時固結,其橫隔梁的構造也宜選用圖示的構造形式,使之滿足施工和使用狀態的受力需要。對于斜、彎連續梁橋以及V形墩連續梁橋的橫隔梁布置和設置方包在總體設計中應予以充分的考慮。

  橫隔梁的設置對該處頂板的受力狀態有直接影響。當橫隔板與腹板、底板相連而與頂板間留有縫除時,將不改變頂板的受力狀態。當橫隔板與主粱截面各邊均連接時,該處頂板的受力狀態則有改變,增加了頂板的負彎矩。因此,對于橫隔梁處頂板的配筋要根據受力需要布置。橫隔板與項、底板相交處也宜設置承托。

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