大跨徑混凝土變截面連續(xù)梁橋跨徑布置形式

張一卓 謝 斌 何玉寶

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300051)

0 引言

連續(xù)梁橋作為常用橋梁結(jié)構(gòu)已經(jīng)在公路橋梁建設(shè)中廣泛使用，尤以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁最為常見。連續(xù)梁跨徑布置一般宜采用不等跨的形式，從結(jié)構(gòu)受力的角度來講，一般邊跨長(zhǎng)度可取為中跨長(zhǎng)度的0.5倍～0.8倍。此外，施工方法的不同影響邊跨跨長(zhǎng)與中跨跨長(zhǎng)的比值，對(duì)于采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑的橋梁，邊跨長(zhǎng)度取為中跨長(zhǎng)度的0.8倍是經(jīng)濟(jì)合理的，但是若采用懸臂施工法，則邊跨長(zhǎng)度應(yīng)取中跨長(zhǎng)度的0.65倍為宜。當(dāng)邊跨跨長(zhǎng)與中跨跨長(zhǎng)的比值不大于0.3倍時(shí)，則邊跨墩臺(tái)會(huì)產(chǎn)生負(fù)反力。支座或者主梁需要采用相應(yīng)的抗拔措施，包括拉力支座和加壓重的方式。

現(xiàn)階段預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁大多采用這種邊中跨比在0.5～0.8之間的形式。在特殊地形下，一些三跨連續(xù)梁(或連續(xù)剛構(gòu))將邊跨取的很短，達(dá)到0.25左右，旨在依靠中跨一次性跨越主航道，從而取消水中基礎(chǔ)的設(shè)置，為此必須在邊跨內(nèi)用配重去克服中跨的恒載。例如，1977年在加拿大建成的Grandmere橋，中跨 181.4 m，邊跨 39.6 m，邊中跨比為 0.22，1978 年該橋獲美國PCI的一項(xiàng)特別獎(jiǎng)。另一個(gè)例子是太平洋島國帕勞共和國的 K-B 橋，主跨240.8 m，邊跨53.5 m，邊中跨比為0.22。

該類型的連續(xù)梁與邊中跨比達(dá)到0.5倍～0.8倍的對(duì)稱平衡懸臂澆筑法施工的連續(xù)梁比較，存在以下優(yōu)點(diǎn):

1)在經(jīng)濟(jì)方面，減小邊跨跨徑，從而減小了不必要的橋梁面積，節(jié)省了工程造價(jià)。2)在結(jié)構(gòu)受力方面，錨跨采用適當(dāng)?shù)膲褐刈阋员ＷC結(jié)構(gòu)的平衡。3)在施工風(fēng)險(xiǎn)方面，減少了邊跨懸臂施工的風(fēng)險(xiǎn)。4)在施工精度方面，減小了懸臂施工的誤差對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響。

1 邊中跨比小的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁的優(yōu)點(diǎn)

1)在結(jié)構(gòu)造價(jià)方面，減小邊跨跨徑，即減小不必要的橋梁面積，節(jié)省了工程造價(jià)。通常大跨徑變截面連續(xù)梁橋的邊中跨比為0.5～0.8。采用懸臂施工的方法，邊跨長(zhǎng)度應(yīng)取中跨長(zhǎng)度的0.65倍，例如主跨160 m的變截面連續(xù)箱梁，邊跨一般取到100 m左右，即100+160+100。如果采用中跨比小的結(jié)構(gòu)形式，就可以將邊跨的跨徑減小到40 m左右，這樣可以減少60%的邊跨橋梁面積。節(jié)省的總的橋梁面積占整個(gè)橋梁面積的33.3%，也就是說可以將橋梁的總造價(jià)節(jié)省30%左右。由此可見，通過減小大跨徑連續(xù)梁邊中跨比的方式，可以減小橋梁面積，節(jié)省工程造價(jià)。

2)在結(jié)構(gòu)受力方面，錨跨采用適當(dāng)?shù)膲褐刈阋员ＷC結(jié)構(gòu)的平衡(見圖1)。

邊中跨比小的大跨徑連續(xù)梁可以通過邊跨增加重量的方式，保證結(jié)構(gòu)的平衡。

a.錨固跨采用多跨連續(xù)梁的形式，并在鄰近墩位處設(shè)置壓重。

b.增大邊跨重量，即采取增加混凝土邊跨梁高，在邊跨附近加壓重的方式。

3)采用邊中跨比小的連續(xù)箱梁可以減小施工風(fēng)險(xiǎn)。

在施工風(fēng)險(xiǎn)方面，由于連續(xù)梁的邊跨跨徑很小，可以采取邊跨滿堂支架，中跨懸澆的施工方式。先完成邊跨，形成錨跨，既減少了邊跨懸臂施工的風(fēng)險(xiǎn)，又能盡快使橋梁結(jié)構(gòu)形成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系。

具體來說，邊中跨比為0.5～0.8的變截面連續(xù)箱梁由于邊跨與主跨的跨徑不對(duì)稱，以及邊墩的支撐需要，一般在邊跨的過渡墩位置設(shè)置一段現(xiàn)澆箱梁和合龍段，合龍段有將現(xiàn)澆段與邊跨箱梁相連形成連續(xù)箱梁的作用。

邊跨采用滿堂支架，避免了掛籃懸臂施工的風(fēng)險(xiǎn)，為確保安全，快速的完成施工提供了保證。這是因?yàn)椋瑨旎@施工的最大隱患是傾覆倒塌，造成設(shè)備損壞，人員傷亡的重大惡性事故。

a.混凝土澆筑完畢，初期養(yǎng)護(hù)非常重要。養(yǎng)護(hù)周期不少于7 d，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度才能拆模。混凝土的強(qiáng)度形成的過程增加了施工過程的風(fēng)險(xiǎn)。

b.掛籃移動(dòng)前，要對(duì)吊帶、軌道錨固等進(jìn)行全面檢查，遇大風(fēng)時(shí)需停止掛籃移動(dòng)，確保掛籃的行走安全。各種惡劣的天氣也對(duì)懸澆施工產(chǎn)生不可預(yù)見的風(fēng)險(xiǎn)。

c.連續(xù)梁兩端懸臂灌注混凝土做到加載基本平衡。工人在實(shí)際施工的操作過程也決定著懸澆施工的安全。

所以，通過減小邊跨跨徑，且采用滿堂支架法施工邊跨的方式，減少了邊跨施工風(fēng)險(xiǎn)。A連續(xù)梁(邊中跨比為0.25)邊跨采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，滿堂支架法施工;B連續(xù)梁(邊中跨比為0.5～0.8)邊跨采用對(duì)稱懸臂施工法(見圖2)。

4)在施工精度方面，減小了以上誤差對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響。

在施工精度方面，每個(gè)階段都會(huì)不可避免地存在施工誤差和環(huán)境誤差，例如風(fēng)載和溫度等引起的誤差，當(dāng)施工至長(zhǎng)懸臂時(shí)，大氣溫度變化、日照溫度差等對(duì)箱梁變形影響都比較顯著，箱梁的合龍和線形均很難控制。而邊跨采取了滿堂支架的方式后，取消了邊跨部分懸臂施工的階段，減小了以上誤差對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響。

2 結(jié)語

采用這種邊中跨比小的大跨徑連續(xù)梁可以使邊跨的施工用支架現(xiàn)澆代替懸臂澆筑法，在結(jié)構(gòu)造價(jià)和受力、施工精度與風(fēng)險(xiǎn)上都有很大改善。

在一些特殊地形下，考慮采用邊中跨比小的跨徑布置形式，依靠中跨一次性跨越主航道，從而取消水中基礎(chǔ)的設(shè)置，為今后橋梁設(shè)計(jì)提供參考和幫助。

[1] 許孛皋，張三九.大跨度變截面連續(xù)梁橋施工控制[J].山西建筑，2011，37(3):183-184.