淺談常規橋梁預制梁形式的選擇

■吳堅彬，廖小勇 ■中國公路工程咨詢集團有限公司，北京 100097

橋梁結構形式選擇既要滿足道路現有的通行要求、溝渠現有的排灌要求，又要考慮其將來的發展規劃，同時兼顧美觀、工程造價等方面。橋梁結構形式選擇合理與否，對工程的經濟性、美觀性及施工工期有較大的影響。

為了施工方便、保證施工質量、縮短施工周期、確保工程安全，橋梁結構形式應盡量采用便于機械化、工廠化、標準化生產的中等跨徑預制安裝構件。

對于常規橋梁而言，橋梁上部結構根據墩身高度一般宜采用16m～20m 的裝配式預應力混凝土空心板、25m～40m 裝配式預應力混凝土小箱梁、25m～50m 裝配式預應力混凝土T 梁等橋型方案。

1 各種梁板的性能比較

1.1 空心板梁的優缺點

空心板梁形式構造簡單、受力明確，梁高較低，能有效降低縱坡及路基填土高度，尤其適合建筑高度受到限制的中小跨徑。

由于裝配式空心板梁結構通過鉸接連接成整體，但鉸縫空間小，施工時可操作性差，施工質量難以保證，鉸的作用很難真正形成和發揮作用，因而先天不足，在實際應用中普遍病害較多，其中最主要的是橫向連接絞縫的破壞，其產生有規則的沿板的邊緣拼縫方向的通長裂縫，一般上下通縫，嚴重時造成縫處滲水、漏水等病害，產生通縫后，橫向連接失效，致使僅單梁受力而導致主梁破壞，對橋梁造成無法挽回的損失。

1.2 裝配式預應力混凝土小箱梁的優缺點

預應力混凝土裝配式小箱梁是近十多年運用廣泛的結構形式，設計和施工技術較成熟，裸梁結構剛度大、橫向抗扭性能較好，小箱梁暴露面積較T 梁小，對防腐有利，跨越能力較強，梁高適中，具有預制方便、施工簡單、對地面交通影響小等優點。從美觀協調看，橋下仰視結構簡潔，外型美觀，效果較好。

但是跨徑大的小箱梁上部結構較重，對吊裝設備要求較高，預制場地要求較T 梁高。另外預制小箱梁先簡支后連續剛構的設置及施工較T 梁困難，隨著墩高的加大，橋梁剛構情況將越來越多，預制小箱梁也顯得越來越不適應。

1.3 裝配式預應力混凝土T 梁優缺點

預應力混凝土裝配式T 梁屬于較為常見的結構形式，其設計和施工技術較成熟，結構簡單，受力明確，橫向籍橫隔梁聯結，整體性好，跨越能力強，最大跨徑可達50m，具有預制方便、施工簡單、對地面交通影響小、對施工設備沒有特殊要求等優點。T 梁的工程造價稍高，建設期費用高于裝配式鉸接板梁和裝配式小箱梁，但結構成熟，病害相對較少，使用期養護維修費用相對少。

T 梁的局限性在于，其頂板寬翼緣受壓，下部開裂后不參加工作，因此不論鋼筋混凝土或預應力混凝土T 型梁結構，都只有利于承受單向彎矩，不利于承受雙向彎矩。

同時，T 梁上部結構建筑高度相對高一些，在橋下凈高要求相同的情況下，采用T 梁勢必增大路堤填土高度，尤其是對于縱斷面控制嚴格的地方，T 梁因建筑高度較大而受到限制。且單片主梁在運輸、安裝過程中不穩定，容易發生事故。

2 各種梁板的經濟性比較

下面對裝配式空心板梁、小箱梁和T 梁這三種常見的結構類型進行經濟比選。

表1 跨徑20m 板(梁)上部構造工程量、經濟指標比較表

表2 跨徑25m 板(梁)上部構造工程量、經濟指標比較表

表3 跨徑30m 梁上部構造工程量、經濟指標比較表

由表1 可知:對于20m 跨徑上部結構，寬幅空心板梁高較低，能有效降低縱坡及路基填土高度，但是造價較高，且寬幅空心板梁開裂較嚴重，分體小箱梁經濟指標較好，整體剛度大，故綜合比較后推薦采用分體小箱梁結構形式。

由表2、表3 可知:與預應力混凝土T 梁相比分體小箱梁造價較省，結構剛度大，整體性好，施工穩定性好，單片梁吊裝重量與T 梁相差不大。且小箱梁因為建筑高度相對較低，能有效降低縱坡，縮短橋長，節約造價。故25m、30m 跨徑上部構造綜合比較后推薦采用預應力砼分體小箱梁。

表4 跨徑40m 梁上部構造工程量、經濟指標比較表

由表4 可知，40m 跨徑上部構造，預應力混凝土小箱梁造價較省，結構剛度大，整體性好，但也吊裝重量大，施工困難，且隨著跨徑的增大其施工安裝難度也增大。預制T 梁安裝重量較輕，施工工藝成熟，施工方法簡單，對施工場地要求更低;但其經濟指標相對較大，結構剛度小，整體性相對較差。另預制小箱梁先簡支后連續剛構的設置及施工較T梁困難，隨著墩高的加大，橋梁剛構情況將越來越多，分體小箱梁也將越來越不適應。據此，40m 跨徑上部構造推薦采用預應力混凝土T 梁。

3 結語

綜前所述可知，空心板性能欠佳、造價較高，因此，在工程設計中我們應更多地選用小箱梁和T 梁。此兩種結構綜合比較成果見下表:

［1］于傳君.中小跨徑橋梁全壽命周期成本經濟比較研究.遼寧省交通規劃設計院.北方交通，2011.