連續剛構橋梁的結構設計及施工探究

黃琮

摘要：由于我國社會經濟的不斷提升，對于國內的各種基礎設施建筑有了更高的標準和要求。對于橋梁的建筑工程需要有更高新的技術來建造，以此來提升橋梁的整體性能，并給橋梁建設工程帶來更高的經濟效益，同時還可以提高抗震等其它性能。本文將對于連續剛構橋的設計和施工技術來進行介紹和分析，希望能為我國的橋梁建造事業發展帶來一定的借鑒意義。

關鍵詞：剛構橋梁；橋梁建造；施工技術

在我國的交通道路基礎設施的設計方案當中，應用較多的是梁橋結構。而連續梁橋結構可以保證橋面建設中減少伸縮縫，這可以使得橋面上行駛的過往車輛更加平順穩定。我國現在正在推廣的連續剛構橋梁有著許多優點，例如在建設過程當中，不需要進行制作的施工建造，也同時不需要進行結構化的體系轉換。這一結構還能夠保證整體的橋梁有著很高的受力性能，提升了整體橋梁的安全性。這使得我國越來越多的應用這一橋梁建造技術。

一、橋梁結構設計要點分析

接下來文中將重點分析連續剛構，橋梁的在具體環境中的應用，指出其與其他橋梁方案相比較所存在的優勢。此外本文還將分析剛構橋梁在施工設計中的技術要點以及重難點。并且對于橋梁施工的技術方法進行探究，希望總結我國在進行這一類型橋梁建設中的實踐經驗，以往具體施工中存在的問題進行歸納并找出解決方案。

（一）確定橋跨跨徑比例

通過靜載+活載計算確定最連續的剛構跨中比，確定跨中最不利的交叉正彎矩。當側跨最大正彎矩與中跨最大正彎矩處于同一水平時，對應的邊中跨比是最合適的值。經過廣泛的研究，發現連續剛構橋的邊跨與主跨之比為0.55-0.65。

（二）設計合理的截面

連續剛架橋的合理截面包括梁高度和板厚度的設計。在截面類型選擇方面，主要選擇具有較強彎曲和抗扭強度的箱型截面，以適應結構應力特性。

對于連續剛構橋的中跨梁高，也可根據中跨段的抗彎能力確定。通常，變截面連續梁和剛構橋梁高一般跨中1/30-1/50，支點1/14-1/20。

目前，隨著輕質高強混凝土材料的工程應用，橋梁結構變得更輕，更輕。當中間部分由輕質混凝土或鋼制成時，結構的設計高度可以做得很低，這可以最小化。此外，連續的剛架橋需要采用可變截面的模式來適應結構的特性在負載下。尺寸采用1.5至1.8次方的拋物線形狀設計，這樣箱梁的應力狀態設計是合理的。

確定合理橫截面的另一個關鍵因素是板的厚度。底板的設計一般是為了滿足抗彎曲的要求。為滿足橋面抗彎曲和局部應力的要求而設計了頂板。腹板設計滿足結構抗剪要求。根據以往的設計經驗，底板的厚度最小為30cm，頂板厚度一般在28～32cm；腹板的厚度一般不小于40cm。

板材的厚度也與所用的材料有關。高強度輕質材料可以采用較小的厚度來滿足應力要求。

（三）注意調節溫度內力

連續剛性框架是典型的超靜定結構系統，因此在環境溫度作用下會產生二次內力，這將對結構設計產生重大影響。為了減小二次內部溫度力，可以考慮以下設計方面。第一，墩的抗壓剛度越小，二次內力的溫度就越小。因此，通常，連續剛性結構適用于具有高墩和大跨度的結構。通過增加墩的高度，縱向壓縮剛度將降低。此外，橋墩還可以設計成柔性樁基，這也可以使橋墩具有較小的抗推剛度。第二，連續剛架的極限與當前設計提升水平的總長度，以及大型裝置的工程應用，連續剛架結構的總長度有所提高，國內設計的連續剛架長度為1060 m，防止溫度內力過大，需要限制連續剛框架主體，及時釋放因溫度效應產生梁體變形，減小內力。

二、施工工藝探究

（一）支架澆筑施工技術

目前的支架施工方法是采用現場澆筑的方式來進行橋梁建設施工，這樣的施工方法的應用場景主要是中小型的連續鋼結構橋梁。這樣的現場澆筑主要是在事先構筑好橋梁的結構模型，進行澆筑時是一次性完成的。這樣的施工方法要求進行結構設計時要足夠精確，構造出完美準確的橋梁模型。同時在進行澆筑時的橋梁支架一定要有滿足條件的強度和性能。支架施工時一定要需要各支點的受力能夠符合橋梁施工的要求。這對于橋梁安全性的保障是至關重要的，如果出現支點受力不夠的話，對橋梁整體的安全性來說都有著極大的風險。

（二）懸臂施工技術

懸臂施工技術相較于支架施工技術而言，又有著更高的技術要求。在進行施工時需要按照對稱的懸拼方法或懸澆的方式來不斷的使結構擴展，而最終形成一個最大的雙懸臂。在這些澆筑工程完成之后，最后使所有的結構合攏，形成了最終整體的橋梁系統。這一類的橋梁施工方法主要應用場景是高墩的跨度大的橋梁結構，這能夠使得橋梁整體的跨度拉伸。這一施工技術的優點在于其施工過程當中的工序比較簡單，而且這一技術在我國已經逐漸發展成熟，各橋梁的應用當中使用的范圍也比較廣泛。另外很重要的一點是使用這一施工技術會使得工程的整體造價有所降低，這能夠使得整體橋梁造價成本降低，有利于橋梁工程的收益提高。

另外在使用這一施工技術的同時，還需要關注施工中的安全問題。由于采用懸臂施工，則對于懸臂施工器械的日常檢查和各方面安全隱患的排查需要有制度性的安全保障。需要安排一批專業的人員對于懸臂施工器械進行頻繁的常規的檢修，確保在施工過程當中不會造成人員的安全事故，在進行橋梁模版的高度設計時也需要有良好的控制。施工安全是所有施工問題中最重要的一部分，由于懸臂施工的施工技術難度比較大，涉及到的施工人員也更多，因此需要格外的注意施工安全問題。

三、結束語

在橋梁建造當中，使用連續鋼結構能夠使得橋梁的整體受力結構更加明晰，而且橋梁的外部結構會更加美觀。隨著我國基礎設施建設的需求越來越廣大，社會對于基礎設施建造除了性能方面的要求，審美和性價比等各方面的要求都普遍的提升。我國的橋梁設計行業需要對此做出更多的提升和改進，對于連續鋼結構橋梁建設工藝做更多的探究和分析，使我國的橋梁建設朝著更好的方向不斷發展。在橋梁的建設實踐當中，不斷的對以往的經驗進行總結，并不斷地吸收國內外先進的橋梁建設經驗，使得我國的建筑行業不斷地向前邁步。

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（作者單位：華匯工程設計集團股份有限公司）