昆明市公路局 云南昆明 650034
摘要：山区公路建设中，由于存在施工条件困难、自然环境复杂，以及所需桥梁构筑物较多等特点，公路桥梁设计选型的好坏，已逐渐成为了衡量山区公路建设成功与否的重要因素。先简支后连续T梁由于具有整体性好、刚度大、活载作用下竖向变形小以及施工方便、快捷等特点，在近年来 的山区公路施工建设中有着广泛的普及与应用。本文从山区公路施工中桥梁设计的基本原则出发，并结合工程实例，就山区公路施工中先简支后连续T梁设计的具体运用进行了分析与探讨。
关键词：山区；公路施工；先简支后连续T梁；设计
一、山区公路桥梁的设计选型
1、山区公路桥梁设计的基本原则
山区公路桥梁设计的五大基本原则，即是安全、经济、舒适、美观与环保。另外，还要求做到：桥梁设计时，应尽量采用结构预制安装的定型化以及标准化；在桥梁方案的选择上，应综合考虑到各种施工条件，如施工场地、施工设备、施工工艺等等，以避免施工条件与设计不相匹配；为保 证桥梁设计的经济性与环保性，应考虑工程材料的就地取材，桥梁的布设可以依据当前水文地质情况与沿线河流情况进行设计，以便于施工为基本前提；为安全性和美观性考虑，适宜采用先简支后连续桥梁型式，在桥梁高跨比选择方面，适宜选用经济跨径等等。
2、山区公路桥梁上部结构体系的设计选择
由于山区公路桥梁多为弯桥、斜桥和大纵坡桥型，设计施工难度较大。为符合桥梁结构的受力特点，并保证工程建设的经济性，必须做好桥梁上部结构体系的设计选择。目前，山区公路中较常采用的桥梁上部结构体系主要有：简支梁板式桥、连续梁桥和先简支后连续梁桥这三种。
（1）简支梁板式桥。简支梁板式桥的优点是结构受力明确，造型简单，易于标准化安装施工，但是该结构的梁衔接处的伸缩缝造价较高，容易受到破坏，且简支梁跨中弯矩较大所耗用材料也较多。因此，近年来公路桥梁中实际应用较少，主要用于横坡大于6%，长度小于100m这类不适宜采用 先简支后连续梁桥的结构中。
（2）连续梁桥。连续梁桥的结构形式主要包括了连续箱型梁桥和连接刚构桥这两种。其中，连续箱型桥梁的特点是结构整体性强、跨径和刚度较大以及结构美观，主要适用于公路立交桥的跨线桥和大型桥梁的引桥当中；连续刚构桥的特点则是可以多跨连接，也可以梁墩固结，较为适用于高 墩和大跨径的桥梁型式。连续梁桥的缺点的工程造价较高、施工工艺复杂，且结构设计容易受地形因素影响，在山区公路桥梁中应用较少。
（3）先简支后连续梁桥。先简支后连续梁桥兼顾了连续梁桥和简支梁桥的优点，具有整体性好、刚度大、活载作用下竖向变形小等特点，能更好的满足山区公路桥梁行车舒适度的要求。它采用先简支梁方式实现规模化预制施工，并利用现场浇筑梁缝连接段混凝土，成为连续结构体系，与连 续梁桥的工艺相比，其施工更加方便快捷。先简支后连续梁桥，也是目前山区公路建设中是最常采用的一种结构型式。
二、工程实例概况
在某山区公路工程的设计中，大部分桥梁上部结构均采用的是先简支后连续T梁。本文以其中某一桥梁结构的施工建设为例，分析与介绍了先简支后连续T梁的在实际运用中的相关要点。其主要技术指标和构造特点如下：
1、主要技术指标
设计荷载：公路Ⅰ级；
设计车速：80km/h；
桥面净宽：净宽11.5m；
桥面横坡：2%。
2、构造特点
桥梁上部结构单幅桥横断面，布置为5片T梁，预制T梁的高度为2m，T梁组合梁高度为2.04m，腹板厚度为20cm，马蹄宽度为48cm，梁间距2.625m。两片梁间的翼缘板留设有1.025m的湿接缝，中梁预制宽度1.6m，边梁预制宽度1.8 m，边跨梁长2 9.9 6 m，其中预制部分长为29.515m，中跨梁长 30m，其中预制部分长29.3 1 m，混凝土采用的是C50。该桥梁工程中，先简支后连续T梁的设计特点主要为：
（1）由于梁间距较大，较多的设置了横隔板，其中在跨中设置了3道横隔板。
（2）T梁具有组合梁设计特征，在桥面铺装部分参与了结构整体受力。
（3）预应力采用了较大吨位，设计采用OVM11/12/13锚具，T梁正弯矩束采用2束。
（4）T梁连续长度较长，从3跨一联至7跨一联均在设计范围。
该桥梁上部结构的横断面及T梁主要尺寸，详见下图1所示：
图1 桥梁上部结构的横断面及T梁主要尺寸示意图.png)
三、先简支后连续T梁的设计要点分析
1、先简支后连续T梁的结构计算要点
先简支后连续T梁的结构计算，采用的是平面杆系有限元法，并利用专业软件进行计算。由于边梁和中梁横向分配系数差别较大，边梁和中梁按不同的横向分配系数单独讲行计算。结构计算模型阶段的划分情况如下：
（1）桥梁施工阶段的设计
共设计有四部分施工阶段，其中阶段一为：预制T梁并张拉正弯矩束，安装临时支座，吊装T梁，以形成简支体系；阶段二为：安装永久支座，现浇连续段混凝土；阶段三为：待现浇连续段混凝土强度达到8 5％后，张拉墩顶负弯矩预应力钢束，拆除临时支座，完成体系转换，形成结构连续， 当施工条件允许时，可以一联架设完成后再浇筑现浇连续段混凝土、张拉负弯矩钢束，再拆除临时支座完成体系转换。如条件所限也可逐跨吊装后逐墩浇筑连续段混凝土、逐墩张拉负弯矩钢束、逐墩拆除临时支座直至一联所有连续段完成结构体系转换；阶段四为：施加防撞墙、桥面铺装等 二期恒载工程。
（2）桥梁运营阶段的荷载设计
根据技术标准要求，桥梁上部结构的活荷载为汽车一超20级，挂车一120，在荷载设计时应着重考虑到以下几点：首先，应考虑温度影响，可按体系升降温度±10℃、桥面板升降温±5℃设计；其次，应考虑结构强迫位移，即支座不均匀沉降可按5mm设计；最后，还应考虑到混凝土收缩及徐变 ，对T梁应力的影响。
（3）结构计算单元划分及几何模型设计
由于在T梁结构设计计算中，采用是是桥梁专用平面杆系有限元程序进行计算分析。因此，在T梁单元划分时，应综合、细致地考虑连续T梁在施工过程及正常使用阶段控制设计的截面位置，使控制截面位于单元节点处。具体而言，要求控制截面应具有永久支点、临时支点、截面变化点、L/4 点、L/2点、3L/4点以及负弯矩钢束锚固点。
2、先简支后连续T梁结构的配索设计
根据内力计算结果，对连续T梁正弯矩钢束进行优化设计。具体为边跨一边梁为2束OVMl5一l3，边跨一中梁为2束OVM15—12，中跨一边梁为2束OVMl5—12，中跨一中梁为2束OVMl5—11。
在该T梁结构配索方案中，由于T梁采用了2束预应力钢束，并上下设置，无平弯问题，有效解决了以往T梁结构中由于钢束平弯不对称，而引起的T梁在施工中侧弯的难题，可加快施工进度，保证T梁的质量。同时，在结构强度和应力满足规范要求的前提下，该配束方案设计，还可极大的简化 和方便施工。
3、施工技术要点
在该桥梁工程中，先简支后结构连续T梁的台座、模板、原材料、混凝土浇筑以及养护等工艺与普遍T梁的施工工艺大致相同。但由于它具有先简支后连续的结构特点，因此在施工过程中，还应着重注意以下几个方面：
（1）对于临时支座的安装与解除应严格控制，由于施工中多采用钢制砂筒作为临时支座，为保证各片梁永久支座能均匀受力，应先将永久支座安装就位后浇筑连续段混凝土。
（2）为尽量避免受到温差的二次内力，在浇筑连续段混凝土时，应加强混凝土温度变化的控制，要求控制在l 0～l 5℃之间。
（3）在张拉完一联内所有负弯矩钢束以后，方可将本联内所有临时支座进行拆除。由于结构为连续体系，对于桥梁的下部构造施工，应严格控制墩项向下的位移量，以保证位移量在上部结构设计的容许范围以内。
总结
在山区公路桥梁的建设中，不仅存在着地面高差落度大、地形地貌复杂、周围自然环境变化频繁等特点，而且容易受到斜坡、滑坡、陡崖等不良地质因素的影响，都使得桥梁设计选型的困难度较大。而先简支后连续T梁结构体系，由于其具有整体性好、刚度大、活载作用下竖向变形小以及施 工方便、快捷等特点，在近年来的山区公路施工建设中有着广泛的应用。本文结合工程实例，就山区公路施工中先简支后连续T梁设计的具体运用进行了分析与探讨，以此希望能推动先简支后连续T梁在我国公路建设施工中的进一步推广与应用。
参考文献：
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[3] 徐岳，王亚君，等.预应力混凝土连续梁桥设计[M].北京：人民交通出版社，2000.
论文作者:刘丽芬
论文发表刊物:《基层建设》2015年8期
论文发表时间:2016/9/2
标签：桥梁论文; 结构论文; 公路论文; 山区论文; 支座论文; 弯矩论文; 混凝土论文; 《基层建设》2015年8期论文;