以大跨連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)槔?br/>——橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題分析

鄭遠(yuǎn)彪，林平東

(寧波市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 寧波 315100)

以大跨連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)槔?br/>——橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題分析

鄭遠(yuǎn)彪，林平東

(寧波市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 寧波 315100)

為了深入研究分析橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)和問(wèn)題，筆者將以大跨連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)槔?，?duì)橋梁的安全性和耐久性進(jìn)行研究。

橋梁設(shè)計(jì)；關(guān)鍵技術(shù)；大跨連續(xù)剛構(gòu)橋

1 關(guān)于大跨連續(xù)剛構(gòu)橋橋梁設(shè)計(jì)主要存在的問(wèn)題分析

1.1 分孔比例

通過(guò)對(duì)所在地形和橋梁使用功能需求的分析，結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)初步的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，設(shè)計(jì)可有效的確定橋梁邊跨和中跨的比例，從而掌握大跨連續(xù)剛構(gòu)橋的橋梁的整體布局。這樣設(shè)計(jì)人員在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)做好相關(guān)協(xié)調(diào)工作，而且也可以合理的對(duì)橋梁承載力進(jìn)行科學(xué)的分配。我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)注重對(duì)國(guó)內(nèi)外已建大跨連續(xù)剛構(gòu)橋邊跨和中跨比例的數(shù)據(jù)分析研究。通過(guò)相關(guān)研究顯示，如果將橋梁邊跨和中跨比例控制在0.54～0.56之外，則有可能會(huì)引發(fā)邊墩合攏邊跨問(wèn)題，這樣橋梁設(shè)計(jì)的質(zhì)量就很難得到合理保障。

1.2 截面

在設(shè)計(jì)大跨連續(xù)剛構(gòu)橋的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)相關(guān)的建設(shè)方案，確定合理截面形式，常用的為箱形結(jié)構(gòu)。整體箱梁對(duì)于中小跨徑且橋?qū)?4 m以下宜采用單箱單室截面形式；橋?qū)?8 m左右宜采用單箱雙室截面形式；橋?qū)捲?2 m以上時(shí)，一般采用單箱多室截面，也可采用雙箱形式。對(duì)于大跨連續(xù)箱梁橋?qū)?6 m以下，一般采用單箱單室截面形式；橋?qū)?8 m以上，可采用單箱雙室截面或分幅建造。剛構(gòu)橋還受墩身剛度影響，各部分構(gòu)造須滿足受力、構(gòu)造、施工方便的要求。在滿足結(jié)構(gòu)安全度的前提下，盡可能輕型化，按照滿足斜截面抗剪強(qiáng)度與抗彎強(qiáng)度要求，對(duì)斷面細(xì)部尺寸進(jìn)行控制，同時(shí)滿足正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求。

1.3 剛構(gòu)主墩

在滿足抗彎、抗壓強(qiáng)度和壓桿穩(wěn)定的前提下，橋墩應(yīng)具有較小的抗推剛度，使溫度混凝土收縮、徐變和順橋向地震的不利影響降至最低限度。連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)楦叽纬o定結(jié)構(gòu)，溫度與混凝土收縮、徐變等將產(chǎn)生次彎矩。當(dāng)主墩較矮或抗推剛度較大時(shí)，對(duì)縱向地震影響不利，在墩頂還會(huì)出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力。需要利用橋墩較小的抗推剛度來(lái)降低上述次彎矩。一般情況下，雙肢空心墩的墩高與主跨跨徑之比不宜小于0.13，否則應(yīng)采取措施降低次彎矩。

1.4 溫度內(nèi)力

在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員不僅要考慮橋梁外在的承載力，與此同時(shí)，也應(yīng)對(duì)橋梁內(nèi)部承載力進(jìn)行分析，對(duì)于大跨連續(xù)剛構(gòu)，要深入研究橋墩的問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際橋梁建設(shè)情況，采用科學(xué)的方法，對(duì)溫度內(nèi)力進(jìn)行合理的控制。

對(duì)于采用瀝青混凝土鋪裝的混凝土橋面板必要時(shí)應(yīng)考慮施工階段瀝青攤鋪引起的溫度影響；另外設(shè)計(jì)計(jì)算中帶有橫坡的箱梁截面的梯度溫度需進(jìn)行修正基數(shù)；對(duì)于可能偏曬的橋梁，應(yīng)考慮兩側(cè)溫度差的影響，對(duì)于南北走向的橋梁，東西兩側(cè)的溫度會(huì)由于陽(yáng)光的偏曬產(chǎn)生溫度差，尤其是偏曬一側(cè)的腹板內(nèi)外溫度差對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力有較大的影響；對(duì)于無(wú)懸臂的寬幅箱梁，宜考慮橫向溫度梯度引起的效應(yīng)。

1.5 結(jié)構(gòu)分析

設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注重對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)以及局部構(gòu)造的受力計(jì)算，確保主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求，否則在建筑橋梁的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重安全事故。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在進(jìn)行主橋設(shè)計(jì)時(shí)，做好橋梁整體和部分承載力的計(jì)算，研究影響橋墩設(shè)計(jì)的因素。需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員首先要對(duì)橋梁縱向進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，做好階段分解和單元?jiǎng)澐?，這樣就可以準(zhǔn)確的確定橋梁的荷載。然后要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力和位移進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定橋梁的預(yù)應(yīng)力。其次，要對(duì)橋梁的內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算。最后，要分析橋墩對(duì)橋梁建筑產(chǎn)生的影響。研究顯示，因?yàn)榇罂邕B續(xù)剛構(gòu)橋墩梁十分容易受到溫度的影響，橋梁混凝土的收縮力要會(huì)發(fā)生變化，受到地形環(huán)境的制約，導(dǎo)致橋梁的穩(wěn)定性下降。所以，要對(duì)橋梁強(qiáng)度進(jìn)行控制。

2 關(guān)于大跨連續(xù)剛構(gòu)橋橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)的研究

2.1 線性控制

在研究大跨連續(xù)剛構(gòu)橋橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)。在進(jìn)行線性控制的過(guò)程中，必須按照相關(guān)的要求，建立其橋梁結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)虛擬模型計(jì)算橋梁數(shù)據(jù)，做好相關(guān)的數(shù)據(jù)分析工作。在創(chuàng)新模型的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理劃分單元和節(jié)點(diǎn)，其次，要計(jì)算主梁和橋墩的模擬量，這樣才能正確進(jìn)行結(jié)合剛壁連接。之后要對(duì)橋梁自由度進(jìn)行相應(yīng)的控制，做好工序設(shè)計(jì)，從而確定橋梁設(shè)計(jì)參數(shù)，便于施工單位參考。當(dāng)橋梁設(shè)計(jì)模型成型后，要考慮橋梁結(jié)構(gòu)變形量與受力問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員只有提前做好線性控制的準(zhǔn)備措施，才能確保在實(shí)際橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，有效的控制突發(fā)問(wèn)題，進(jìn)而保障橋梁設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2.2 應(yīng)力控制

研究顯示，應(yīng)力控制也是大跨連續(xù)剛構(gòu)橋橋梁設(shè)計(jì)控制關(guān)鍵技術(shù)，其控制原理主要是按照橋梁實(shí)際應(yīng)力值，根據(jù)應(yīng)變規(guī)律，計(jì)算相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)果，設(shè)計(jì)人員要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行控制，因此，需要做好相關(guān)的運(yùn)算，否則將無(wú)法掌握材料彈性模量。同時(shí)，要考慮橋梁建設(shè)所需要的施工材料的量，確保施工材質(zhì)達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。必須要根據(jù)測(cè)試結(jié)構(gòu)，完善橋梁設(shè)計(jì)方案，確保橋梁設(shè)計(jì)方案的完善。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在設(shè)計(jì)大跨連續(xù)剛構(gòu)橋的橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)做好全面的考慮研究，掌握影響橋梁設(shè)計(jì)的因素，如分孔比例、溫度內(nèi)力、墩身高度等，然后有針對(duì)性的選擇設(shè)計(jì)方法，完善橋梁設(shè)計(jì)的方案，根據(jù)設(shè)計(jì)方案的要求和內(nèi)容，解決橋梁設(shè)計(jì)的問(wèn)題，一定要考慮如何優(yōu)化構(gòu)造和鋼束配置，這樣才能做好線性控制與應(yīng)力控制，進(jìn)而提升橋梁設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

[1] 姜曉鵬,高海亮.橋梁設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與改善策略的探討[J].綠色環(huán)保建材，2017，(5)：33-77.

[2] Joris Smits.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)用于荷蘭橋梁設(shè)計(jì):面臨創(chuàng)新性、可持續(xù)性和耐久性的建筑挑戰(zhàn)[J].Engineering，2016，(4)：56-78.

2017-05-12

U442

：C

：1008-3383(2017)07-0145-01