预应力砼连续刚构公路桥总体设计及主要尺寸Word格式.docx
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箱梁的管养、检修通道---------------------------------------------
箱内泄水孔-----------------------------------------------------------
箱内通气孔-----------------------------------------------------------
梁段联合面上剪力齿-----------------------------------------------
预留改换支座的空间-----------------------------------------------
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预应力砼连续刚构公路桥整体设计及主要尺寸
1连续刚构桥的合用范围
PC连续刚构桥主跨跨径超出200m后，不单主梁因梁高较大致使恒载过大、
受力不好，并且经济指标也不好。
主跨超出200m时，PC部分斜拉桥（也称矮塔斜拉桥）优于连续刚构桥，因为其主梁根部高度约为连续刚构桥主梁根部高度的一半，桥梁景观也较好。
主跨在200m～300m之间，应首选部分斜拉桥。
即便跨径在150m～200m之间时，也应付这两种桥型进行比较，择优采纳。
以上系指按三跨对称部署的连续刚构桥或部分斜拉桥。
当为两跨等跨部署时，则成为单T刚构桥或独塔部分斜拉桥。
单T刚构桥的跨径一般不宜大于130m；
两跨部分斜拉桥合用跨径为100m～180m。
2连续刚构与连续梁的混淆系统
国内已建成的连续刚构桥的连续总长度已打破1000m。
重庆黄花园大桥为137+3×
250+137≈1024m；
东明黄河大桥为75+7×
120+75=990m。
因此，连续刚构桥的连续长度能够达到1000m。
可是，连续长度过大，靠两边的几个桥墩因远
离温度变形0点，将产生较大的水平位移，桥墩受力很不利。
国内外一些较长的
大跨度梁桥，采纳中间区段为连续刚构，两边区段为连续梁的混淆系统，结构受
力合理，称为刚构—连续梁。
弊端是连续梁部分要设置大吨位支座，使用期需进
行改换。
3墩高对连续刚构桥的影响
连续刚构桥为高次超静定结构，温度与砼缩短、徐变将产生次弯矩。
当主墩
较矮或抗推刚度较大时，对纵向地震影响不利，在墩顶还会出现较大的拉应力。
需要利用桥墩较小的抗推刚度（双壁墩bh3E/（2L3））来降低上述次弯矩。
一般
状况下，墩身高度宜大于主跨跨径的1/10，不然应采纳举措降低次弯矩。
比如：
1.1在知足抗弯和稳固的前提下，减小墩身顺桥向厚度；
1.2采纳群桩基础，计入桩基柔度对墩身的影响；
1.3利用边跨合拢前后的刚度变化对主梁进行加卸载，以改良墩身的受力；
1.4将中跨底板预应力长索分三段锚固。
此中两段在中跨合拢前锚固，一段
在合拢后锚固，以减小底板束产生的次弯矩和砼缩短、徐变内力；
1.5关于个别很矮的桥墩，不用墩梁固结，采纳墩上设置活动支座。
矮墩连续刚构桥的实例：
主跨190m华南大桥，主墩墩身高度为11m，东明黄河大桥主墩高度～；
某城市立交桥，跨径为36+58+90+58m，主墩高度为～；
湖北翟家河大桥，跨径为85+160+85m，两个主跨高度分别为16m和95m。
4孔跨部署
4.1三跨连续刚构
设中跨为L，边跨为L1及L2。
L1＝L2时为对称部署，L1≠L2时为非对称部署。
正常状况下，一般可取L1＝/L（及L2/L）=0.52~0.60较为适合。
边跨大或小各有益弊，分述以下。
4.1.1边跨较小的长处
⑴边跨现浇段长度较短，对施工有益。
当边墩台较高时，可用导梁、托架
或挂篮前推作为支架，现浇段能够不用落地支架。
⑵边跨主梁端邻近主拉应力较小，对防备箱梁腹板出现斜裂痕有益。
⑶边跨满布活载，中跨空载时，对中跨受力有益。
⑷中间跨长度一准时，边跨较小，则主桥长度较短。
4.1.2边跨较小的弊端
⑴边越过小时，如边支承出现负反力，需采纳拉压式支座或在边跨主梁内加配重的举措，边墩台的受力不好。
⑵边跨较小时，主墩靠岸一侧的单柱轴力较小，另一单柱轴力较大。
故外立柱的偏爱距大，将产生较大拉应力。
但可采纳下述举措战胜这个弊端：
①边跨合拢前，在边跨大悬臂端加压重，边跨合拢后卸载。
结构剖析表示，卸载后，外立柱仍可获取因加压增添压力的90%。
②中跨合拢前顶推主梁，使主墩向岸方向产生水平位移，而后锁定中跨合拢段，再浇边跨和中跨的合拢段砼。
顶推力应依据计算确立。
③改变中跨底板纵向预应力钢束的张拉程序。
一般是在中跨合拢后才张拉中跨跨中邻近的底板钢束，这时将惹起墩身弯矩，此弯矩与恒载墩身弯矩方向同样，对墩身受力不利。
改为将部分底板钢束在中跨合拢前张拉，可减小墩身的弯矩。
边跨较大时的优弊端，与上述边跨较小的优弊端相反。
4.2两跨T构
两跨T构多采纳等跨部署，对结构受力有益，也方便进行对称施工。
比如贵州省贵毕公路小阁丫大桥，跨径。
0号梁段长16m，挂篮悬浇梁段长度为（一侧）靠桥台长为现浇梁段，合拢段长3m。
有时受地形限制，也能够采纳不等跨部署。
小跨与大跨跨径之比，不宜过小，
不然对桥墩受力不利。
一般宜大于0.8。
比如贵州省崇遵公路两岔河大桥，因为
某种特别原由，跨径为132m+126m。
小跨与大跨之比。
0号梁段长16m在
托架上现浇，2×
用挂篮悬浇施工，先合拢小跨端部梁段，而后再
将大跨悬浇一个的梁段，最后浇筑大跨合拢段（亦为现浇段）长14m。
两跨T构，因为悬臂浇筑施工过程，悬臂长度大，主梁根部负弯矩大，致使
主梁梁高较大。
在三跨正常布孔此中跨跨径与两跨T构跨径同样的状况下，后者
主梁根部高度约为前者的1.6倍。
因此，假如桥长相等，后者常常造价较高。
对
于两跨T构方案，要注意进行经济技术剖析。
4.3多跨连续刚构
四跨或四跨以上，能够对称部署，也能够非对称部署。
中间1跨或几跨为主跨，跨径相等。
边跨跨径一般渐渐减小。
相邻两跨如跨径不等时，小跨与大跨之比，正常状况下不宜小于。
上限则比较灵巧，有的桥达到0.8。
以下是几座四跨或四跨以上连续刚构的孔跨状况，可供参照。
广东洛溪大桥：
65m+125m+180m+110m，连续长度480m；
贵阳小关大桥：
69m+125m+160m+160m+112m，连续长度626m；
福建石崆山高架桥：
60m+115m+155m+115m+115m+115m+65m，连续长度740m。
四跨或四跨以上连续刚构的一个重要特色就是：
大跨与小跨对应的悬臂施工
T构的长度不相等，出现大T和小T，设计和施工都更复杂一些。
4.4小边跨连续刚构
有时受地形或其余条件限制，可能出现很小的边跨，其跨径与相邻较大跨径
之比小于。
对桥墩和主梁受力不利，设计有下述两种办理举措：
4.4.1当小边跨梁端的负反力较大，难以除去时，采纳基础锚碇的方法均衡
负反力。
⑴四川省泸州长江二桥，孔跨部署为，小边跨箱梁经过
长的合拢段与桥台刚性连结。
按锚碇桥台设
计，部署18根方形锚桩，经过设在锚桩内的竖向预应力束将桥台靠谱地锚于基岩中。
桥台
长26m，与箱梁结构一致，两头加隔板，箱内用浆砌石填心，小边跨的纵向预应力束锚于台尾。
桥台为三向预应力结构。
桥台结构见图1。
⑵贵州省关兴公路落拉河大桥，孔跨部署为40m+166.5m+97m。
40m小边跨采纳大截面等高度箱梁，并在梁端部署4排预应力锚杆。
锚杆用32精轧螺纹
钢筋，锚入基岩内10m，在梁顶张拉。
锚杆纵向间距100cm，横向间距180cm，每根锚杆张拉力320KN。
4.4.2当小边跨跨径不是很小时，采纳大、小T和调整边跨结构尺寸的方法
协调恒载散布，以改良边主墩的受力。
⑴云南省三界怒江大桥，孔跨部署为55+138+95m，小边跨55m与中跨138m
的比值为。
设计采纳的协调举措是：
主桥由一个100m小T和一个176m大
T构成，使小边跨端部不出现负反力。
小边跨箱梁仍按正常状况进行结构设计。
⑵贵州省思南岩头河大桥，孔跨部署为53.5m+128.5m+92m，小边跨
与中跨的比值为。
设计亦采纳大、小T的方式协调内力。
小边跨
端部为正反力，箱梁按正常状况进行设计。
靠小边跨的主墩较矮，墩顶截面出现
不大于3MPa的拉应力，部署竖向预应力筋。
5主梁结构与尺寸
5.1箱梁高度
连续刚构桥几乎都采纳变高度箱型断面，故仅对箱型断面进行阐述。
三跨对称部署时的主梁高度
⑴主梁根部高度
初期设计的连续刚构桥，主梁根部高度多为L/18～L/20（L为中跨跨径，下同）。
表1
部分初期连续刚构桥主梁根部高h
桥名
孔径（m）
h（m）
h/L
建成时间
虎门大桥辅航道桥
150+270+150
1997
黄石长江大桥
162.5+3×
1995
三门峡黄河大桥
105+4×
160+105
1/20
1993
广东石南大桥
75+135+75
1/18
1991
东明黄河大桥
75+7×
120+75
南海金沙大桥
66+120+66
1994
珠海大桥
70+2×
125+70
安徽南肥河大桥
45+75+45
最近几年连续刚构桥出现了一些病害,主假如箱梁腹板产生斜裂痕和跨中挠度过
8
大，箱梁根部高度有增大的趋向，大概在L/16～L/17之间。
⑵主梁跨中高度
主梁跨中高度大概在L/45～L/60之间。
当跨径较小时，从结构和方便施工考虑，跨中梁高一般不宜小于2m。
两跨T构的主梁高度
国内外已建成的两跨T构桥极少。
主要原由是主梁高度大，不经济。
贵州省已建成的两座两跨T构桥：
小阁丫大桥跨径，主梁根部高度为，两岔河大桥跨径为132+126m，主梁根部高度为。
主梁根部高度约为L/10。
两座桥主梁端部梁高均为，约为L/34～L/32。
孔跨非对称部署时的主梁高度
孔跨非对称部署时，一般状况下会出大、小T。
⑴云南省三界怒江大桥，孔径为55m+138m+95m，主桥由1个100m的小T
和1个176m的大T构成。
小T的主梁根部高度为，大T主梁根部高度为，中跨跨中梁高为。
⑵贵州省思南岩头河大桥，孔径为53.5m+128.5m+92m。
主桥由1个87m
的小T和1个170m的大T构成。
小T的主梁根部高度为，大T主梁根部高度为，中跨跨中梁高为。
大、小T的根部梁高应按结构计算控制。
作为初步制定尺寸，下述两点可
供参照：
⑴大T的根部梁高约为大T边跨跨径的1/10；
⑵小T的根部梁高约为（2h-h1），式中h＝L/16～L/17；
L为中跨跨径，h1
为大T根部梁高。
中跨最小梁高约为中跨跨径的1/40。
5.1.4主梁高度变化曲线
主梁高度的变化曲线，常用的有三种：
按二次抛物线变化，按正弦曲线变化和按半立方抛物线变化。
图2表示主梁从根部高度ha变化到跨中高度hb。
几种变化曲线主梁高度hj的计算公式以下：
①
⑴按圆曲线变化时：
h=hb+[R-
R-（L-x）
]
（5-1）
i
⑵按二次抛物线变化时：
hi
②=hb-△h（（L-x）/L）2
（5-2）
⑶按正弦曲线变化时：
③=ha+△hsin（90x/L）
（5-3）
④
=hb+△h（（L-x）/L）
3/2
（5-4）
⑷按半立方抛物线变化时：
h
⑸按直线变化时（作对照用）：
⑤=hb+△h（（L-x）/L
）
（5-5）
式中：
△h=ha-hb，（90x/L）以度为单位，R为圆曲线半径。
当X同样时，且X≠0，X≠L，则有hi①＜hi②＜hi③＜hi④＜hi⑤
初期的设计多采纳二次抛物线变化。
近期因为多座连续刚构桥产生腹板斜裂
缝，且常出此刻L/4邻近，为了增大该区段的主梁高度，采纳半立方抛物线变化
有益于减小主拉应力。
但有的论文则以为，从增大底板下缘曲率半径以减小预应
力束径向力考虑，建议采纳二次抛物线。
5.2箱梁顶、底板和腹板厚度
顶板厚度
依据箱的宽度和能否部署横向预应力筋，顶板跨中厚度在25cm～35cm之间
变化。
一般状况下不小于25cm。
0号梁段和边跨现浇段梁端的顶板应加厚，一般
加厚至50～70cm。
顶板双侧的根部要部署承托，其尺寸应依据顶板预应力钢束
结构要求确立。
箱梁双侧的悬臂板，其端部厚度一般为15～20cm。
当部署横向预应力筋时，
多用20cm，根部设置承托，尺寸由顶板钢束结构要求确立。
边跨梁端因设置伸缩缝，顶板厚度（含双侧悬臂板）要知足预埋锚固钢筋的
要求。
底板厚度
跨中底板厚度一般取25～35cm。
主梁根部底板厚度一般取根部梁高的1/8～
1/10。
0号梁段底板应加厚，一般取根部梁高的1/6～1/7。
边跨现浇段梁端的底
板厚度应按端横隔板的结构要求确立。
从箱梁根部至跨中，底板厚度应采纳渐变，其变化曲线多采纳半立方抛物线或二次抛物线。
腹板厚度
腹板厚度主要取决于部署预应力筋和浇注砼必需的空隙等结构要求。
从箱梁
根部至跨中，依据跨径的大小，可分为不一样厚度的二段或三段。
一般在80~40cm
之间取值。
当腹板内设置下弯钢束和竖向预应力筋时，腹板厚度按结构要求确立。
沿纵向腹板厚度不宜突变，可安排在一个梁段内达成渐变。
0号梁段的腹板要加厚，依据跨径的大小，一般在80cm～140cm之间取值。
边跨主梁端部邻近应联合端横隔板设计，加大腹板厚度，并设置一渐变段与
一般梁段的腹板厚度连接。
5.3箱梁横隔板
往常的做法是，在0号梁段对应于主墩墩柱地点部署横隔板，其厚度与桥墩
两壁的厚度一致；
此外还在边跨支承处部署端横隔板，其厚度可依据边跨跨径的
大小，在～2m之间取值。
其余梁段不设横隔板。
最近几年有的连续刚构桥曾发生底板崩裂的事故。
当箱梁较宽时，为了减小底板
钢束径向力的不利影响，有的设计在主梁跨中部署横隔板。
当边跨跨径较大，箱梁较窄时，为了提升梁端支承的抗扭能力，必需时可将
端横隔板延长至箱外（至腹板的外侧），梁端支承相应移至腹板以外。
全部横隔板都应设孔洞，以保证箱内通道全桥贯穿。
孔洞大小，应方便管养人员
及小型机具经过。
6主墩结构与尺寸
设计原则
在知足抗弯、抗压强度和压杆稳固的前提下，桥墩应拥有较小的抗推刚度，
使温度、砼缩短、徐变温顺桥向地震的不利影响降至最低限度。
墩身结构型式及尺寸
一般多采纳双柱式（顺桥向双柱，下同），
如图3所示。
从已建成的连续刚构桥能够看到，
跟着主桥跨径和墩高的不一样，b、c值变化较大。
b值大概在100cm～400cm之间，c值大概在
200cm～800cm，个别桥c值达到900cm～1000cm。
当主跨L≥120m时，墩身宜采纳箱形断面。
箱壁顺桥向厚度一般可取墩柱横向宽度的1/12～
1/14；
箱壁横桥向厚度，一般大于顺桥向壁厚30
～40cm。
箱内不设或设置少许横隔板。
有的桥为了
减小施工阶段的墩身应力，提升稳固安全系数，墩身下段做成实体，上段为箱形
断面。
实体段的高度视跨径大小和墩高而定。
当主跨L在80m～120m之间时，可采纳实体双柱式，顺桥向厚度约为60cm～
150cm。
墩身断面常用矩形和工字形。
跨径小于80m时，可采纳单柱式箱形断面墩身。
横桥向墩身宽度a1，一般取等于箱梁的底板宽
度a0，即a1=a0。
假如主梁箱宽过小，桥墩较高，或许为造型雅观，也可使a1＞a0，（a1-a0）大概在
150cm～250cm之间，参阅图4。
剖析计算表示，施工过程当主梁为T构大悬臂状态时，稳固安全系数最小。
当跨径较大，桥墩较高时，为了提升墩身的稳固安全系数，在双柱之间设置横系
梁。
横系梁的高度一般为100cm～200cm。
经计算，假如使用阶段不需要横系梁，
能够按暂时构件设计，比如用钢结构。
全桥合拢后即可拆掉。
横系梁受力较大，特别是在两柱发生不平均变形时，横系梁两头出现很大的弯应力。
当两头为铰接时，横系梁对墩柱的稳固无贡献。
应采纳举措保证横系梁两头承载力知足规范要求，限制砼的裂痕宽度，使之达到刚接状态。
6.3墩身设计参数的优化
墩身设计参数为双柱的中距S=2e和壁厚b（参阅图3），影响S和b的主要
要素是主跨跨径L和墩高H。
三滩黄河大桥（78+140+78m连续刚构）设计中，采
用有限元计算和参数回归剖析，获取以下初步结论：
⑴跟着b值的减小，桥墩整体稳固安全系数λ减小，桥墩所受弯矩、轴力明显减小；
⑵跟着s值的减小，桥墩整体稳固安全系数λ减小，桥墩所受弯矩减小，桥墩所受轴力增大；
反之亦然。
⑶针对三滩黄河大桥，不一样墩高时，S与b值的优化结果如表2。
表2
不一样墩高H时，S与b的优化值
墩身高H（m）
S=2e（m）
b（m）
（表注：
主墩为双矩形截面柱，横桥向宽，桥面全宽为16.5m）
6.4部分连续刚构桥主墩S值和b值
表3
部分连续刚构桥主墩主要尺寸
孔径（m）
主墩高H（m）S（m）
b（m）
备注
广东虎门大桥辅航道桥
箱形墩柱
贵州省
六广河大桥
145+240+145
上段箱形,下段实体
福建厦门海沧西航道桥
78+140+78+2×
42
广东珠海主航道
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