履带吊设计参数|预应力连续刚构桥总体设计及主要尺寸

01

连续刚构桥适用范围

PC连续刚构桥主跨超过200m时，不仅主梁恒载过高，受力不好，而且经济指标也不好。当主跨超过200m时，斜拉桥（又称低塔斜拉桥）的PC部分优于连续刚构桥，因为其主梁根高约为主梁的一半。连续刚构桥梁根高度，桥梁景观也较好。这很好。如果主跨在200m～300m之间，应优先选用一些斜拉桥。即使跨度在 150m 和 200m 之间，也应将两种桥型进行比较，并使用最佳的一种。以上指连续刚构桥或三跨对称布置的局部斜拉桥。采用两跨等跨布置时履带吊设计参数|预应力连续刚构桥总体设计及主要尺寸，即为单T刚架桥或单塔部分斜拉桥。单T型刚构桥跨度一般不大于130m；二跨斜拉桥的适用跨度为100m～180m。

02

连续刚架与连续梁的混合系统

中国建成的连续刚构桥总长度已超过1000m。因此，连续刚构桥的连续长度可达1000m。但如果连续长度过大，两侧的几个桥墩距离零温度变形点较远，会产生较大的水平位移，对桥墩的受力不利。国内外部分大跨梁桥采用中段为连续刚构，两侧为连续梁，结构受力合理的混合体系，称为刚构-连续梁。缺点是连续梁部分需要配大吨位轴承，在使用期间需要更换。

03

墩高对连续刚构桥的影响

连续刚构桥是一种高阶静不定结构，温度和混凝土收缩徐变会产生二次弯矩。当主墩较短或推力刚度较大时，纵向地震不利，墩顶会出现较大的拉应力。

需要利用墩身(双壁墩bh3E/(2L3))的小推力刚度来减小上述二次弯矩。一般情况下，墩身高度应大于主跨跨度的1/10，否则应采取措施降低次弯矩。例如：

1.1在满足抗弯强度和稳定性的前提下吊车出租，沿桥梁方向减小墩身厚度；

1.2采用桩群基础，考虑了桩基柔度对墩身的影响；

1.3利用侧跨合拢前后刚度变化对主梁进行加卸载，提高墩身受力；

1.4 将中跨楼板预应力长索分三段锚固。其中两段在跨中折前锚固，另一段在中跨折后锚固，以减少楼束产生的二次弯矩和混凝土收缩徐变的内力;

1.5对于一些很短的桥墩，桥墩不用于固结，桥墩上设置活动支撑。

04

孔跨度排列

4.1

三跨连续刚架

设中跨为 L，边跨为 L1 和 L2。 L1=L2时为对称排列，L1≠L2时为非对称排列。一般情况下，一般取L1=/L（和L2/L）=0.52~0.60为宜。大跨径或小跨径各有优缺点，如下所述。

4.1.1侧跨度优势

⑴边跨现浇段长度短，有利于施工。边墩高时，可用导梁、支架或吊篮作支撑，现浇段可无楼板支撑。

(2)边跨主梁端部附近的主拉应力较小，有利于防止箱梁腹板出现斜向裂缝。

3 边跨满载活载，中跨空载时，有利于中跨受力。

⑷中跨长度不变，边跨越小，主桥越短。

4.1.2边跨的缺点较小

(1)当边跨较小时，如果边撑上存在负反作用力，则需要采用拉压支撑或边跨主梁加配重等措施，侧墩基台受力不足。

2 边跨较小时，主墩岸边单柱轴力较小，另一单柱轴力较大。所以外柱的偏心量大，会产生很大的拉应力。但是，可以采取以下措施来克服这个缺点：

4.2

双跨T结构

两跨T型结构多为等跨布置，有利于结构受力吊车出租，利于对称施工。

有时由于地形限制，也可以使用不等跨度布置。小跨与大跨的比例不宜过小，否则对桥墩受力不利。一般应大于0.8。如贵州省崇尊公路两岔河大桥，由于一些特殊原因，跨度为132m+126m。小跨度与大跨度的比率为0.955。 0号梁段长16m，在支架上现浇，采用2×105.5m吊篮进行吊挂施工。先封闭小跨12.5m梁段的端部，然后悬挑大跨4.5m的梁段，最后是大跨封闭段（也是现浇-place 部分）长 14m。

对于两跨T结构，由于悬臂浇注施工工艺，悬臂长度较大，主梁根部负弯矩较大，导致主梁梁高较大在三跨法孔布置与两跨T型结构跨度相同的情况下，后者的主梁根高约为前者的1.6倍。因此履带吊设计参数，如果电桥长度相等，则后者往往更昂贵。二跨T结构方案应注意经济技术分析。

4.3

多跨连续刚架

四个或更多的跨度可以对称或不对称排列。中间一跨或多跨为主跨，跨度相等。边跨跨度一般逐渐减小。当相邻两个跨度不同时，小跨度与大跨度之比一般情况下不应小于0.52。上限比较灵活，有的桥达到0.8.

以下是几个四跨以上连续刚架的孔跨度供参考。

广东洛溪大桥：65m+125m+180m+110m，连续长度480m；

贵阳小官桥：69m+125m+160m+160m+112m，连续长度626m；

四跨及以上连续刚架的一个重要特点是大跨和小跨对应的悬臂结构T结构的长度不相等，大T时设计和施工更复杂。和小T出现。

4.4

小边跨连续刚架

有时由于地形或其他条件，可能会出现较小的边跨，其跨度与相邻较大跨度的比值小于0.5。针对桥墩和主梁的不利应力，设计了以下两种处理措施：

4.4.1 当小边跨梁端负反力较大且难以消除时，采用基础锚固的方法来平衡负反力。例如：

四川泸州长江二桥，孔跨布置为145m+252m+54.75m，小边跨箱梁通过封闭段与桥台刚性连接5.25 米长。根据锚台设计，布置18个方形锚桩，通过设置在锚桩中的竖向预应力梁将桥台可靠锚固在基岩中。桥台长26m，与箱梁结构一致，两端有隔板，箱内填砌砌石，小边跨纵向预应力梁端锚固。该平台。桥台为三向预应力结构。

4.4.2 当小边跨跨度不是很小时，采用大小T的方法，调整边跨的施工尺寸，协调恒载分布改善主侧墩受力。

05

主梁结构及尺寸

5.1

箱梁高度

几乎所有连续刚构桥都使用可变高度的箱形截面，因此只讨论了箱形截面。

5.1.1 三跨对称布置时的主梁高度

⑴主梁根部高度

早期设计的连续刚构桥，主梁根高度多为L/18~L/20（L为中跨，下同）。

近年来，连续刚构桥出现了一些病害，主要是由于箱梁腹板斜裂缝和跨中挠度过大，箱梁根部高度趋于增加, 大约是 L/16 ~ L/17 。

2 主梁跨中高度

主梁跨中高度约为L/45～L/60。当跨度较小时，从结构和施工方便的考虑，中跨梁的高度一般不应小于2m。

5.1.两跨T型结构主梁高度

国内外已建成的两跨T型架桥梁寥寥无几。主要原因是主梁高度大，不经济。

5.1.3 孔跨不对称布置时的主梁高度

当孔在跨度上不对称排列时，一般会有大T和小T。

大、小T根梁高度按结构计算控制。作为初稿尺寸，以下两点可以参考：

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三次抛物线变化。

图2显示了主梁从根高ha到跨中高hb的变化。几种变化曲线的主梁高度hj的计算公式如下：

早期的设计经常使用二次抛物线变化。近期，多座连续刚构桥产生斜腹板裂缝，常出现在L/4附近。为了增加该段主梁的高度，半立方抛物线变化有利于降低主拉应力。但也有论文认为，考虑到增加底板下缘曲率半径以减小预应力梁的径向力，建议使用二次抛物线。

5.2

箱梁顶部、底部和腹板厚度

5.2.1 顶板厚度

根据箱体宽度和是否设置横向预应力筋，屋面跨中厚度在25cm到35cm之间变化。一般情况下不小于25cm。 0号梁段梁端顶板及边跨现浇段应加厚，一般为50-70cm。顶板两侧的根部应为

支座的尺寸应根据屋面预应力钢梁的结构要求确定。

箱梁两侧悬臂板厚度一般在端部15-20cm。布置横向预应力筋时，多使用20cm，并在根部设置支撑，其尺寸根据屋面钢梁的结构要求而定。

由于边跨梁末端有伸缩缝，顶板（包括两侧悬臂板）的厚度应满足预埋锚固钢筋的要求。

5.2.2 底板厚度

中跨底板厚度一般为25-35cm。主梁根部底板厚度一般取根梁高度的1/8～1/10。 0号梁截面的底板应加厚，一般为根梁高度的1/6～1/7。边跨现浇段梁端底板厚度应根据端隔板的结构要求确定。

从箱梁根部到跨中，底板厚度应渐变，变化曲线应为半三次抛物线或二次抛物线。

5.2.3 幅材厚度

腹板的厚度主要取决于预应力筋的布置和浇筑混凝土的必要间隙等结构要求。从箱梁根部到跨中，根据跨度的大小，可分为厚度不同的两段或三段。一般取值在80~40cm之间。腹板内设置下弯钢束和竖向预应力筋时，腹板的厚度根据结构要求确定。

纵向腹板的厚度不宜突变，可布置在一个梁段内完成渐变。

0号梁截面腹板应加厚履带吊设计参数，根据跨度大小一般在80cm到140cm之间。端隔板设计应在边跨主梁端部附近组合，腹板厚度应增加，并设置渐变截面与总梁截面腹板厚度连接。

5.3

箱梁隔板

通常的做法是将隔板布置在与主墩墩柱对应的0号梁截面位置，其厚度与桥墩两壁的厚度相同；根据边跨的大小，取值可以在0.8～2m之间。其余梁段不提供隔膜。

近年来，一些连续刚构桥发生了楼板开裂事故。当箱梁较宽时，为减少钢梁径向力对底板的不利影响，一些设计将隔板布置在主梁中跨。

当边跨较大而箱梁较窄时，为提高梁端支撑的抗扭能力，必要时可将端隔板延伸至箱外（至箱外web)，并且梁端支撑相应地移出 web。

所有的膜片都应该有孔，以保证通过箱内的整个桥。孔的大小应便于维修人员和小型设备通过。

06

主墩结构及尺寸

6.1

设计原则

在满足压杆抗弯、抗压强度和稳定性的前提下，桥墩应具有较小的推力刚度，以尽量减少沿桥温度、混凝土收缩、徐变和地震的不利影响。

6.2

墩身的类型和尺寸

6.3

墩身设计参数优化

墩身设计参数为双柱中距S=2e和壁厚b（见图3)，影响S和b的主要因素是主跨跨度L和桥墩高度H.三丹黄河大桥（78+140+78m连续刚构）设计中，采用有限元计算和参数回归分析，初步得出以下结论：

1随着b值的减小，桥墩整体稳定安全系数λ减小，桥墩上的弯矩和轴力明显减小；

2 随着s值的减小，墩身整体稳定安全系数λ减小，墩身弯矩减小，墩身轴力增大；反之亦然。

6.4

部分连续刚构桥主墩S、b值

6.5

桥墩防撞设计

位于通航河流或有漂流物的河流上的桥墩在设计时应考虑船舶或漂流物的影响。冲击作用的标准值及计算方法按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004)）第4.4.2条执行。 .

6.6

桥墩抗渗设计

位于水中或水位变化区域的桥墩应采用不透水设计。根据《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004)）第1.0.10条的规定，最大水头和混凝土桥墩壁厚 设计中采用的抗渗等级应根据抗渗混凝土的配比确定。设计中应提出抗渗混凝土配合比和主要技术措施的要求。

07

其他方面

7.1

箱梁维修保养渠道

箱梁应设置贯穿全桥的检修、检修通道。进出水口应尽量布置在边跨梁端部的桥台（或桥墩）上，一般不应布置在箱梁底板上。箱内的所有膜片都要开孔，孔的大小至少要能满足人的通行。

7.2

盒子上的排水孔

为排除施工期间箱内雨水，可在箱梁最低处（根部底板上）设置2至4根直径为100mm至120mm的排水管，垂直穿透底板。

7.3

盒子上的通风孔

为减少箱内外温差，应在每个横梁截面的底板或腹板上设置6至8个直径为60mm至80mm的通风孔。

7.4

剪切齿设置在梁截面的结合面上

悬臂梁段之间的施工缝是箱梁的薄弱段，影响主梁的完整性。为提高梁截面节点传递剪力的能力，应在浇筑梁截面齿的端面上设置剪力。

7.5

预留更换轴承的空间

轴承的使用寿命比箱梁短很多，在使用寿命期间更换轴承是不可避免的。布置支座时，设计时应预留更换支座的空间。