关于大跨径连续刚构上部结构箱梁设计优化探究

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1、关于大跨径连续刚构上部结构箱梁设计优化探究摘要：本文以云南省龙陵至腾冲二级公路龙川江大桥为工程背景，针对连续刚构上部结构箱梁容易出现的一些不足，如跨中下绕，箱梁裂缝较多等，结合笔者多年的桥梁建设经验，提出一些有针对性的优化建议，希望能给广大的桥梁设计者在连续刚构桥梁的设计上提供新的思路。关键词：连续刚构；底板预应力束调平；裂缝；设计Abstract:Inthispaper,inorder,LonglingtoTengchong,YunnanProvince,secondaryroadstheLongchuanjiangBridgeengineeringbac

2、kgroundforcontinuousrigidframesuperstructureboxgirderpronetoanumberofshortcomings,suchasaroundamid-spanboxgirdermore,combinedwiththeauthormanyyearsbridgeconstructionexperienceofsomeofthespecificoptimizationtips,andwanttogivethemajorityofthebridgedesignertoprovidenewideasonacontinuo

3、usrigidframebridgedesign.Keywords:continuousrigidframe；floorprestressedbeamtune；cracks；anddesign中图分类号：F540.3文献标识码：A6文章编号：2095-2104（2012）随着我国西部大开发的深入推进及云南“桥头堡”建设的不断深入，云南省公路建设又迎来了新的高速发展时代，由于云南地处横断山脉谷区，修建公路时，经常需要在大江、大河、深沟峡谷地带修建大跨度的桥梁。连续刚构桥梁作为目前较大跨度的桥梁选型之一，具有施工较为方便，结构受力明确，行车荷载平顺等特点。但随着

4、我国之前建设的一大批连续刚构桥梁使用时间不断增长，大量的连续刚构都暴露出来了一些不足，如跨中下绕、梁体开裂等。本文希望通过笔者多年的工作实践经验，以龙川江大桥为依托，对大跨径连续刚构上部结构箱梁设计优化进行初步探讨，以期能够通过设计阶段对结构的优化来控制连续刚构在建设和使用阶段的不足之处。1、工程概况龙川江大桥位于龙陵至腾冲二级公路龙陵县与腾冲县交界的龙川江上，为跨越龙川江而设，是整个路段的重点控制性工程。全桥路基宽度为12m，主桥上部构造为58+102+63m的预应力混凝土变截面箱梁连续刚构，引桥为13跨30米T型梁。箱梁底宽7m，为单箱单室断面，箱梁根部

5、高度为8m，跨中高度为3m，采用挂篮悬臂浇筑法施工。2、上部结构箱梁优化2.1连续刚构桥底板索水平布置62.1.1底板索常规布置方法及带来的问题在以往的连续刚构设计中由于结构受力的需要梁高均设计成变高度，常采用抛物线的渐变方式。通常底板束预应力筋均沿底板线形设置，底板存在一定的曲率。图1底板预应力束张拉引起的径向力示意图底板预应力束张拉时，曲线段的张拉力会对底板产生径向力q，径向力公式为q=F/R，如图1所示。q为钢束产生的径向分布力（KN/m）；R为曲率半径；F为钢束拉力（扣除孔道损失后的计算点实际张拉力）；预应力底板束沿底板曲线布置常常会带来以下问题：箱

6、梁宽度较大时，会导致底板横向跨中受正弯矩、两端与腹板相接的倒角处承受负弯矩。在施工过程中常常会导致底板跨中下缘及底板与腹板交接处出现纵向开裂，如下图2所示。图2箱梁底板预应力束张拉后横向翘曲开裂当桥梁跨度较大时，其底板预应力束的张拉力也会很大，如果底板上下层联系筋安装焊接不牢固或混凝土浇筑质量不好，底板预应力钢筋张拉锚固过程中极易发生底板大面积起鼓或大块脱离以至发生崩裂，如下图3所示。图3底板预应力束张拉后造成底板上下分离6在以往常规的连续刚构桥梁的设计中，设计人员在波纹管横向间距的大小上往往难以确定，其值的大小均有着不同的利弊。从箱梁整体受力的角度分析，底

7、板束之间的间距应该尽量采用小间距，这样可以减小底板束的平弯距离，使纵向预应力束靠近腹板布置，使得底板预应力→腹板→顶板的传力路径更加直接，有利于结构受力。但随之带来的问题常常是由于波纹管间距过小，孔道密集使得底板混凝土有效断面尺寸减小，导致局部抗拉能力降低，更容易造成底板拉裂，带来结构不安全；反之如果增大底板束之间的间距，在底板张拉的时候，由于底板束更多的往底板跨中布置，使得底板在张拉时会产生更大的翘曲变形，很容易形成底板纵向裂缝。同样底板束之间距离增大也会使得预应力束的平弯距离增大，其平弯段会产生更大的径向力对结构不利。6根据对已建桥梁的运营检测，连续刚构

8、桥梁腹板在运营中常常会出现裂缝，其箱梁腹板裂缝一般集