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1、【結(jié)構(gòu)設(shè)計論文】連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計分析 摘要：連續(xù)剛構(gòu)橋是一種重要的橋梁形式，其具有極大的結(jié)構(gòu)剛度，構(gòu)造美觀性更加顯著。但是由于其本身涉及到比較多的結(jié)構(gòu)荷載影響因素，加強其優(yōu)化設(shè)計顯得尤為重要。文章以連續(xù)剛構(gòu)橋梁為研究對象，重點對其結(jié)構(gòu)設(shè)計的受力特性、特色理念與要點進行探討，以期可以確保所設(shè)計連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)橋梁；結(jié)構(gòu)設(shè)計；要點 作為交通運輸體系的重要組成部分，橋梁工程建設(shè)關(guān)系民生建設(shè)的成敗。其中連續(xù)剛構(gòu)橋梁是當(dāng)前路橋工程項目建設(shè)中廣泛應(yīng)用的一種橋梁結(jié)構(gòu)形式，對結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)固性與可靠性具有較高要求。但是如果沒有科學(xué)進行設(shè)計，容易

2、使相應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)因為下?lián)线^大而形成比較嚴(yán)重的裂縫，進而影響其使用的安全性與可靠性。因此，如何科學(xué)、系統(tǒng)地設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)值得深入探討。 1連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)的受力特征 在現(xiàn)階段道橋工程項目建設(shè)過程中，連續(xù)剛構(gòu)橋梁體系是比較常見的一種結(jié)構(gòu)體系形式，尤其是在跨越河流、山谷等地段的時候更是得到了廣泛應(yīng)用。在結(jié)構(gòu)體系層面，連續(xù)剛構(gòu)橋梁繼承了剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)（圖1）與連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)（圖2）兩種結(jié)構(gòu)體系橋梁的優(yōu)勢，并且配合自身結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化設(shè)計，可以保證自身的受力達(dá)到最佳的狀態(tài)。相較于上述這兩種橋梁結(jié)構(gòu)形式，連續(xù)剛構(gòu)橋梁的主梁、橋墩等結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)方面也存在一些獨特的特征，如其主梁跨高、中跨比

3、、箱梁底部線形等都有其自身的一些獨特特征，如主梁根部跨高比一般控制在15.7～20.6范圍內(nèi)，但是大多數(shù)控制在18左右。相較于同跨、同徑的連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)，連續(xù)剛構(gòu)橋在跨中區(qū)域部位處的正彎矩更小等等。通過對這些基本結(jié)構(gòu)特征進行設(shè)計，才能夠更好地對其受力情況進行分析，也才能更好地分析其受力特色。鑒于連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)體系本身的特殊性，使得其相應(yīng)的受力特征也具有區(qū)別于剛構(gòu)橋與連續(xù)橋梁兩種結(jié)構(gòu)體系橋梁的一些獨特受力特征與特性，具體表現(xiàn)如下：其一，連續(xù)剛構(gòu)橋梁的墩梁固結(jié)體系主要設(shè)置在主梁與橋墩的結(jié)合部位處，它們在恒載作用下會具有相同的豎向位移與跨中彎矩。如果柱墩結(jié)構(gòu)形式為薄壁柔性墩，那么相應(yīng)墩頂截面部位處的

4、荷載彎矩值要比同跨徑連續(xù)梁橋更小。其二，在墩梁固結(jié)共同工作狀態(tài)下，可以對跨中部位處的梁高進行充分降低，并對主梁的跨中截面尺寸進行減小，這樣可以進一步減小其所受的恒載內(nèi)力，同時也可以對主橋的跨徑進行增大。其三，受力結(jié)合了T型剛構(gòu)橋以及連續(xù)梁橋兩種橋梁結(jié)構(gòu)形式的結(jié)構(gòu)及受力特征，可以在極大程度上對混凝土的溫度變化、收縮變化以及徐變等變化現(xiàn)象進行有效控制，這樣更有利于增強整體結(jié)構(gòu)受力的合理性。 2連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的特色理念 在連續(xù)剛橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計最具特色和鮮明的一個設(shè)計理念是“強梁弱墩”設(shè)計理念，這也是連續(xù)剛構(gòu)橋梁建造與施工中需要重點關(guān)注的一個特色。通過對主梁結(jié)構(gòu)尺寸

5、進行增大，可以顯著增強梁的剛度，這樣有利于提升主橋的實際跨越能力。而通過設(shè)計的手段減小主墩的剛度，增加其柔性特性，那么有利于增加墩梁的尺寸與跨徑，這樣更有利于確保所設(shè)計連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)的整體適宜性。在混凝土收縮聚變作用下以及溫度應(yīng)力與荷載等的共同作用下，可以使連續(xù)剛構(gòu)橋梁的主梁與墩頂部位處形成比較大的轉(zhuǎn)角位移與順橋向水平位移，同時可以快速增加橋梁墩身的彎矩值與剪力值。針對這種情況，通過靈活地設(shè)計抗推力比較小的薄壁墩身方式來對其結(jié)構(gòu)所承受的內(nèi)力值進行降低，取而代之的是轉(zhuǎn)角位移與順橋向水平的自由支座，這樣可以保證連續(xù)剛構(gòu)橋梁在承載力作用下始終保持良好的穩(wěn)定性，且承載力也符合設(shè)計要求?；谶@種柔性比

6、較強的墩身結(jié)構(gòu)形式來對橋墩抗推力進行降低，這樣可以借助“強梁弱墩”這一設(shè)計理念來保證整體所設(shè)計連續(xù)剛橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的成效。 3連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些要點 3.1做好結(jié)構(gòu)受力計算工作 在設(shè)計連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)期間，為了保證上部結(jié)構(gòu)、主梁結(jié)構(gòu)等各部分結(jié)構(gòu)部件設(shè)計的質(zhì)量，離不開各種結(jié)構(gòu)受力情況的深入分析。首先需要切實做好結(jié)構(gòu)受力計算工作。比如，在當(dāng)前的結(jié)構(gòu)受力計算當(dāng)中，常常借助有限元模擬計算軟件，但是這種計算方式的結(jié)果精度不佳，常常無法滿足后續(xù)的施工要求與規(guī)定，進而使得最終的設(shè)計結(jié)果無法對箱梁和中跨底板的預(yù)應(yīng)力受力情況進行準(zhǔn)確反映，進而使得所設(shè)置的預(yù)應(yīng)

7、力鋼束不合理，增加了底板出現(xiàn)變形問題的概率，甚至?xí)箻蛄旱装宄霈F(xiàn)崩裂破壞問題。又或者如果沒有準(zhǔn)確計算底板所受的橫橋向應(yīng)力，那么同樣容易對底板上層和下層部位處所設(shè)置的防崩鋼筋或橫向鋼筋的合理性帶來不利影響。因此，必須要切實做好各種橋梁結(jié)構(gòu)部件的受力計算和分析工作，如果可以精準(zhǔn)計算結(jié)構(gòu)的預(yù)拱度，那么可以避免后續(xù)結(jié)構(gòu)施工中出現(xiàn)的多次局部調(diào)整預(yù)拱度的問題。通過準(zhǔn)確進行受力計算與分析，那么保證合攏段兩端高差，管道以及橋面的預(yù)拱度與豎曲線誤差等都滿足規(guī)定要求。 3.2加強橋梁主梁截面設(shè)計 主梁是構(gòu)成連續(xù)剛橋梁結(jié)構(gòu)的一個重要組成部分，其涉及到截面、跨高、梁高等眾多設(shè)計參數(shù)，這

8、些都是設(shè)計中需要重點考慮的設(shè)計因素。比如，針對主梁截面設(shè)計而言，除了可以通過采取增強主梁剛度、柔性墩結(jié)構(gòu)設(shè)計與梁墩固結(jié)設(shè)計等設(shè)計手段來提高橋梁結(jié)構(gòu)本身的跨越能力之外，還要結(jié)合上述連續(xù)剛橋梁的基本受力特征，將連續(xù)剛橋梁的主梁截面設(shè)計為變截面形式。首先，鑒于連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)本身具有比較大的跨度，所承受的恒載內(nèi)力也相對較大，如果可以靈活應(yīng)用變截面形式，那么可以對跨中部位的恒載內(nèi)力進行降低，同時使主梁的受力曲線分布情況同截面變化形式之間趨于一致，借助這種設(shè)計方式顯著減少結(jié)構(gòu)混凝土的使用量與恒載自重，節(jié)省設(shè)計資源，在后續(xù)項目施工環(huán)節(jié)中采用掛籃懸臂施工作業(yè)形式時可以保證其結(jié)構(gòu)形式更加契合其所受的內(nèi)力狀態(tài)，

9、更有利于確保其整體的設(shè)計效果。 3.3橋梁結(jié)構(gòu)其他設(shè)計要點 除了上述連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計要點之外，也需要重點做好如下一些設(shè)計工作：（1）盡可能地降低剛構(gòu)橋本身的抗推剛度，這樣有利于減少其所受到的溫度內(nèi)力。鑒于連續(xù)剛構(gòu)橋梁本身多采用高橋墩設(shè)計形式，如果實際的橋墩主體結(jié)構(gòu)高度不足，那么需要將其替換為柔性樁基，這樣可以保證相應(yīng)的抗推剛度更小。（2）連續(xù)剛構(gòu)總長度進行有效限制。如果設(shè)置過長的剛構(gòu)長度，那么會形成過大溫度應(yīng)力，為了對溫度內(nèi)力進行縮小，應(yīng)用有機結(jié)合連續(xù)剛構(gòu)與連續(xù)橋梁所形成的橋梁結(jié)構(gòu)體系，保證可以全面提升其設(shè)計質(zhì)量。（3）如果連續(xù)剛構(gòu)橋梁本身具有比較大的跨徑，

10、相應(yīng)的自重也會比較大，其恒載占比會接近90%及以上。如果直接采取跨徑或面徑增大的方式，那么實際的效果不佳，在設(shè)計過程中對橋梁造型進行更改，配合現(xiàn)代化設(shè)計技術(shù)、手段與方法應(yīng)用，可以保證所設(shè)計連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)的合理性，確保其結(jié)構(gòu)的承載力滿足規(guī)定要求。（4）為了防范船只碰撞，可以采用雙薄壁式橋墩結(jié)構(gòu)形式，利用這種柔性結(jié)構(gòu)形式和防撞設(shè)計的有效結(jié)合可以更好提升橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計整體效果。比如，在設(shè)計剛構(gòu)橋橋墩結(jié)構(gòu)期間，可以專門性增設(shè)分離式、人工剛性等類型的防撞島，以及柔性比較大的防撞設(shè)施，借助這些防護結(jié)構(gòu)等輔助性結(jié)構(gòu)設(shè)計可以更好提升其結(jié)構(gòu)設(shè)計的效果。 4結(jié)束語 總之，連續(xù)剛構(gòu)橋

11、梁是當(dāng)前大跨度橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為常用的一種結(jié)構(gòu)形式。在開展連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，需要對其受力特色和設(shè)計理念進行深刻認(rèn)知的基礎(chǔ)上，做好結(jié)構(gòu)受力計算工作以及主梁截面等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部分設(shè)計工作，這樣才能全面確保結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。 參考文獻： [1]魏麗東.連續(xù)剛構(gòu)橋梁設(shè)計理念差異總結(jié)[J].價值工程，2020（4）：134-135. [2]馬保林.高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋[M].人民交通出版社，2001. [3]王欣.關(guān)于大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁設(shè)計探討[J].中國水運（下半月），2016（3）：218-219. [4]王博.基于風(fēng)險分析的橋梁設(shè)計優(yōu)化[D].長安大學(xué)，2016.