公路混凝土连续梁桥设计方案探析

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摘要：文章以公路预应力混凝土连续梁桥的应用优势为切入点，重点对其设计方案展开探讨，描绘一条较清晰的设计思路，阐述设计流程以及关键要点，涵盖现浇施工、预制简支连续施工、悬臂施工等方面。通过本次分析，希望所提内容可为同人提供参考，以提高预应力混凝土连续梁桥的设计水平。

关键词：预应力混凝土；连续桥梁；桥梁设计

1引言

纵观公路桥梁建设领域，预应力混凝土连续梁桥取得广泛的应用，其具有结构稳定、受力条件良好、耐久性好等多重应用优势，且随着理论研究的深入和工程实践活动的持续开展，其应用水平逐步提高。为顺利推动该类桥梁建设工作的顺利开展，需从实际情况出发，精准把控设计要点，做好设计工作，形成完善的设计方案，为正式施工提供引导。

2公路预应力混凝土连续梁桥的主要优势

（1）从力学特性的角度来看，连续梁支点周边的负弯矩与跨中正弯矩可形成抵消的关系，通常最大弯矩值减少幅度达到40%，在该受力条件下材料使用量随之减少。（2）预应力混凝土结构的稳定性和耐久性均较为良好，无特殊情况时几乎不会出现裂缝，也无钢筋锈蚀等问题，能够维持全桥结构的稳定性。（3）桥梁结构的衔接较为平顺，仅在两端布设伸缩缝，其他部位均具有连续性，过往车辆能够稳定、舒适地行驶；同时桥梁结构的设计空间较大，较好地保证了结构的美观性。（4）在预应力混凝土连续梁桥中普遍采用连续梁超静定结构，其显著特点在于稳定性较强，可以有效抵抗地震等外部作用力，由此减少维修工作量，后期运营管理成本较低，项目的经济效益随着桥梁运营时间的延长而逐步显现。

3公路预应力混凝土连续梁桥的建设特点

公路预应力混凝土连续梁桥的结构组成合理，材料普遍具有质地轻、刚度大的基本特点，充分发挥出在抗裂、耐久等方面的应用优势。对于预应力混凝土结构而言，施工中可以较为精准地控制挠度，在施工条件良好以及方法得当的条件下，部分预应力混凝土结构能达到无挠度的状态。得益于桥梁结构的多重特点，有效减少了桥梁建设中的材料用量，相比于传统的建设方式，减少钢筋用量约40%~50%，减少混凝土用量约20%~40%。在公路预应力混凝土连续梁桥的建设中，主要思路在于按规范施工尺寸合适的承重结构，对其采取预应力张拉等措施，通过各类结构的配合构成具有大刚度特性的桥梁结构体系。

4公路预应力混凝土连续梁桥的设计方案

4.1极限控制

预应力板截面设计为重点内容，关键考虑要点在于该材料的极限强度，此外需兼顾弯矩对结构受力特性所带来的影响。为切实提高桥梁的抗震性能，较为适宜的是采用混合配筋的设计方法，由此以科学的方式完成非预应力筋的设置工作。在该方式下可以分散桥梁受拉结构的裂缝，改善其分布状态，避免桥梁结构受力过于集中和局部异常受损的情况，使桥梁在极限范围内稳定使用。

4.2荷载设计

荷载设计的关键在于确定具体的参数，较为合适的是在扣除第一批预应力结构损失后再确定合适的参数，以保证参数的可行性。在公路预应力混凝土连续梁桥的荷载设计工作中，需以荷载最不利建设条件为基本前提展开设计，使荷载设计方案适应各类运营环境，有效发挥出预应力荷载的作用[1]。

4.3设计思路

以实际建设条件和质量要求为准，合理构建力学模型，选定具有可行性的高跨比控制值。通过此类设计工作的落实明确关键构件的基本参数，作为后续设计工作的引导。在构件的设计中需考虑的内容较多，例如钢筋的截面尺寸、应力承受能力等均为不容或缺的内容，需对各项参数的组合情况作出判断，即分析其是否具有可行性。在结构的钢筋索形设计工作中，应当密切考虑到杆件可能发生弯曲的部位，以此为出发点组织相应的设计工作。此后，进一步确定预应力筋的数量，为保证设计结果的可靠性，推荐采用现阶段业内应用较为广泛的预应力度量法或者平衡荷载法，利用此类方法做初步的估算。在此基础上进一步考虑预应力结构的整体损失和次应力，对其展开针对性的计算设计，经验证后对设计方案的可行性做出判断，针对不足之处做灵活的调整，此后加以验证，直至满足要求为止。最后，汇总各项设计内容形成完整的设计方案，经技术可行性论证后发现其中的缺陷，针对参数或方法等内容做灵活的调整。

5公路预应力混凝土连续梁桥的施工方法

在确定一套科学可行的设计方案后，还需合理应用施工方法，以方案为指导、以方法为支撑，通过人员的调度以及对材料等施工物资的合理应用，构建完整的桥梁结构。混凝土连续梁桥施工如图1所示。

5.1整体现浇施工法

整体现浇施工遵循的是连续性原则，即在某结构的混凝土浇筑过程中应当一次完成。根据施工需求搭建合适尺寸的支架，保证支架具有足够的稳定性，在该处将模板安装到位，绑扎及设置钢筋骨架，预留孔道。施工所需的模板支架数量较多，受工程量的影响，常被应用于中、小跨径的桥梁工程中。而在桥梁行业逐步发展之下，诸如变宽的异形桥、弯桥等新型的桥梁结构应运而生，且现阶段临时钢构件、万能杆件系统均在其中取得广泛的应用，传统的施工方法逐步显现出适用性不足的局限性，例如存在施工烦琐、材料用量多等问题。在此背景下，对于中、大跨径桥梁施工而言，则相继采用满堂支架施工的方法，其突破了传统施工方法所带来的局限性。在预应力混凝土连续梁桥施工中，应当按照特定的流程将混凝土现场浇筑工作落实到位，随混凝土的逐步凝固，待其强度满足要求后拆除模板，相继完成预应力筋的张拉、管道压浆工作，由此构成完整的预应力混凝土结构。

5.2预制简支连续施工法

以设计要求为准预制简支梁，分片有序将其安装到位。在预制过程中应当做好预应力筋的张拉锚固作业，将预制件安装到位后做详细的检查以及调整，若无误则浇筑墩顶接头部位的混凝土，更换支座，随后做第二次的张拉锚固[2]。图2为简支连续施工图。在预制简支连续施工方法中，体系转换为重点内容，其主要采用的是如下三种方法。（1）从一端开始，按顺序依次向后推进。具体而言，先处理第一孔和第二孔，以构成两跨连续梁，随后按相同的方法将前述已经处理到位的部分与第三孔形成三跨连续梁，由此推进施工进程，构成具有连续性的结构。（2）从两端开始，同步向中间推进，逐孔连续。（3）从中间开始，向两端推进。上述所提的三种方法均有其独特的应用优势，具体需根据实际施工量以及施工条件等因素灵活选择。并且需认识到的是，随着体系转换方法的改变，混凝土徐变二次力也不尽相同。

5.3悬臂施工法

悬浇和悬拼为主要的细分形式，在施工中，均要对上、下两部分结构采取临时固结措施，经悬臂施工，相邻悬臂紧密结合成完整的结构体系[3]。并且张拉工作落实到位后方可卸除预先设置的固结措施，由此实现悬臂体系向连续体系的顺畅转换。

5.4移动式模架逐孔施工法

根据要求制作合适尺寸的支架和模板，将两部分稳定支承在承载梁上，通过支架和模板的应用组织桥跨内的现浇作业，随混凝土强度的提高，待实测值达到要求后脱模，若无质量问题则将整孔模架沿导梁移动至下一施工点位（桥孔），按照此方法有序推进施工进程，直至全桥施工完毕。移动式模架逐孔施工法的适用范围较广，除了用于连续梁桥的施工外，在多孔简支梁桥中也依然具有可行性，得益于此方面的特性，在多数桥梁工程中取得应用。

6公路预应力混凝土连续梁桥的质量控制措施

6.1材料的质量控制

张拉前，先根据作业需求选择张拉设备并加以校验，对各设备分别编号，适配油泵压力表和千斤顶，检验张拉力与压力表读数，若无误则运至现场供使用。钢丝材料需自带出厂合格证，进场时由专员进行质量检查，满足要求后方可入场并投入使用。对于固定端的每根钢丝的墩头，在使用前需组织墩头强度试验，目的在于验证其强度特性，要求实测值至少达到钢丝标准强度的98%，并且全程墩头无形态方面的差异，例如不可出现裂纹或其他质量问题。

6.2预应力筋铺设的质量控制

以铺设施工要求为准提前制作铁马凳，跨中处可绑扎在底板上，预应力筋的曲率固定点间距不宜超过2m，绑扎间距约1m，具体可视实际情况做微量的调整。无黏结筋的曲率和各点的起拱高度不尽相同，需差异化对待。双向配筋呈纵横交错的空间布置形态，各交叉处的预应力筋属重点防护区域，其标高以及保护层的厚度均要满足设计要求。在正式施工前，先对比分析各无黏结交叉点的标高，对其做出判断，由此确定具体的铺设顺序，以便有条不紊地完成铺设工作。待非预应力筋底筋绑扎工作落实到位后，取无黏结筋并按设计要求精准置于模板上。

6.3预应力筋张拉的质量控制

张拉遵循对称的原则，尽可能维持受力的均衡性，以免因偏心受压而导致构件受损。若同一截面分布大量的预应力筋，为避免施工混乱的情况宜分批次有序张拉，以逐层浇筑、逐层张拉的方法为宜。张拉后确定多余的预应力筋，利用砂轮切割机清理该部分（禁止采用电弧切割的方法，原因在于电弧切割的损伤较大，易破坏预应力筋），要求经处理后的预应力筋露出锚具夹片的部分至少达到30m，此后制备细石混凝土用于封闭处理。

7结束语

综上所述，公路预应力混凝土连续梁桥在桥梁建设领域的占比逐步加大，现浇施工技术、预制简支连续施工技术等相关配套技术的应用水平逐步提高，给该类桥梁的建设创造了更多的可能。在实际工程项目中，应当从实际情况出发，按正确的思路做好设计工作，把握主体方向，适配施工技术，再由专员施工，构建满足质量要求的桥梁，供交通运输使用。

参考文献：

[1]唐术熙.预应力混凝土连续大箱梁桥设计[J].城市道桥与防洪,2020(11):64~66+72+13.

[2]康磊.大跨径混凝土连续梁桥施工技术研究[J].工程建设与设计,2021(3):162~163+166.

[3]陈潋.预应力混凝土连续梁悬臂法施工技术方案[J].江西建材,2017(14):133~134.

作者:王永学 张强 单位:新疆西域公路建设集团有限责任公司 新疆交建公路规划勘察设计有限公司