賀玉娥

(貴州省銅仁公路勘察設(shè)計(jì)院)

多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)研究

賀玉娥

(貴州省銅仁公路勘察設(shè)計(jì)院)

主要是結(jié)合實(shí)例對(duì)多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)展開了說明和分析，并在此基礎(chǔ)之上對(duì)其方案的選擇、合攏工藝的完善以及下部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等多個(gè)方面展開了說明和分析。

多跨高墩連續(xù)剛構(gòu);設(shè)計(jì);研究

1 多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的研究背景

在我們國(guó)家當(dāng)前的工程建設(shè)環(huán)境條件下，連續(xù)剛構(gòu)在較大跨徑橋型的選擇中與連續(xù)梁橋進(jìn)行相比往往還是更加具有優(yōu)勢(shì)的，這一點(diǎn)尤其是對(duì)于特高墩橋梁來說更是如此，無論是從其內(nèi)部的受力狀況還是外部的美觀性來說都是更加科學(xué)合理的，除此之外，連續(xù)剛構(gòu)還在經(jīng)濟(jì)效益上有著較好的表現(xiàn)，因此在現(xiàn)代的橋梁建設(shè)中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用和深入。

但即便是連續(xù)剛構(gòu)在應(yīng)用環(huán)境下有著諸多優(yōu)勢(shì)，我們還是要認(rèn)識(shí)到其固然存在的不足之處，對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)來說其最為突出的不足就是其應(yīng)用具有一定的局限性，一般都只能夠應(yīng)用于較小的聯(lián)長(zhǎng)，對(duì)于一些橋墩較矮的剛構(gòu)，為得到較大的聯(lián)長(zhǎng)往往就需要采用剛構(gòu)-連續(xù)組合體系。而對(duì)于多跨高墩剛構(gòu)如何解決聯(lián)上和墩高帶來的問題就成為了我們現(xiàn)今環(huán)境下的關(guān)鍵性技術(shù)難題，這樣同樣是本文進(jìn)行研究和分析的重點(diǎn)所在。本文將結(jié)合這樣一個(gè)現(xiàn)實(shí)的問題對(duì)多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明和分析。

2 多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的技術(shù)要點(diǎn)

大家都知道，墩身內(nèi)力主要是和順橋方向上抗推剛度以及距離主梁水平縱向位移零點(diǎn)上的距離有關(guān)，因此我們?cè)谶M(jìn)行分析和討論的時(shí)候也就需要結(jié)合這樣一點(diǎn)來說明。對(duì)于一個(gè)典型的三孔高墩剛構(gòu)來說，我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候只要能夠保證其主墩的剛度滿足較小的位移要求，則基本上能夠保證其上部結(jié)構(gòu)延續(xù)連續(xù)梁橋的受力特征。對(duì)于三孔高墩剛構(gòu)來說，其本身的剛度并不大，這也就為意味著在實(shí)際的工程環(huán)境下對(duì)于橋墩結(jié)構(gòu)形式的要求不高，但是隨著聯(lián)長(zhǎng)的不斷加大，墩身距離主梁水平縱向位移零點(diǎn)的距離也會(huì)不斷的加大，在這樣一種作用的同時(shí)墩身還會(huì)發(fā)生混凝土收縮徐變等變化，使得墩頂隨主梁一起就能夠在橋梁的方向上產(chǎn)生順橋水平方向上的位移，使得邊墩以及主跨彎矩在短時(shí)間內(nèi)迅速增加，最終導(dǎo)致墩身的承載能力和抗裂能力不夠而最終產(chǎn)生不良的事故。正是因?yàn)檫@樣，我們?cè)趯?shí)際的工程環(huán)境下就需要從以下幾個(gè)方面來對(duì)多跨高墩剛構(gòu)結(jié)構(gòu)的成立條件進(jìn)行說明和分析。

首先一點(diǎn)就是要盡可能的保證主墩抗推剛度足夠小，這樣一種要求實(shí)際上就是希望墩身本身能夠最大程度的釋放出其因?yàn)闇囟群褪湛s徐變而產(chǎn)生的附加彎矩;其次就是在進(jìn)行分析和討論時(shí)不能夠忽略掉由于主墩豎向荷載所引起的墩身附加彎矩;再次就是需要對(duì)主墩的形式進(jìn)行一定的優(yōu)化，以此來保證一些具有較小剛度的主墩仍然能夠滿足我們所給出的設(shè)計(jì)要求，在實(shí)際操作中想要達(dá)到這樣一種目的和要求，就需要降低邊主墩的彎矩，其操作就是直接降低主墩的剛度，但是主墩剛度的降低無疑會(huì)使得截面抗力的大幅降低，正是因?yàn)檫@樣才需要對(duì)其進(jìn)行良好的優(yōu)化;還有一點(diǎn)就是要盡量考慮采取措施來減少兩邊主墩的彎矩峰值，這主要是因?yàn)橹鞫諒澗胤逯狄话銜?huì)從中間向兩邊不斷的增大;最后一點(diǎn)就是要認(rèn)識(shí)到合攏的順序?qū)τ诔蓸騼?nèi)力的影響比較大，因此在設(shè)計(jì)與建設(shè)的過程中還需要較好的優(yōu)化合攏工藝。

3 多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)問題探討

3.1 主橋結(jié)構(gòu)形式的比選

在實(shí)際的工程中采用特大跨徑梁式橋造價(jià)相對(duì)來說比較高，因此在建設(shè)的過程當(dāng)中為節(jié)約投資，往往更傾向于選擇和采用多孔中等跨徑的梁式結(jié)構(gòu)，這樣一種設(shè)計(jì)的形式相對(duì)來說更加的合理。一般情況下其設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式主要有三種：一聯(lián)剛構(gòu)-連續(xù)組合結(jié)構(gòu)、兩聯(lián)連續(xù)剛構(gòu)和一聯(lián)連續(xù)剛構(gòu)。這樣三種方案的選取一個(gè)大原則就是在技術(shù)條件允許的條件下盡可能的選擇一聯(lián)剛構(gòu)方案。

3.2 主墩的優(yōu)化

(1)初步分析與設(shè)計(jì)。在我們國(guó)家常見的連續(xù)剛構(gòu)柔性墩形式主要有以下兩種，也就是實(shí)心薄壁墩和空心薄壁墩。上文中已經(jīng)明確的提出過，在剛構(gòu)蹲身的內(nèi)部其應(yīng)力與橋墩抗推剛度是密切相關(guān)的，而抗推剛度較小的薄壁式橋墩往往能夠較好的降低其自身應(yīng)力，實(shí)際上，這也正是連續(xù)剛構(gòu)一般都采用柔性墩的最根本原因。但是隨著聯(lián)長(zhǎng)的不斷增加，墩身距離順橋方向水平位移變形零點(diǎn)的距離也是不斷增加的，上文中對(duì)于這樣一種狀況在實(shí)際環(huán)境下的變化狀況已經(jīng)予以了說明，當(dāng)墩高相對(duì)較矮的時(shí)候，其剛度往往就是很難降低的，此時(shí)這樣一種長(zhǎng)聯(lián)的解決方案往往也就是完全不成立的。

(2)合理的主墩結(jié)構(gòu)形式。在這里我們主要是從縱向受力的角度上來進(jìn)行分析，連續(xù)剛構(gòu)主墩的抗推剛度在實(shí)際的工程環(huán)境下最不容易與截面的尺寸想?yún)f(xié)調(diào)，因此在實(shí)際的過程中為了能夠較好的降低抗推剛度并優(yōu)化截面內(nèi)力，就必須要盡可能的減少截面的實(shí)際尺寸，而這樣一種尺寸的減少無疑就會(huì)使得整個(gè)截面的承載能力大大降低。除此之外，還需要注意和認(rèn)識(shí)到的一點(diǎn)就是連續(xù)剛構(gòu)聯(lián)長(zhǎng)受橋墩內(nèi)力的影響還是比較大的，聯(lián)長(zhǎng)越長(zhǎng)，在溫度變化以及收縮徐變所引起的墩位移也就越大，尤其是一些邊墩，對(duì)于聯(lián)長(zhǎng)的變化更是非常的敏感。

(3)橫撐的設(shè)置與說明。在實(shí)際的橋梁工程設(shè)計(jì)中未增加高墩的穩(wěn)定性而在高墩中加設(shè)橫撐這樣一種做法是非常之常見的，一般來說，加設(shè)橫撐主要是有以下兩個(gè)方面的作用：一方面是能夠較好的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性，以此來切實(shí)的提高主墩本身的剛度;另一方面則是能夠通過高墩計(jì)算長(zhǎng)度的減少來較好的降低長(zhǎng)桿的壓彎效應(yīng)。

3.3 優(yōu)化合攏工藝

一般情況下，梁式橋的合攏順序有以下兩種：一種是由中間向兩邊逐步的合攏中跨，最后再進(jìn)行邊跨的合攏，這樣一種合攏的順序和工藝只適合于一些跨數(shù)比較少且聯(lián)長(zhǎng)比較短的橋梁，而對(duì)于一些結(jié)構(gòu)縱向上受溫度和收縮徐影響較大的橋梁則應(yīng)當(dāng)排除掉這樣一種方法。另一種就是先進(jìn)行邊跨的合攏，再逐步的合攏中跨，這樣一種合攏順序?qū)嶋H上是在梁式橋中應(yīng)用相當(dāng)普遍的。

4 結(jié)語

主要是對(duì)多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)與建設(shè)要點(diǎn)展開了說明和分析，希望這樣一種探討能夠?qū)ο嚓P(guān)方面的工作人員有一定的幫助。

［1］王吉英，張丙旭，要興雷.關(guān)于高墩連續(xù)剛構(gòu)橋溫度效應(yīng)的探討［J］.遼寧省交通高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2004，(3).

［2］趙金和，李瑜，張立華.多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)與探討［J］.公路工程，2011，(4).

［3］鄭鳳玉.高墩大跨徑曲線連續(xù)剛構(gòu)橋不平衡合攏施工技術(shù)［J］.福建建設(shè)科技，2005，(1).

［4］林穎.淺談連續(xù)剛構(gòu)施工控制設(shè)計(jì)［J］.湖南交通科技，2003，(3).

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