摘要：先簡支后連續T梁是國內外高速公路上常用的一種橋梁結構新形式，具有施工簡易、行車條件好且經濟合理，并兼備簡支梁與連續梁橋的優點．以三跨預應力混凝土先簡支后連續T梁為例．簡要介紹隨岳高速公路中廣泛采用的先簡支后連續梁橋的結構設計特點和計算方法．
　　關鍵詞：連續梁橋；先簡支后連續；T梁
　　
　　1簡支轉連續梁橋特點
　　隨州至岳陽高速公路位于湖北省境內的京珠國道主干線和太原至澳門國家重點公路之間，是湖北省規劃的“五縱三橫一環”公路主骨架網中的
　　“一縱”。在隨岳高速公路南段的設計中，絕大部分特大大橋上部構造采用先簡支后連續的T梁，取得了良好的社會效益和經濟效益。
　　先簡支后連續的梁橋，先在場地進行梁橋的預制，再吊裝至墩臺上就位，此時為一般簡支體系，然后通過現場澆注梁縫連接段混凝土，張拉負彎矩區域的預應力鋼筋，使之成為結構的連續梁體系．與簡支梁比，該結構減少了伸縮縫數量，有利于行車和改善外觀質量及結構受力。
　　2設計基本資料
　　2．1主要技術標準
　　某橋設計荷載為公路一I級；橋面寬度為2×(0.5m+凈-11.5m+0.75m)，橋梁總寬26m，雙向四車道；橋面橫坡為2%；設計行車速度為100km／h。
　　2．2主要材料
　　預制T梁、橋面現澆連續段及現澆橋面板均采用50號混凝土；橋面鋪裝采用瀝青混凝土；預應力鋼鉸線采用ASTMA416—97a標準低松弛鋼絞線，其標準強度Rby=1860MPa，公稱直徑15.24mm，公稱面積140mm2，彈性模量E=1.95×10MPa。除特殊要求外，普通鋼筋應滿足下列要求：直徑≥12mm者采用I級鋼筋，標準強度340MPa；直徑<12mm者采用I級鋼筋，標準強度240MPa。預應力錨具：暫按OVM15系列錨具及其配套設備設計，施工時也可采用其它
　　廠家經檢驗合格的同類產品。預應力管道采用預埋金屬波紋管成孔。
　　2．3橋型縱、橫斷面布置
　　圖1為縱向布置簡圖，兩邊孔計算孔徑為39.35m，中孔計算跨徑為40m，邊孔梁縫與預制梁端至邊支座中心線之間的距離分別為0.65m和0.30m。
　　                           
　　                                                           圖1縱向計算結構示意／cm
　　圖2為半幅橋寬上部構造橫斷面布置，預制梁高采用220cm，現澆橋面板厚10cm。當斜交角度a≤20°時，在梁端、跨中及1/4跨處設置橫隔梁，每孔共計5片；當斜交角度口>20°時，在梁端、1/4跨和距跨中1.5m處各設置橫隔梁，每孔共計6片。
　　                         
　　                                                              圖2上部構造橫斷面布置／cm
　　3內力計算
　　由于簡支轉連續梁橋在施工過程中存在體系轉換，因此，必須依據施工過程來分析結構的受力，本橋的施工階段劃分見圖3。施工的第一階段是施工下部結構；第二階段架設預制梁，形成簡支梁，此階段主梁承受預制梁自重及預加力所產生的內力。第三階段澆筑墩頂連續段混凝土，待混凝土強度達到要求后，拆除臨時支座，形成連續梁。連續梁橋在營運階段承受的力有全部恒載、活載、溫度、支座沉降及收縮、徐變產生的次內力等。簡支轉連續梁橋跨中正彎矩要比現澆一次落架大，而支點負彎矩要比現澆一次落架小。
　　                      
　　                                                               圖3施工程序示意
　　a．恒載內力。由于邊梁上設置了鋼筋混凝土護欄，計算時認為護墻的恒重全部由邊梁承受，預制梁自重由各片梁承受，其余二期恒載(瀝青混凝
　　土鋪裝層等)則由各片梁均分。
　　b．活載內力。根據本橋的特點，活載內力計算考慮橫向分布，采用剛接梁法計算。對于連續梁支點處荷載橫向分布，采用杠桿法計算。橫向分布系數沿縱橋向變化采用從支點至離支點L/4處的區段內呈直線形過渡，跨中部分橫向分布系數不變。縱向設計中采用橋梁博士V2.95版程序計算活載引起的內力，并用鋼筋混凝土及預應力混凝土綜合計算程序校核。
　　c．溫度及基礎沉降次內力。橋梁設計中通常分溫度沿梁高線性變化和非線性變化兩大類，在靜定結構中，線性變化的溫度梯度只引起結構的位移而不產生溫度次內力，而在連續梁結構中，它不但引起結構的位移，還產生結構溫度次內力。非線性溫度梯度時，即使是靜定的簡支梁橋中也要產生溫度自應力。本例根據規范采用橋面板升溫5℃來計算結構的溫度次內力。
　　支座沉降次內力墩臺基礎沉降在贅余力方向產生的彈性內力，因混凝土徐變隨時間的增加而逐漸松弛，其松弛程度一般正比于墩臺基礎沉降的速率。如基礎沉降是瞬時完成的，由此產生的彈性內力經長時間后基本松弛，一般只剩原值的10～20左右，所以，在預應力混凝土連續梁中，支座沉降對連續梁后期內力影響不大．根據橋位處地質為軟基的實際情況，本例以中墩支座沉降0.5cm進行計算．
　　d．內力組合。橋梁結構按極限狀態法設計時，正常使用極限狀態和承載能力極限狀態。對于這兩種極限狀態，應按橋規中有關的規定進行內力
　　組合。根據本橋結構的受力特點，進行了3種內力組合：組合I為汽車+恒載；組合Ⅱ為汽車+恒載+支座沉降+溫變判斷組合；組合Ⅲ為掛車+恒載。設計中應根據各個施工階段和營運階段分別進行內力組合計算。
　　4連續T梁配筋
　　結構型式為先簡支安裝預制T梁，后通過現澆連續段形成連續結構，再現澆橋面，形成組合截面的多跨連續體系。為了防止墩頂連續處產生橫向裂縫，負彎矩區段的橋面鋪裝除加防收縮鋼筋網以外，還在連續段內布設預應力鋼束。簡支連續梁正彎矩區段及墩頂負彎矩區段按部分預應力混凝土A類構件設計，各施工階段和使用階段的應力應滿足規范要求，并應滿足承載能力極限狀態強度要求。采用橋梁博士程序計算配筋，鋼束布置為：邊跨邊梁、中梁跨中分別布置33，30根øj15.24鋼絞線；中跨邊梁、中梁跨中分別采用27，24根øj15.24鋼絞線；現澆段負彎矩鋼束：邊梁均布25根øj15.24鋼絞線；中梁均布21根øj15.24鋼絞線。負彎矩預應力鋼索由支點分別往前后延伸lOm和14m。
　　5變形計算與驗算
　　5．1變形計算
　　預應力混凝土連續T梁的變形包括短期荷載和長期荷載作用下的撓度，其中，短期荷載作用下的撓度可采用規范規定的構件剛度用材料力學的方法計算；長期荷載作用下的撓度，可按該荷載下的初始彈性撓度乘以[1+φ(t，τ)]求得，φ(t，τ)為徐變系數。在張拉過程隨時注意上拱度的變化，張拉時彈性上拱值與計算誤差按±0.5cm控制(表1)，張拉后對錨具及時作臨時防護處理。
　　表1連續粱跨度長及撓度值
　　                       
　　注：表中括號外值對應于鋼柬張拉完成時，括號內值對應于存梁一個月時。
　　
　　5．2變形驗算及預拱度設置
　　T梁的預制要提早進行，為了防止預制梁上拱過大、減輕橋梁建成后呈波浪形對車輛行駛的影響，要求存梁期按30d控制；為防止預制梁與現澆橋面混凝土由于齡期的不同而產生過大的收縮差，預制梁與現澆橋面混凝土時間差控制在60d之內。存梁期密切注意梁的累計上拱值，若超過規定值，應采取控制措施。根據計算，邊板、中板在恒載與汽車荷載作用下的撓度fg+y，+f汽>L/1600，均需設置預拱度。同時為保證現澆橋面板和瀝青鋪裝層厚度，各預制T梁的跨中設置在跨長范圍內按二次拋物線變化的下預拱度(表2)，預制梁縱向頂面線型與底面線型一致，以保證后期橋面混凝土現澆層的厚度。
　                                               　表2下預拱度值cm
　　                   
　　6結語
　　采用先簡支后連續梁的設計有以下優點。
　　a．改善了結構受力狀況，采用連續設計比簡支設計可減少預應力筋5%～15%。
　　b．預應力和初始上拱度相對較小，有利于橋面鋪裝施工。
　　c．先在現場預制，現場吊裝，形成一般簡支體系，然后通過現場澆注連續接頭段，張拉負彎距區域的預應力鋼筋，使之成為真正的連續梁體系，不但有利于施工，按傳統習慣預制和安裝預應力梁，減少了橋面伸縮縫，增強了結構的整體性和行車舒適性，改善了橋面養護維修。
　　d．先簡支后連續T梁比簡支T梁橋結構剛度大，梁高低，用料少，結構中的鋼材和混凝土數量少，且施工簡便，不要搭腳手架，施工質量容易控制，經濟效益和社會效益均為可取。
　　e．由于主體結構采用預制構件，因此混凝土的收縮和徐變對梁的撓度和次內力影響不大。
　　對中小跨徑預應力混凝土橋，先簡支后連續無縫橋梁是一種經濟合理的具有較強競爭力的好橋型。由于兼備了簡支體系及連續體系的優點，已開始在國內高速公路建設中推廣采用。
　　
　　參考文獻
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