变截面连续梁式桥设计入门.doc

变截面连续梁桥设计入门预应力混凝土连续梁桥在公路桥梁中的应用范围越来越广泛，跨径超过40m时多采用变截面箱梁，本文主要介绍变截面连续箱梁桥设计的入门知识和容易遗漏的一些技术处理措施。一、变截面连续梁桥的适用范围变截面连续梁桥主跨经济跨径一般在40250m之间，桥型优点在于施工技术成熟、造价低廉、行车舒适、养护简单；缺陷在于结构自重大、容易开裂、恒载在使用荷载中占据较大比例、建筑高度高。二、箱梁构造设计1箱梁箱室分配（1）鉴于多室箱梁弯曲内力分配难以把握，箱梁最好采用单箱单室；（2）箱梁分室受畸变和横框架抗弯控制，当箱梁最大宽高比超过33.5时应考虑分室；（3）当采用单箱多室结构时，各墩支撑最好一条腹板对应一排支座；（4）当腹板与支座不是一一对应或支座中心与腹板中心存在偏离时应进行支座处横隔板的横向抗弯计算。2箱梁梁高箱梁梁高的控制因素主要包括：（1）箱梁根部梁高一般取主跨跨径的1/161/20；跨中梁高一般取主跨跨径的1/401/60。（2）跨中梁高最小箱内净高一般不宜小于1.5m，特小跨径桥梁例外。（3）箱梁最矮梁段箱体宽高比不大于3.5。3梁高变化箱梁梁高一般采用抛物线变化，主跨跨径小于120m时采用2次抛物线，大于120m时采用1.8、1.6或1.5次抛物线。4底板厚度箱梁底板厚度变化规律一般采用2次抛物线，最薄处根据桥梁跨径、构造需要和横向抗弯计算确定一般为20cm32cm；最厚处底板厚度一般取跨径的1/2001/120，根据下缘压应力要求控制。5腹板厚度箱梁腹板厚度由腹板抗剪和构造控制，多在3080cm之间，当设有腹板束时一般不宜小于45cm。6顶板厚度箱梁顶板厚度由顶板横向抗弯要求和纵向预应力布置空间需要来控制。图1 顶板构造尺寸设计示意图7不良构造图2 不良构造示意三、箱梁预应力设计1纵向预应力一般由内力设计控制：抵抗负弯矩设置顶板束；抵抗正弯矩设置底板束；抵抗主拉应力设置腹板束。2横、竖向预应力图4 横竖向预应力布置四、箱梁普通钢筋设计预应力混凝土箱梁普通钢筋主要用于抵抗局部受力，纵向钢筋主要用于满足构造需要；而横向竖向钢筋则更加重要，横向抗弯、腹板主拉应力等基本由横向和竖向钢筋承担。图5 箱梁普通钢筋五、主要计算内容1上部结构纵向分析全桥总体计算，主要用于对主梁在施工过程及运营阶段的承载力、各部位主梁应力、变形、支座反力、桥墩内力、桥台内力等进行控制分析，是设计的主要依据之一。2悬臂施工强度控制分析变截面连续梁桥多采用对称悬臂施工，需进行悬臂施工的稳定分析，一般考虑主梁梁段自重的不对称性和某阶段施工时间的不对称性，此外对于特大桥还要考虑不对称风载。3箱梁横向分析控制箱梁横向各部位抗弯强度的设计。4其它局部分析齿板强度、支座处横隔板强度等。5下部结构计算主要包括：桥墩墩身、承台、桩基的抗弯计算（用于配筋），桩基的垂直承载力计算（用于控制桩长），桥台的抗弯计算（主要荷载包括上部结构荷载以及土体水平压力荷载等）。图6 连续箱梁支点断面受力图式六、其它设计要素1悬臂施工临时锚固构造2齿板3合拢段劲性