连续刚构桥高跨比取值分析
2014-11-11白蓉蓉赵仙茹
白蓉蓉++赵仙茹
摘 要：随着我国科技和经济的不断进步，交通条件日益完善，桥梁建设也如雨后春笋般在祖国大地盛开了花，大跨度预应力混凝土连续刚构桥凭借其独特的优势，广泛地应用于工程建设当中，但是，大跨度预应力混凝土连续刚构桥本身的重量较大，其承载能力由于基本上都用来抵消桥梁本身的重量而不能得到合理利用，成为制约大跨度连续刚构桥发展的瓶颈。其中大跨度预应力混凝土连续刚构桥主梁的高跨比作为一个重要的设计参数，成为我们不得不重视的对象，通过对国内外主梁支点高跨比和跨中高跨比取值范围及特点的研究，该文分析高跨比与主梁本身的重量以及受力间的关系，为大跨度预应力混凝土连续刚构桥高跨比的合理取值提供一定的借鉴。
关键词：连续刚构 设计参数 数值分析 高跨比
中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0111-01
随着我国交通事业的快速发展，梁桥以其独特的优势如雨后春笋般广泛应用于祖国的桥梁建设中，在采用了新技术和新材料成为预应力混凝土连续刚构桥后，梁式桥的应用范围更加广泛，最大跨径已经跨域到301 m，在大跨度桥梁建设中也展露头角，但是就在梁式桥的发展风声水起的时候，一个致命的因素成为梁式桥发展的瓶颈，那就是自重，梁式桥的自重过大，以至于整个桥梁用于承担自身重力的比重就占了所有承载力的一大部分，要想减轻自重，除了单纯从使用的材质上入手外，还应考虑结构内部各参数相互间的影响，其中高跨比的取值就是一个不可忽视的方面。
1 国内外取值经验
随着更多大跨度预应力混凝土刚构桥的建成，设计人员拥有了丰富的经验可以借鉴，但对于高跨比的取值，还没有一个明确的范围。
1.1 支点高跨比现状
在国内，预应力混凝土连续刚构桥支点高跨比的取值大体分布在0.0502～0.0599之间，且取值大体在0.0502附近，其平均值为0.0588；在国外，预应力混凝土连续刚构桥支点高跨比的取值的分布区间范围比国内要更广泛一些，从收集的桥梁H支/L值看，分布置于1/25～1/14.3之间，主要也分布于1/20～1/16.7之间，其平均值为1/19，比国内桥梁H支/L参数偏小，为国内的90.6%。
随着设计和施工工艺的进步，最近几年新建的连续刚构桥梁中，H支/L的值并没有减小或增大的趋势。如我国1997年建成的华南大桥H支/L值为1/20，近期建成和拟建的多座刚构桥中，H支/L仍分布于1/20～1/16.7之间。
同种跨径时，国外桥梁高跨比的选择比我国设计人员选取的值要小。该数值的变化对连续刚构桥梁有多大的影响目前尚未有准确的说明。因此，研究连续刚构桥梁的支点高跨比势在必行。
1.2 跨中高跨比现状
从图1中可以明显看出：国内部分刚构桥箱梁跨中高跨比H中/L值大致分布于1/40～1/73之间，最大值为1/40，最小值为1/73，且集中分布于1/55～1/66.7之间，其平均值为1/58；国外部分刚构桥箱梁跨中高跨比H中/L的值大体分布于1/27.8～1/91之间，最大值为1/27.8，最小值为1/91，且集中分布于1/40～1/67之间，其平均值为1/50，比我国H中/L值大。其平均值为我国H中/L平均值的115%，国外桥梁的跨中高跨比取值要比国内大的多。
2 结语
通过分析可以得出以下结论。
（1）支点高跨比研究时，从近年国内外桥梁资料可知，国内与国外针对于支点高跨比的取值与桥梁的长度之间并没有直接的关系，一般情况下国内在对支点高跨比进行取值时，范围基本控制在0.0667～0.0502之间，且尽量靠近0.0562。在研究时发现，随着支点高跨比取值的降低，支点处桥梁主梁横截面的高度也随之降低，则该处所受到的力和1/2桥梁处主梁横截面所受到的力朝着不利的方向发展，由此可知不宜采用较小的支点高跨比；而另一方面，随着桥梁主梁支点高跨比取值的升高，桥梁的总造价也随之升高，桥梁在施工阶段所受到的拉应力也随之升高，权衡利弊，得出桥梁支点的高跨比取值大致在0.0625～0.0405之间时各方面都能相对适宜一些，若桥梁主跨的长度比较大时，支点高跨比的取值设置在0.0405～0.0505之间较为合适，若桥梁主跨的长度较小时取0.0502～0.0667。
（2）跨中高跨比研究时发现：桥梁主跨的长度与桥梁的跨中高跨比有着密切的联系，两者之间的变化具有一定的规律性。选取较大的跨中高跨比时，主梁上缘受力较好；反之选取较小的跨中高跨比时，主梁下缘受力较好；从结构受力的角度出发，跨中高跨比取值在1/30～1/72之间都可行，考虑到减轻主梁自重的因素，建议跨度较大时取1/60～l/72，跨度较小时取1/45～1/60。
（3）由国内国外取值经验的差异不难发现：国外高跨比取值范围比较宽广，并且H支/L一般较国内小，而H中/L较国内大。
参考文献
[1] 范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京：人民交通出版社，1988.
[2] 朱尔玉，刘磊，兰魏，等.现代桥梁预应力结构[M].北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2008.
[3] 熊金波.大跨度预应力混凝土连续刚构桥合理参数研究[D].武汉：武汉理工大学，2009.endprint
摘 要：随着我国科技和经济的不断进步，交通条件日益完善，桥梁建设也如雨后春笋般在祖国大地盛开了花，大跨度预应力混凝土连续刚构桥凭借其独特的优势，广泛地应用于工程建设当中，但是，大跨度预应力混凝土连续刚构桥本身的重量较大，其承载能力由于基本上都用来抵消桥梁本身的重量而不能得到合理利用，成为制约大跨度连续刚构桥发展的瓶颈。其中大跨度预应力混凝土连续刚构桥主梁的高跨比作为一个重要的设计参数，成为我们不得不重视的对象，通过对国内外主梁支点高跨比和跨中高跨比取值范围及特点的研究，该文分析高跨比与主梁本身的重量以及受力间的关系，为大跨度预应力混凝土连续刚构桥高跨比的合理取值提供一定的借鉴。
关键词：连续刚构 设计参数 数值分析 高跨比
中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0111-01
随着我国交通事业的快速发展，梁桥以其独特的优势如雨后春笋般广泛应用于祖国的桥梁建设中，在采用了新技术和新材料成为预应力混凝土连续刚构桥后，梁式桥的应用范围更加广泛，最大跨径已经跨域到301 m，在大跨度桥梁建设中也展露头角，但是就在梁式桥的发展风声水起的时候，一个致命的因素成为梁式桥发展的瓶颈，那就是自重，梁式桥的自重过大，以至于整个桥梁用于承担自身重力的比重就占了所有承载力的一大部分，要想减轻自重，除了单纯从使用的材质上入手外，还应考虑结构内部各参数相互间的影响，其中高跨比的取值就是一个不可忽视的方面。
1 国内外取值经验
随着更多大跨度预应力混凝土刚构桥的建成，设计人员拥有了丰富的经验可以借鉴，但对于高跨比的取值，还没有一个明确的范围。
1.1 支点高跨比现状
在国内，预应力混凝土连续刚构桥支点高跨比的取值大体分布在0.0502～0.0599之间，且取值大体在0.0502附近，其平均值为0.0588；在国外，预应力混凝土连续刚构桥支点高跨比的取值的分布区间范围比国内要更广泛一些，从收集的桥梁H支/L值看，分布置于1/25～1/14.3之间，主要也分布于1/20～1/16.7之间，其平均值为1/19，比国内桥梁H支/L参数偏小，为国内的90.6%。
随着设计和施工工艺的进步，最近几年新建的连续刚构桥梁中，H支/L的值并没有减小或增大的趋势。如我国1997年建成的华南大桥H支/L值为1/20，近期建成和拟建的多座刚构桥中，H支/L仍分布于1/20～1/16.7之间。
同种跨径时，国外桥梁高跨比的选择比我国设计人员选取的值要小。该数值的变化对连续刚构桥梁有多大的影响目前尚未有准确的说明。因此，研究连续刚构桥梁的支点高跨比势在必行。
1.2 跨中高跨比现状
从图1中可以明显看出：国内部分刚构桥箱梁跨中高跨比H中/L值大致分布于1/40～1/73之间，最大值为1/40，最小值为1/73，且集中分布于1/55～1/66.7之间，其平均值为1/58；国外部分刚构桥箱梁跨中高跨比H中/L的值大体分布于1/27.8～1/91之间，最大值为1/27.8，最小值为1/91，且集中分布于1/40～1/67之间，其平均值为1/50，比我国H中/L值大。其平均值为我国H中/L平均值的115%，国外桥梁的跨中高跨比取值要比国内大的多。
2 结语
通过分析可以得出以下结论。
（1）支点高跨比研究时，从近年国内外桥梁资料可知，国内与国外针对于支点高跨比的取值与桥梁的长度之间并没有直接的关系，一般情况下国内在对支点高跨比进行取值时，范围基本控制在0.0667～0.0502之间，且尽量靠近0.0562。在研究时发现，随着支点高跨比取值的降低，支点处桥梁主梁横截面的高度也随之降低，则该处所受到的力和1/2桥梁处主梁横截面所受到的力朝着不利的方向发展，由此可知不宜采用较小的支点高跨比；而另一方面，随着桥梁主梁支点高跨比取值的升高，桥梁的总造价也随之升高，桥梁在施工阶段所受到的拉应力也随之升高，权衡利弊，得出桥梁支点的高跨比取值大致在0.0625～0.0405之间时各方面都能相对适宜一些，若桥梁主跨的长度比较大时，支点高跨比的取值设置在0.0405～0.0505之间较为合适，若桥梁主跨的长度较小时取0.0502～0.0667。
（2）跨中高跨比研究时发现：桥梁主跨的长度与桥梁的跨中高跨比有着密切的联系，两者之间的变化具有一定的规律性。选取较大的跨中高跨比时，主梁上缘受力较好；反之选取较小的跨中高跨比时，主梁下缘受力较好；从结构受力的角度出发，跨中高跨比取值在1/30～1/72之间都可行，考虑到减轻主梁自重的因素，建议跨度较大时取1/60～l/72，跨度较小时取1/45～1/60。
（3）由国内国外取值经验的差异不难发现：国外高跨比取值范围比较宽广，并且H支/L一般较国内小，而H中/L较国内大。
参考文献
[1] 范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京：人民交通出版社，1988.
[2] 朱尔玉，刘磊，兰魏，等.现代桥梁预应力结构[M].北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2008.
[3] 熊金波.大跨度预应力混凝土连续刚构桥合理参数研究[D].武汉：武汉理工大学，2009.endprint
摘 要：随着我国科技和经济的不断进步，交通条件日益完善，桥梁建设也如雨后春笋般在祖国大地盛开了花，大跨度预应力混凝土连续刚构桥凭借其独特的优势，广泛地应用于工程建设当中，但是，大跨度预应力混凝土连续刚构桥本身的重量较大，其承载能力由于基本上都用来抵消桥梁本身的重量而不能得到合理利用，成为制约大跨度连续刚构桥发展的瓶颈。其中大跨度预应力混凝土连续刚构桥主梁的高跨比作为一个重要的设计参数，成为我们不得不重视的对象，通过对国内外主梁支点高跨比和跨中高跨比取值范围及特点的研究，该文分析高跨比与主梁本身的重量以及受力间的关系，为大跨度预应力混凝土连续刚构桥高跨比的合理取值提供一定的借鉴。
关键词：连续刚构 设计参数 数值分析 高跨比
中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0111-01
随着我国交通事业的快速发展，梁桥以其独特的优势如雨后春笋般广泛应用于祖国的桥梁建设中，在采用了新技术和新材料成为预应力混凝土连续刚构桥后，梁式桥的应用范围更加广泛，最大跨径已经跨域到301 m，在大跨度桥梁建设中也展露头角，但是就在梁式桥的发展风声水起的时候，一个致命的因素成为梁式桥发展的瓶颈，那就是自重，梁式桥的自重过大，以至于整个桥梁用于承担自身重力的比重就占了所有承载力的一大部分，要想减轻自重，除了单纯从使用的材质上入手外，还应考虑结构内部各参数相互间的影响，其中高跨比的取值就是一个不可忽视的方面。
1 国内外取值经验
随着更多大跨度预应力混凝土刚构桥的建成，设计人员拥有了丰富的经验可以借鉴，但对于高跨比的取值，还没有一个明确的范围。
1.1 支点高跨比现状
在国内，预应力混凝土连续刚构桥支点高跨比的取值大体分布在0.0502～0.0599之间，且取值大体在0.0502附近，其平均值为0.0588；在国外，预应力混凝土连续刚构桥支点高跨比的取值的分布区间范围比国内要更广泛一些，从收集的桥梁H支/L值看，分布置于1/25～1/14.3之间，主要也分布于1/20～1/16.7之间，其平均值为1/19，比国内桥梁H支/L参数偏小，为国内的90.6%。
随着设计和施工工艺的进步，最近几年新建的连续刚构桥梁中，H支/L的值并没有减小或增大的趋势。如我国1997年建成的华南大桥H支/L值为1/20，近期建成和拟建的多座刚构桥中，H支/L仍分布于1/20～1/16.7之间。
同种跨径时，国外桥梁高跨比的选择比我国设计人员选取的值要小。该数值的变化对连续刚构桥梁有多大的影响目前尚未有准确的说明。因此，研究连续刚构桥梁的支点高跨比势在必行。
1.2 跨中高跨比现状
从图1中可以明显看出：国内部分刚构桥箱梁跨中高跨比H中/L值大致分布于1/40～1/73之间，最大值为1/40，最小值为1/73，且集中分布于1/55～1/66.7之间，其平均值为1/58；国外部分刚构桥箱梁跨中高跨比H中/L的值大体分布于1/27.8～1/91之间，最大值为1/27.8，最小值为1/91，且集中分布于1/40～1/67之间，其平均值为1/50，比我国H中/L值大。其平均值为我国H中/L平均值的115%，国外桥梁的跨中高跨比取值要比国内大的多。
2 结语
通过分析可以得出以下结论。
（1）支点高跨比研究时，从近年国内外桥梁资料可知，国内与国外针对于支点高跨比的取值与桥梁的长度之间并没有直接的关系，一般情况下国内在对支点高跨比进行取值时，范围基本控制在0.0667～0.0502之间，且尽量靠近0.0562。在研究时发现，随着支点高跨比取值的降低，支点处桥梁主梁横截面的高度也随之降低，则该处所受到的力和1/2桥梁处主梁横截面所受到的力朝着不利的方向发展，由此可知不宜采用较小的支点高跨比；而另一方面，随着桥梁主梁支点高跨比取值的升高，桥梁的总造价也随之升高，桥梁在施工阶段所受到的拉应力也随之升高，权衡利弊，得出桥梁支点的高跨比取值大致在0.0625～0.0405之间时各方面都能相对适宜一些，若桥梁主跨的长度比较大时，支点高跨比的取值设置在0.0405～0.0505之间较为合适，若桥梁主跨的长度较小时取0.0502～0.0667。
（2）跨中高跨比研究时发现：桥梁主跨的长度与桥梁的跨中高跨比有着密切的联系，两者之间的变化具有一定的规律性。选取较大的跨中高跨比时，主梁上缘受力较好；反之选取较小的跨中高跨比时，主梁下缘受力较好；从结构受力的角度出发，跨中高跨比取值在1/30～1/72之间都可行，考虑到减轻主梁自重的因素，建议跨度较大时取1/60～l/72，跨度较小时取1/45～1/60。
（3）由国内国外取值经验的差异不难发现：国外高跨比取值范围比较宽广，并且H支/L一般较国内小，而H中/L较国内大。
参考文献
[1] 范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京：人民交通出版社，1988.
[2] 朱尔玉，刘磊，兰魏，等.现代桥梁预应力结构[M].北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2008.
[3] 熊金波.大跨度预应力混凝土连续刚构桥合理参数研究[D].武汉：武汉理工大学，2009.endprint
