关于钢-混结合梁大边跨连续箱梁桥总体设计研究

2020-06-07焦梦莹邱体军

工程与建设 2020年6期

焦梦莹，邱体军

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司；公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心,安徽合肥 230088)

0 引言

钢-混凝土结构的使用能提升桥梁建设的稳定性，保障工程建设的质量。桥梁的建设在我国基础工程中发挥着不可替代的作用，其设计应用要根据情况进行，针对其施工方法及结构布置对工程建设方案展开分析，实现设计的规范化应用。因此，有必要对钢-混结合梁大边跨连续箱梁桥总体设计展开讨论。

1 钢-混结合梁大边跨连续箱梁桥设计的意义

跨越式桥梁的发展与建设能够实现功能区域间的互通，促进经济的融合发展，因此要提升桥梁建设的技术，以满足时代发展的需要。大边跨桥梁具有连续性高、可控性好和适应性强的特点，是跨区域桥梁建设的首要选择。其中，大边跨桥梁由连续性多跨桥梁所演变，在发展与更新中形成了自身的特色。大边跨桥梁在一定程度上会受到外界条件的影响，如地理位置、空间分布及周边社会环境等，都会给大边跨桥梁的建设带来一定的难度及问题。目前，我国对于其工程技术的研究还停留在偏离长度为20～30 m，对于相关专业技术的了解稍有欠缺。因此，要提升大边跨连续箱梁桥建设的技术水平，实现我国桥梁建设工程现代化的发展。在此基础上，要加强对于连续性桥梁建设的了解，提升其应用效率，进行设计手段、施工技术及桥梁稳定性建设的研究。钢-混的桥梁结构是时代发展下的新型技术手段，发挥着联通桥梁、缩短距离的作用。能够提升我国道路桥梁建设的质量，增加其工程建设的使用寿命，保障人们的出行安全。

2 钢-混结合梁大边跨连续箱梁桥总体设计应用

2.1 钢-混结合梁桥设计

连续箱梁桥作为桥梁建设的固有结构体系，其建设技术也在不断地进化和发展，从常规建设限制于100 m以下到如今的100～200 m，其建设技术有了巨大的提升和飞跃。在此基础上，专业人员对于桥梁的铰进行改进，减少桥面的曲折程度，使用悬臂施工法及顶推法等进行施工，推动建设技术走向成熟。钢-混凝土结构的建设提升了工程建设的效率，推动其技术性的发展，进而增加桥梁的使用寿命，有利于工程建设的发展。例如，我国重庆机场渝利铁路桥的建设，适应了更大的偏离程度，进行(66+82+80)m的建设。偏离长度的增加提升桥梁建设的技术，一定程度上减少了工程造价，形成安全建设跨比的减少[1]。

进行跨比较大的建设时，部分桥梁工程需经过峡谷等位置，因此可采用高墩长联进行不对称的应用，从而进行合龙的推动，以中跨到次跨的顺序进行推动与建设，提升工程建设的效率。跨度建设工程需符合国家的规范及标准，其荷载系数要大于等于1.20，混凝土的取值1.45，钢筋数量取值1.20，进而实现安全系数K的演算，K≥1.2×1.45×1.1=1.91，以此实现安全系数的运算。

桥面宽度的测算能对原设计管幅进行调整及规划。例如，重庆市机场快速路桥梁的设计中，原单幅宽度为17.5 m，包括检修道、行车道及护栏(1.5 m+15.5 m+0.5 m)，双行通路的宽度则为17.5×2 m，加上分离带2.0 m的宽度，桥面总宽度为37 m。进行桥梁构架设计时，要考虑到其安全因素，为降低因驾驶导致跌落桥面现象的发生，要加强桥面的安全防护[2]。因此，相关人员在进行改革时，添加了外侧的安全区，宽3 m，同时增加了防撞装置，提升桥梁建设工程的安全性。此外，将单幅桥进行加宽处理，由17.5 m增至20.5 m，在原有的基础上增加了3 m的安全区，即安全区+检修道+行车道+护栏，(3+1.5+15.5+0.5)m结合分离带的宽度，实现桥面宽度的扩展。即(20.5×2+3)m,桥面总宽44 m。桥面布置如图1、图2所示。

图1 桥跨布置(单位：mm)

图2 桥面横向宽度布置(单位：mm)

2.2 结构设计

进行上部结构设计时，要考虑桥面的实际条件，结合其坡度和水平力进行设计与改造，提升截面的预应力和连续性的建设，进而保证建设工程效率的提升。例如，重庆机场快速路主桥梁的建设中，其桥梁的主跨度为82 m，结合其桥面两端66 m及80 m进行测量核算，计算出0.8和0.98的跨比，定出相关操作的常规值。其中，箱梁的形式为单箱双面式，其顶宽和臂长分别为20.5 m和3.5 m，其高度变化随箱梁的发展变化而产生不同的数值。其中，桥梁经过圆曲线及缓曲线，并且外坡结构随其纵向发展进行变化。在此基础上，要进行对于箱梁高度的测验，确定外腹板及箱梁顶板的高度，实现其发展效率的最大化[3]。

一般而言，主墩支点的高度为5.5 m，其跨中梁的高度选取3.0 m，同时进行梁宽选取时按照抛物线1.8次频率的变化，实现阻隔板的带入，提升孔结构的规范化。进行箱梁工程建设时，要考虑到钢混结构的支撑力，相关施工单位需提升钢混预应力，将其内部结构进行转化和变革，进而实现其顶板束、腹板下弯束等几方面的模式配合，从而进行张拉模式的选取。

箱梁总体结构由混凝土和钢结构组成，混凝土的强度一定程度上影响着抗拉的力度，要适当提升混凝土的强度等级，多采用C55的强度等级进行实现。同时，在进行混凝土强度变高的同时，箱梁横向及纵向的预应力也产生了一定程度上的改变，多以抗拉强度为1 860 MPa的高强度低松弛度的绞线作为桥梁建设钢结构的代表，提升其建设的质量。此外，箱梁的纵向建设及预应力张拉程度还应结合桥梁的相关位置及实际情况进行选取，通常情况下，其张拉应力为1 395 MPa，发挥桥梁建设的相关作用。连续箱梁建设应通过对于横顶板交错张拉的方式实行变革，提升梁顶及钢-混结构在桥梁建设中的作用。桥梁的下部设计主要包括桥墩及承台的设计，二者间相互作用形成对于桥体的支撑，进而提升桥梁工程建设的稳定性。例如，重庆市渝利铁路的建设其下部设计中，桥墩柱的纵向宽为2.2 m,其横向为3.0 m，厚度3.0 m。由此进行墩柱基础的挖掘及建设，提升桥梁基础结构的紧密性，将箱梁结构稳固性升至最高。

此外，桥面铺装设计也是影响桥梁质量及使用寿命的因素之一，其能够保障桥梁的顺利运行，为人们的通行和车辆行驶提供有序的保障。铺装的设计提升箱梁桥的荷载力，分散车流形成的桥面荷载。进行铺装设计时，要结合桥梁的钢筋混凝土结构进行设计与施工，选择承受力及质量符合规范的铺装，从而提升桥梁的运载负荷，加强预应力。

进行桥梁施工时，可以先搭建便桥及钻孔平台，将桥墩作为基础结构，进行钻孔灌注桩的建设。此外，还需将钢板进行固定，建设施工平台，提升现场工作的效率。完成主墩的工程建设后，要先将托架进行改造，将主梁进行对接及规范化处理，多采用T形结构，来实现桥梁建设的流程化。此外，部分连续梁桥的建设，具有距离长、跨度大的特点，工作人员需结合现场实际施工情况进行调整，保证其建设质量。钢-混结构多由混合梁、混凝土梁等部件构成，进而形成T形结构的支撑与架构，保障其平衡程度与使用质量。施工单位需规范施工流程，将桥梁施工步骤具体化，实现从混合阶段到吊装钢再到钢箱分段的临时处理等制度手段，进行操作的可持续性治理。