摘要：本文通過結合某市政橋梁的設計情況，對主橋采用預應力連續剛構設計，對引橋采用預制小箱梁，詳細地對本橋梁工程設計全過程進行總結，同時分析橋梁構造措施的重要性，提出在橋梁設計中為了能有效地減輕安裝重量和增加橫向整體性，在各箱之間設橫向濕接縫等處理技術，可指向同類橋梁設計。

　　關鍵詞：橋梁設計,預應力,連續剛構,預制箱梁

　　0 前言

　　預應力橋梁設計是目前我們必須面對的問題，本文將以某工程為例，從橋梁設計材料的選取、主橋結構設計實踐、引橋結構設計實踐、橋梁構造處理等方面出發，分析怎樣才能做好預應力橋梁設計。

　　1工程概況

　　某橋梁全長為1065m，其中主橋采用45m+60m+45m預應力連續剛構設計，主橋的中孔跨徑為60m，兩邊孔跨徑各為45m。另外，主橋的兩側引橋各采用13m×30m預制小箱梁。橋位處的最高通航水位為26.7m，航道底寬為45m，航道底高程為23.5m，橋梁通航凈寬度不小于55m，通航凈空在最高通航水位以上不小于7m。本橋主橋跨度凈跨為55m，豎向凈空為7.132m，側高為6.906m，均滿足航道要求。公路等級取二級公路，設計汽車荷載等級為公路-I級。橋面寬為凈12m+2×0.5m防撞護欄，橋面橫坡為雙向1.5%，地震動峰值加速度系數為0.05g，設計洪水頻率為1/100。本橋梁項目工程場地地震烈度為Ⅵ度。

　　2橋梁設計材料的選取

　　本橋梁設計所采用的混凝土配合比設計，其中水泥采用高品質的強度等級為62.5、52.5、42.5、32.5的硅酸鹽水泥。粗集料應采用連續級配，碎石宜采用錘擊式破碎生產。上部梁體所用碎石最大粒徑不宜超過20mm，以防出現混凝土澆筑困難或振搗不密實的現象。對于現澆箱梁、預制小箱梁、端橫梁、跨中橫隔板、中橫梁、現澆接頭、濕接縫、封錨、橋面現澆層混凝土均采用強度等級為C50的混凝土;而橋面混凝土鋪裝則采用C40防水混凝土;橋梁薄壁墩采取C40混凝土，薄壁墩承臺采用C30混凝土，對于本橋梁的其他橋臺、墩蓋梁、橋墩接柱、墊石、橋頭搭板、防撞護欄采用C30混凝土，橋墩系梁采用C25混凝土，橋臺、墩樁基采用C25水下混凝土。孔管壓漿采用的水泥漿強度不應當低于50MPa。

　　本橋梁的普通鋼筋采用R235和HRB335鋼筋，設計所用的鋼筋在施工中應當符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》(GB1499.1—2008)和《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2—2007)的規定。凡鋼筋直徑≥12mm的，采用HRB335熱軋帶肋鋼;凡鋼筋直徑<12mm的，采用R235(A3)鋼。對于本預應力橋梁所采用的預應力鋼絞線的低松弛高強度預應力鋼絞線應符合《預應力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224—2003)的規定。標準強度fPK=1860MPa，彈性模量Ep=1.95×105MPa，松弛率為3.5%，公稱直徑15.2mm，鋼絞線參考面積A=140mm2。

　　本工程預制小箱梁正彎矩鋼束采用M15-4、M15-5圓形錨具及其配套的配件，預應力管道采用圓形金屬波紋管;箱梁墩頂連續段處負彎矩鋼束采用BM15-5扁形錨具及其配套的配件，預應力管道采用扁形金屬波紋管。現澆箱梁采用M15-17、M15-19L圓形錨具及其配套的配件，預應力管道采用圓形塑料波紋管。小箱梁采用板式橡膠支座，現澆箱梁采用GPZ-Ⅱ系列盆式支座，其材料和力學性能均應符合現行國家和行業標準的規定。對于本橋梁的伸縮裝置，采用模數伸縮裝置，其材料和力學性能均應符合現行國家和行業標準的規定。

　　3主橋結構設計實踐

　　本工程主橋采用3孔預應力連續剛構，根據部分預應力混凝土A類構件設計，本主橋上部結構采用單箱雙室變截面預應力混凝土現澆箱梁，梁底曲線為二次拋物線，支點處梁高為3.0m，中跨跨中高為1.5m，箱底寬為8.0m，兩側懸臂各長2.50m。對于橋墩采用雙薄壁墩，墩與梁之間剛性聯結，利用“橋梁博士3.2”對上、下部結構進行整體分析。對體系形成的各受力階段進行內力、應力及位移等校核。橋梁所受荷載除結構自重、汽車荷載還考慮了預加力(按外荷載計算)、二期恒載(橋面鋪裝、防撞護欄)、溫度、不均勻沉降、混凝土收縮、徐變、汽車制動力及船舶的撞擊等作用。

　　本主橋在結構設計中，同時考慮了施工程序，主橋采用貝雷片組裝現澆梁支架的施工方法，150m長分兩次澆筑，首先澆筑第一段，長度為90m，它包括60m中孔及邊孔各15m長，待混凝土達到設計強度后，穿預應力鋼束，進行鋼束張拉(在錨固斷面使用帶連接器的錨具)。然后，中孔不拆除支架及模板，再澆筑兩邊剩下的60m長梁段，澆筑邊孔前應先穿好鋼束并與連接器連接好。待混凝土達到設計強度后再進行鋼束張拉，最后拆除模板支架。箱梁施工時中跨設5.0cm向上的預拱度。從跨中向兩端成二次拋物線，邊孔跨中設2.0cm向上的預拱度。經計算，雙薄壁墩厚度設計為80cm，承臺高度為250cm，群樁樁徑為160cm。

　　4引橋結構設計實踐

　　本工程中的引橋上部采用裝配式預應力混凝土連續小箱梁，采用公路橋涵通用圖，根據部分預應力混凝土A類構件設計，對本引橋的小箱梁內力計算采用平面桿系有限元程序，荷載橫向分配系數采用剛接板(梁)法計算，并用梁格法進行檢算。橋面板計算按單向板和懸臂板計算。結構形式采用多箱單獨預制、簡支安裝，現澆連續接頭的先簡支后連續的結構體系。對橋梁下部的橋墩采用柱式墩、鉆孔樁基礎，橋墩墩柱直徑為150cm，樁徑為160cm，橋臺樁基直徑為150cm。

　　5橋梁構造處理

　　對橋梁結構設計來說，其構造處理措施相當重要。橋梁工程結構設計實踐表明，尤其是小跨度的橋梁結構設計，其構件主要承受荷載不大，所以構件的應力較小，根據計算結果其構件截面尺寸等也相應較小。因此，往往橋梁的構造設計措施起著關鍵作用。通過結合本橋梁工程的設計實踐，提出橋梁構造處理措施的可行技術。

　　在橋梁設計過程中，為了能有效地減輕安裝重量和增加橫向整體性，在各箱之間設橫向濕接縫。每跨內各箱之間設橫向中橫隔板每聯端部橫梁部分與箱梁同時預制，各中間墩頂橫梁采用現澆(箱內堵頭板采用單獨預制)。為了能有效滿足錨具布置的需要，箱梁端部在箱內側方向加厚，腹板內預應力鋼束除豎向彎曲外，在主梁加厚段尚有平面彎曲。與此相應，錨固面應在兩個平面上傾斜，以使預應力鋼束張拉時垂直于錨固端面。同時，為了能適當地擴散應力，預應力錨具應在梁端布置力求均勻。本設計現澆箱梁及預制小箱梁為部分預應力混凝土A類構件，故跨中底板下層鋼筋和支點處頂板上層鋼筋是根據承載能力極限狀態設置的。

　　對于預應力橋梁設計的鋼絞線的彎折處適宜采用圓曲線過渡，管道必須圓順，定位鋼筋以在曲線部分間隔為50cm、直線段間隔為100cm設置一組。頂板負彎矩鋼束的定位鋼筋每間隔100cm設置一組。對于預制小箱梁頂板負彎矩鋼束的鋼波紋管，應在預制箱梁時預埋。箱梁安裝好后，在澆筑連續接頭段前，將對應的波紋管相接。

　　預制主梁簡支安裝時的臨時支座可采用混凝土砂筒制作，亦可采用其他可靠方法，需滿足施工階段承載力要求。為了能確保橋梁整體受力且橋面平整順暢，引橋橋面板頂面設置12cm厚的橋面現澆鋪裝層，主橋頂面設置8cm厚的調平層。同時為了能保證橋梁平整，結合設計實踐經驗，建議引橋小箱梁跨中向下設1.0cm的預拱度;主橋現澆箱梁中跨設5.0cm向上的預拱度，邊孔跨中設2.0cm向上的預拱度。預拱度可采用圓曲線或拋物線。施工時根據實際情況可進行適當調整。

　　橋梁耐久性設計同樣是重要的設計環節，對本橋梁工程情況來說，橋梁設計安全等級為一級，環境類別為I級。結構混凝土的最大水灰比為0.55，最小水泥用量275kg/m3，最低混凝土強度等級為C25，最大氯離子含量0.30%，最大堿含量3.0kg/m3，橋梁防水混凝土抗滲等級采用W4。

　　參考文獻：

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