摘 要：針對常用的先簡支后連續梁橋的施工不足，本文提出了一種新型的梁橋轉換結構，即預應力鋼筋砼密肋空心疊合箱梁的結構形式，并提出了預應力鋼筋砼密肋空心疊合箱梁的結構兩階段計算方法及注意事項。該結構具有自重輕，結構受力合理，施工方便，整體性好，總體造價低等優點。

　　關鍵詞：預應力鋼筋,,后澆鋼筋,面板,薄壁空心盒子,裝配整體式結構,特點和優勢

　　0 概述

　　隨著梁橋的發展，一種兼顧簡支梁橋和連續梁橋優點的橋型，即先簡支后連續梁橋應運而生。先簡支后連續預應力混凝土梁采用了先按簡支梁規模化預制，再按現澆梁間濕接縫、張拉負彎矩預應力束進行體系轉換，最后進行橋面鋪裝的施工工藝，比滿堂支架、懸臂澆筑等其他施工方法要簡單方便;同時預制梁的施工質量也有保證，行車平穩，剛度大，結構受力合理，因而廣泛應用于高等級公路。

　　目前，常用的先簡支后連續梁橋的施工工藝是：

　　(1)、按照后張法預應力砼施工工藝預制T梁，吊裝T梁的時候，設置臨時支座，按簡支梁安裝方法安裝就位，并在連續墩上設置永久盆式支座。

　　(2)、待一聯吊裝完畢后，進行墩頂兩側第2道橫隔板之間的橫隔板、濕接縫和接頭的施工，并設置二期預應力束。

　　(3)、接縫混凝土強度達到設計要求時，進行聯系端第二期預應力束的張拉和灌漿。

　　(4)、灌漿強度達到要求后，逐步均勻卸落臨時支座，使盆式支座受力，完成簡支梁轉換成連續梁。

　　(5)、澆筑剩余橫隔梁、濕接縫，達到設計強度時進行二期預應力束的張拉和灌漿。

　　(6)、澆筑橋面鋪裝混凝土，完成橋梁施工。

　　從上面的施工工藝可以看出，采用預制T梁來進行體系轉換，其施工工藝還是比較復雜的，而且預制T梁自重大(30m跨徑的T梁，中跨重900KN，邊跨重130KN)，吊裝(必須采用架橋機)和運輸都不方便，同時，其整體的連接也只是通過橫隔梁、濕接縫、接頭和橋面鋪裝來實現的，其整體性與現澆連續梁橋相比還是有一段的差距的。所以，在先簡支后連續梁式橋中，研究開發新型的轉換結構體系是十分急需的。

　　本文作者經過多年的研究，提出了一種預應力鋼筋砼密肋空心疊合箱梁的結構形式，該種疊合式箱梁，通過預制一種預應力鋼筋砼雙向帶肋空心板梁做簡支梁模，其吊裝就位后，就自動成為縱、橫向肋梁和面板的模板，然后利用現澆的縱、橫向肋梁和橋面混凝土將全橋連為整體，完成由簡支梁向連續梁的轉換，構成現澆裝配整體式箱形梁橋。該種現澆裝配整體式結構，與采用預制T梁來進行體系轉換相比，具有自重輕，結構受力合理，施工方便，整體性好，總體造價低等優點，其市場前景廣闊，經濟、社會效益十分巨大。

　　1 預應力鋼筋砼密肋空心疊合箱梁的結構形式

　　預應力鋼筋砼密肋空心疊合箱梁的結構形式如圖1-1所示它由若干片預制的先張法預應力鋼筋砼帶肋空心板梁1、后澆鋼筋砼肋梁2和面板3組成。其中預制的先張法預應力鋼筋砼帶肋空心板梁1的構造形式如圖1-2所示，包括預應力底板1、側壁2和面板3，薄壁空心盒子4等間距地嵌于底板1、側壁2和面板3之間，所述的底板1兩側留有翼緣5，橫向在兩個薄壁空心盒子4之間留有肋槽6。底板1中除配有預應力鋼筋7外，為保證翼緣5的強度和方正，還配有構造鋼筋8，側壁2中配有腰筋9和箍筋10，其中鋼筋10伸出面板頂面不小于10d(此處d為箍筋直徑)，同時，為保證預制帶肋空心板梁受壓區的有效高度，在面板3中配有受壓鋼筋11。施工時，首先將預制的先張法預應力鋼筋砼雙向帶肋空心板梁吊裝就位后，就自動成為縱、橫向肋梁和橋面板的模板，然后利用現澆的縱、橫向肋梁2和橋面板混凝土3將全橋連為整體，構成如圖1-1所示的現澆裝配整體式箱形梁橋。

　　2 預應力鋼筋砼密肋空心疊合箱梁的結構計算

　　預應力鋼筋砼密肋空心疊合箱梁從其結構形式可知，屬于兩階段受力組合構件，因此，其結構計算也需分兩階段進行。

　　2.1 施工階段的結構計算

　　預應力鋼筋砼密肋空心疊合箱梁在施工階段是不加支撐的，其施工階段的恒載和施工荷載是全部由預制的先張法預應力鋼筋砼雙向帶肋空心板來承受的，因此預制帶肋空心板梁在施工階段的極限承載能力狀態需按簡支梁進行正截面抗彎承載力和斜截面承載力計算兩個方面內容的結構計算。具體計算方法應按《公路鋼筋砼及預應力砼橋涵設計規范》(JTG D62—2004)第8.1節 組合式受彎構件的規定和計算公式進行。但在計算時，應注意以下幾點：

　　(1)預制帶肋空心板梁的計算截面應按有效截面計算，即在計算受壓區高度時，其有效截面尺寸應扣除橫向肋槽上面的孔洞部分。

　　(2)當計算出的受壓區高度的不夠時，應在受壓區設置足夠的抗壓鋼筋進行補強。

　　(3)底板預應力鋼筋設置除應滿足施工階段的承載力外，還應滿足使用階段(即疊合后)的承載力計算。

　　2.2 使用階段的結構計算

　　從預應力鋼筋砼密肋空心疊合箱梁的結構形式可以看出，由于其疊合過程是通過后澆縱、橫雙向肋梁和面板砼來完成的，且在預制板梁的每個疊合面上都預留有連接鋼筋伸入后澆砼中，因此其疊合后的整體性是沒有問題的。所以，若忽略填充塊的抗力作用，此二次受力構件就等同目前典型的現澆單向密肋板，具體計算方法就可按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG G)D62-2004及《混凝土結構設計規范》GB50010-2004中相關內容進行。但在計算時，應注意以下兩點：

　　正截面抗彎承載力計算時，一是公式中的h0應以疊合后整體的有效高度h0’代替，二是受壓區的砼抗壓強度設計值fc應按后澆砼強度等級確定。

　　斜截面承載力計算時，一是計算斜截面內砼和箍筋共同抗剪承載力設計值Vcs時，如現澆砼與預制構件的砼強度等級不同，一般選取兩者較低者，但不低于預制構件的抗剪承載力設計值。二是預應力砼疊合構件不考慮預應力對抗剪承載力的有利影響。

　　3 預應力鋼筋砼密肋空心疊合箱梁的特點和優勢

　　本預應力鋼筋混凝土密肋空心疊合箱梁與采用預制T梁來進行體系轉換的先簡支后連續梁橋相比，具有以下特點和優勢：

　　(1)、本預應力鋼筋混凝土密肋空心疊合箱梁采用預制預應力鋼筋砼雙向帶肋空心板梁做簡支梁模，自重輕，便于運輸和吊裝，同時降低了橋梁的自重，節約了橋梁下部結構的工程費用。

　　(2)、本預應力鋼筋砼密肋空心疊合箱梁采用雙向密肋空心板的結構形式，將橋面鋪裝和后澆砼肋梁、面板合二為一，既節約了工程成本，又提高了橋梁的整體性和抗裂性，降低了橋面的養護費用。

　　(3)、本預制預應力鋼筋砼雙向帶肋空心板梁采用的先張法施工工藝，與后張法預制T梁相比，其預應力張拉的施工工藝簡單、可靠。

　　(4)、采用預制預應力鋼筋砼雙向帶肋空心板梁做簡支梁模，由于縱橫雙向肋梁的作用，其整體性和連續性都有可靠保證，同時，其支座處即可鉸接形成連續梁橋，又可固結形成連續剛構橋。便于橋梁設計方案的優化選擇。

　　(5)、采用預制預應力鋼筋砼雙向帶肋空心板梁做簡支梁模，其底板平整美觀，同時還簡化了臨時支座的設置。

　　(6)、由于本預制預應力鋼筋砼雙向帶肋空心板梁的自重輕，便于運輸和吊裝，因而可集中大型化、工廠化生產，這樣，既減少了施工單位預制梁場的建設投入，又易于保證預制構件的生產質量。

　　4 結束語

　　在公路建設工程中，橋梁是最重要的標志性工程項目，特別是在山區高速公路建設中，橋梁所占投資比例高達25%以上。以云南省大麗高速公路為例，該項目建設總里程257 公里，其中主線長190 公里，同步建設連接線67 公里。全線共有特大橋16 座，大橋185 座，中小橋213 座，單幅全長97.728 公里，橋梁所占投資比例高達30%以上，其橋梁設計質量已經成為設計成功與否的關鍵因素之一。因此，在橋梁結構設計中，盡量采用預制安裝的標準化、定型化結構，優先采用先簡支后連續的結構形式已是基本的設計原則和發展趨勢。

　　本文提出的預應力鋼筋混凝土密肋空心疊合箱梁不僅符合當今橋梁設計的基本原則和發展趨勢，而且，與目前常用的以預制預應力混凝土T 梁先簡支后連續梁式橋相比，不僅自重輕，施工簡便，造價低，而且結構整體性更好，剛度更大，結構受力更加合理。因此，其產品應用產業化前景是非常光明的，市場是十分龐大的，以我國在“十一、五”期間，年平均建成高速公路5000km，每km 高速公路投資平均按6000 萬元，橋梁所占比例平均按20%計算，其年工程建設費用達600 億之巨，這還不包括城市交通建設和二級公路建設之中的橋梁建設投資。如其中20%能采用預應力鋼筋混凝土密肋空心疊合箱梁，其工程造價僅按節約5%計算，每年可節約直接投資6 億元以上，其經濟、社會效益是十分巨大的。