40 56 40m竹林坪预应力混凝土连续梁桥设计文献综述

文献综述（或调研报告）：

1. 预应力混凝土连续梁桥国内外的发展现状与趋势
2. 国内外发展现状

最早在二战之后，西欧各国为克服钢筋短缺的情况，开始研究使用预应力技术消减结构中钢材用量，自此，预应力技术得到了突飞猛进的发展。20世纪60年代中期，位于德国莱茵河上的Bendorf桥便是采用悬臂浇筑法建成的预应力混凝土连续梁桥。随着悬臂施工方法在工程中的广泛应用，连续梁桥在预应力混凝土结构领域也有了飞速的发展。下表1列举了上世纪中叶以来国外部分大跨径预应力混凝土连续梁桥。

表1 国外部分大跨径预应力混凝土连续梁桥

我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，至今有60多年的历史。我国在预应力混凝土连续梁桥领域起步比欧洲晚一些，但是近年来，随着国家工业体系的完善和建筑技术、材料应用的发展，我国在预应力混凝土连续梁桥设计、结构分析、试验研究、预应力材料、施工工艺及设备等方面都有了日新月异的发展，其中设计与施工技术都跻身世界前列。下表2列举了近几十年来中国部分已建成的大跨径预应力混凝土连续梁桥。

表2 中国部分已建成大跨径预应力混凝土连续梁桥

1. 预应力混凝土连续梁桥发展趋势

诚然，桥梁工程的每次重大技术发展都与材料、施工工艺以及结构体系紧密相连。预应力混凝土连续梁桥的发展前景，离不开诸多高强轻质新材料的研究与应用，以及预应力施工技术的不断改良。 “大跨”“高强”“轻型”成为了预应力混凝土连续梁桥的发展新趋势。

在设计层面，未来将会愈加广泛运用计算机辅助设计，同时重视稳定、疲劳、抗震等方面的研究应用；在施工层面，追求高度自动化、机械化、工厂化的趋势不可避免。

以桥梁建设过程中最常见的材料——混凝土为例。普通混凝土成本低廉，但与此同时也伴随着比强度不足的问题，逐渐无法适应预应力混凝土连续梁桥向大跨径发展的趋势。高强轻骨料混凝土与同强度等级的普通混凝土相比，在自重减轻的同时，具备了更加优良的抗震性能和耐久性，更加适用于恒载占比较大的大跨径桥梁。

但是不可忽视的是，在我国中西部的部分多山多岭地区，亟待预应力混凝土连续梁桥的应用来改善当地的交通地理条件。与此同时，随着国内桥梁建设的逐渐饱和，我国许多桥梁建设企业已着眼于开拓海外市场，在许多水系发达的发展中国家进行着预应力混凝土连续梁桥的建设。

1. 拟建桥梁的构造设计
2. 预应力混凝土连续梁桥构造特点

连续梁桥具有结构刚度大、变形小、伸缩缝少和行车平稳舒适等优点，力学性能优于简支梁桥和悬臂梁桥。同时，连续梁桥属于超静定结构，因此基础不均匀沉降将会引起结构的内力，在地基条件的选择上较为苛刻，优先选择沉降较小的基础形式。

预应力混凝土连续梁桥充分发挥了高强材料特性，混凝土抗裂性能好，跨越能力较大。

1. 变截面连续梁桥的力学特点和适用范围

当桥梁主跨跨径大于70m时，其支点处的设计负弯矩比跨中的设计正弯矩大。采用变截面梁能够加大支点处的梁高，从而降低跨中设计正弯矩，使桥梁的高度变化与内力变化相适应，大大提高了跨越能力。变截面梁对恒载引起的截面内力影响不大，能适应抵抗支点处很大剪力的要求。同时其外形美观，对桥下通航净空影响较小。

梁底采用二次抛物线时，其梁高变化规律与弯矩变化规律基本接近。同时，将支点截面底板、顶板和腹板局部向内侧加厚，能够满足不同截面受力要求。

工程经验总结，跨径70m以上的连续梁，宜采用变截面布置。同时，变截面连续梁桥适合于悬臂法施工，施工阶段主梁刚度大，且其内力与运营阶段基本一致。

1. 桥梁横截面的选择

根据总体布置、跨径、宽度、梁高、支承形式和施工方法等综合确定，合理地选择主梁的截面形式对减轻桥梁自重、节约材料、简化施工、改善截面受力性能十分重要。横截面形式主要有板式、肋梁式和箱形截面三种。

其中，箱形截面具有良好的抗弯和抗扭性能，是预应力连续体系梁桥的主要截面形式。它适用于跨径40~60m的桥梁，适用于支架现浇施工、悬臂施工、逐孔施工等方法。变截面连续梁桥一般采用不等跨布置，边跨为中跨的0.6~0.8倍（多为0.7），而箱形截面三跨连续梁的边孔跨径可减少至中孔的0.5～0.7倍。此外箱形截面还具有优良的整体性和动力性能。

箱形截面根据桥面宽度、施工方法等的不同有各类不同的形式，常见的有：单箱单室、单箱多室、多箱单室、多箱多室等。单箱单室的顶板宽度一般小于20m，对截面底板尺寸的影响不大，且相比单箱双室，其施工较为简便，腹板自重对恒载的影响也较小。

本设计综合考虑到设计、施工以及用料等问题，采用单箱单室。

1. 拟建桥梁的施工方法

预应力混凝土连续梁桥在施工过程中，往往会出现体系转换，因此在桥梁结构设计时也要充分考虑施工阶段的内力和变形情况。施工各阶段的施工方法的选择尤为重要，应与结构设计相互适应。

1. 挂篮悬浇施工法

挂篮悬臂浇筑是以已施工完成的墩顶段为中心，依次对称地向两侧利用挂篮立模、浇筑梁节段混凝土，待混凝土达到要求强度后张拉预应力束，然后移动挂篮进行下一节段的施工，直至合龙，最终形成整桥。

这种方法连续性、经济性、适应性较强，施工速度较快，设备及成本支出较少，施工安全性高。因而常被用于大跨径桥梁施工中，尤其是在跨越河流、水库、公路铁路时，施工效率有明显的提高。

悬臂浇筑施工周期依据节段混凝土数量以及结构复杂程度而定，一般为6~10天；悬浇节段长度根据主梁截面变化情况和挂篮设备的承载能力而定，一般为2~8m。

悬臂法施工存在墩、梁临时固结和体系转换工序，施工复杂，应重视结构稳定性。合龙段是悬臂施工的关键部位。可以通过预先设计预拱度、合龙段设置定位劲性钢筋、施工监控等措施，控制合龙段的准确位置；同时，适宜的合龙温度和合龙时间、超早强水泥的应用也能够提高其施工质量。

1. 钢管支架施工法

支架施工法是在支架上安装模板、绑扎钢筋骨架，并同步现浇混凝土的施工方法，在桥梁施工中应用广泛。与其他施工方法相比，它易于操作、适用于整体式结构、施工成本低。在遇到河道或交通道路时，支架设计必须要考虑洪水冲击，并采取一定的防撞措施。

大跨径连续梁桥的边跨直线段，采用钢管支架施工。其流程为：在钢管支架上现浇，待主梁合拢后，然后再拆掉支架。

1. 参考文献

[1]中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准（JTG B—2003）[S].北京：人民交通出版社,2003.

[2]中华人民共和国行业标准. 公路桥涵设计通用规范（JTG D60—2004）[S].北京：人民交通出版社,2004.

[3]中华人民共和国行业标准. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362—2018）[S].北京：人民交通出版社,2018.

[4]王爽,李军,张志超.浅议预应力混凝土连续梁桥的发展与应用[J].建筑工程技术与设计,2015,(26):857,1896.

[5]刘翠云,董传洲.国外预应力混凝土连续梁桥发展和施工技术[J].世界桥梁,2011,(6):1-4.

[6]周红月.预应力混凝土连续梁桥悬臂施工控制探讨[J].交通世界（中旬刊）,2019,(8):131-132.

[7]郑龙.探析预应力混凝土连续梁桥挂篮施工技术[J].建筑工程技术与设计,2018,(33):555.

[8]姜越鑫,赵欣欣,陶晓燕等.中大跨高速铁路简支组合梁设计研究[J].工业建筑,2019,49(3):111-116.

[9]瓦尔特.预应力混凝土连续梁桥施工控制及力学分析[D].兰州交通大学,2015. DOI:10.7666/d.D702897.

[10]李鹏,周远超.钢管支架法铁路桥梁零号块设计与施工[J].建筑工程技术与设计,2017,(7):945.

[11]陈少钦.浅议连续钢构边跨直线段钢管支架法施工[J].建筑与装饰,2019,(3):162-163.

[12]邵旭东. 桥梁工程[M].人民交通出版社,2004.

文献综述（或调研报告）：

1. 预应力混凝土连续梁桥国内外的发展现状与趋势
2. 国内外发展现状

最早在二战之后，西欧各国为克服钢筋短缺的情况，开始研究使用预应力技术消减结构中钢材用量，自此，预应力技术得到了突飞猛进的发展。20世纪60年代中期，位于德国莱茵河上的Bendorf桥便是采用悬臂浇筑法建成的预应力混凝土连续梁桥。随着悬臂施工方法在工程中的广泛应用，连续梁桥在预应力混凝土结构领域也有了飞速的发展。下表1列举了上世纪中叶以来国外部分大跨径预应力混凝土连续梁桥。

表1 国外部分大跨径预应力混凝土连续梁桥

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