摘要 近年来，我国的桥梁结构建造技术日益完善，越来越多的桥梁工程在设计时使用了大跨度连续刚构桥。但随着桥梁使用时间的延长，暴露出挠曲、裂缝等问题，受到了相关专家学者的高
近年来，我国的桥梁结构建造技术日益完善，越来越多的桥梁工程在设计时使用了大跨度连续刚构桥。但随着桥梁使用时间的延长，暴露出挠曲、裂缝等问题，受到了相关专家学者的高度关注[1]。因此，应探寻出更合理的设计理念和设计方法，以提升大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计水平，推动我国桥梁工程的可持续发展。
1大跨度预应力混凝土连续刚构桥常见问题
大跨度预应力混凝土连续刚构桥在设计初期，需深入了解其受力特征、施工工艺及风险等，并在设计图纸中将相关事项给予说明，以便施工单位在桥梁建设过程中能够进行动态调整，及时应对各种施工问题。如果桥梁设计理念和设计方法不当，可能会出现裂缝问题、下挠病害、墩台病害等[2]。
1.1裂缝问题
桥梁结构裂缝往往存在于：边孔近现浇段及中孔1/4L~3/4L段的主箱梁腹板部位处，箱梁较长悬臂翼缘板的跨中顶板及顶板悬臂根部位处，主箱梁底板跨中部。
1.2下挠病害
下挠病害是大跨度连续刚构桥中的一种常见病害，以跨中下挠病害为主。引发下挠病害产生的原因影有以下三方面[3]：(1)未对混凝土收缩徐变影响进行有效评估，在大跨度连续刚构桥设计中采用悬浇施工方法，导致随着混凝土强度的提高，板件的厚度变小，从而导致徐变越来越大。(2)结构出现裂缝。由于出现的裂缝较多且较为严重，进而导致跨中下挠病害过于严重。(3)施工问题。施工方法不当是引发梁顶下挠的主要原因。1.3墩台病害墩台是指存桥梁基础结构及上部结构之间的部位。墩台病害包括墩台变位、裂缝、锈蚀、孔洞外露、不均匀沉降、撞击破坏、位移等。若不及时针对墩台开展维修作业，将会严重弱化桥梁结构的使用功能。
2大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计
2.1大跨度连续刚构桥设计理念
桥梁工程设计人员在对普通桥梁的正截面极限承载力开展验算时主要是选择平面模型，在对桥面板中的配筋进行计算时主要使用简支模型。然而以上计算方法在实际应用过程中仍存在局限性，如使用一般空间分析及传统的平面分析方法，便不能对桥梁的横向弯曲、翘曲、二次应力分布情况进行充分考虑。一般空间分析方法及特征见表1[4.若二次应力分布特征不明确，将无法有效实施及开展桥面板配筋工作，进而引发箱梁出现开裂情况，导致大跨度连续刚构桥设计出现诸多不合理之处。通过以上研究可知，在对大跨度预应力混凝土连续刚构桥进行设计时，不建议采用空间分析法及平面计算软件方法。而应采用设计理念为空间分析法的整体平面计算法。该设计理念可充分体现大跨度连续刚构桥的整体与局部受力特性，防止桥梁结构出现严重的开裂问题。
2.2大跨度连续刚构桥设计要点
2.2.1预应力束设计纵向预应力钢筋束设计，其设计工作主要以桥梁结构弯矩图为依据，但现阶段设计工作主要以直线式配束实现。在进行桥梁结构纵向钢筋束设计方案选择时，通常采用以下设计方法[5]：(1)预应力桥梁的受力状态与混凝土结构间存在密切的关系，需以此为依据确定弯起束及连续束等参数。(2)未充分了解大跨度连续刚构桥的抗剪强度机理。为提升桥梁的安全性，应提升钢筋的数量。(3)对桥梁结构构件进行分类时，应以预应力大小为依据，将其分成部分预应力构件及全预应力构件两种，并以此明确钢筋数量。为提升有效应力，应做好竖向预应力钢筋束设计工作。2.2.2箱梁尺寸设计确保箱梁尺寸设计的合理性。其中，箱梁尺寸设计工作一般包括横隔板、横断面及桥跨三方面内容。桥跨布置应做好桥梁各跨跨径、桥梁总跨度、桥梁高度的控制。大跨度连续刚构桥箱梁尺寸设计应严格按照《公路桥涵设计手册》中的要求开展设计工作，大跨度连续刚构桥的经济跨度为100～240m，最大理论跨度为200～300m。如桥梁总跨度比经济跨度小，则应做好其他类型桥梁结构设计工作。另外，应增加箱梁底板厚度、顶板厚度及腹板厚度，以对桥梁结构截面进行保护，从而充分发挥桥梁的抗剪强度，确保桥梁结构施工期间钢筋布置工作的便利性及合理性。在对大跨度预应力混凝土连续刚构桥进行设计时，应缩短相邻横隔板之间的距离，并加强支座隔板及端隔墙等工作内容。2.2.3配筋设计配筋设计是大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计中的一项重要内容，配筋设计工作包括横向、纵向、竖向预应力筋的布置。其中，纵向预应力钢筋束布置包括腹板预应力钢筋束布置、顶板布置等，在进行配筋设计时，应严格遵循以下设计原则：①为避免拉应力区的出现，应做好错位搭接工作。②应确保顶板预应力钢筋束数量充足，以保证底板预应力束在箱梁桥体中保持较大的压应力状态，以储备较多的预应力。普通钢筋在实际使用过程中的作用主要包括以下两方面：①防止桥梁施工期间混凝土材料出现收缩情况。②避免温差所引发的刚构桥裂缝现象，改善桥梁运营期间的抗压能力。因此，为充分发挥非预应力筋的性能，应提升混凝土材料及钢筋的黏结力，以取得良好的局部配筋效果。另外，应保证顶板预应力数量的充足，以确保箱梁体具备足够的预应力。
3结论
本文针对大跨度预应力混凝土连续刚构桥的常见病害、设计理念、设计要点等方面展开深入探讨，主要得到以下几方面的结论：①大跨度预应力混凝土连续刚构桥常见问题主要有裂缝问题、下挠病害、墩台病害等;②大跨度预应力混凝土连续刚构桥在设计过程中主要是采用整体平面计算法，该方法能充分体现桥梁的受力特性(包括二次应力分布)，并且还能充分考虑刚构桥局部复杂的受力特性;③大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计期间应重点关注预应力束设计、箱梁尺寸设计、配筋设计等方面。根据工程情况制订完善的设计方案，以提升大跨度预应力混凝土连续刚构桥的社会及经济效益，促进桥梁建设水平的提升。
参考文献：
[1]杨莹.大跨径预应力混凝土连续刚构桥长期下挠因素影响分析[D].西安：长安大学，2019.
[2]汪家纬.大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计要点及案例[J].公路交通科技(应用技术版)，2018，14(10)：198-200，212.
[3]程岩.无砟轨道大跨度连续刚构桥变形特性分析[J].城市轨道交通研究，2016，19(10)：57-60.
[4]丁建伟.大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计若干问题研究[D].成都：西南交通大学，2013.
[5]李三珍.大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计、施工新技术及施工控制研究[D].昆明：昆明理工大学，2002.
《混凝土连续刚构桥设计理念研究》来源：《交通世界》，作者：刘明
转载请注明来自：http://www.lunwenhr.com/hrlwfw/hrgylw/14925.html