15(88+148+88)m连续刚构(箱梁横竖向预应力1)
连续刚构桥跨中下挠问题的起因及预防
结合实例研究连续刚构桥跨中下挠问题的起因及预防栗勇王鑫（北京市市政工程设计研究总院 100082）[摘要]连续刚构桥是我国桥梁工程中最常用的结构形式之一，已建此类桥梁普遍出现了跨中下挠过大的病害。
以一实桥为工程背景，从控制弹性挠度不足、施工原因导致的有效预应力的降低、预应力摩阻损失、结构开裂、施工超方以及活载长期作用等方面，讨论了各因素对跨中下挠的影响程度。
通过对一些设计指标的控制、必要的构造措施以及合理施工方式的采取来降低和消除可能出现的病害。
[关键词]连续刚构桥跨中下挠弹性挠度预应力结构开裂施工超方引言连续刚构桥多为预应力混凝土结构，主梁为薄壁箱梁。
该种桥型以其结构刚度大、行车平顺舒适、伸缩缝少和养护简便等一系列优点，备受业主、设计单位和施工单位的欢迎。
从20世纪70年代起，预应力混凝土连续刚构桥在我国得到了迅速发展和广泛应用。
目前在跨径40～150m 范围内，预应力混凝土连续刚构桥已经成为主要桥型之一。
然而，随着预应力混凝土连续刚构桥在我国各地的广泛应用，有关该种桥型的病害报告也越来越多，主要有跨中下挠过大、腹板斜裂缝、底板裂缝等。
其中主跨跨中的持续下挠已经成为国内大跨径连续刚构桥的一种普遍现象，跨中下挠的同时往往伴随着梁体腹板斜裂缝甚至底板横向裂缝的出现，不但给桥面行车带来不便，对结构本身来说也是很大的安全隐患[1]。
本文以烂柴湾大桥为背景，分析跨中下挠问题可能存在的成因，并给出相应预防措施，为今后类似工程的设计、施工提供参考。
1 工程概况烂柴湾大桥主桥上部构造为70m+3×120m+70m五跨预应力混凝土连续刚构，引桥为1×45m 预应力混凝土简支箱梁桥。
结构总体布置见图1。
图1 烂柴湾大桥立面布置（单位：cm）主梁采用单箱单室大悬臂变截面PC连续箱梁，两端及中跨跨中梁高2.8m(1/42.9中跨)，主墩墩顶根部梁高7.5m(1/16根部)，梁高按1.8次抛物线变化。
24横向、纵向预应力(钢绞线)施工技术交底
×××××××公司安全技术交底1、工程概况和施工参数横向预应力采用Φ15.2mm的预应力钢绞线，每束2股钢绞线，采用BM15-2扁锚体系。
压浆采用专用压浆料，强度为C50,材料进场后试验室检查验收合格后才可使用。
使用的油泵、油压表、千斤顶要进行标定，按标定证书配套使用。
纵向预应力筋设计参数如下表所示：纵向预应力筋设计参数表2、工程数量全桥箱梁横向、纵向钢绞线工程量共629.9t。
3、工序及工艺3.1施工工艺流程预应力筋下料、安装波纹管、压浆嘴清理锚具及夹片安装千斤顶安装及油管、数据线连接预应力张拉锚下有效预应力检测（如需要）切除钢绞线、封锚压浆料制拌孔道压浆预应力施工工艺流程图3.2下料与安装每根预应力钢绞线下料长度为设计长度+2m，个编号对应的下料长度详见附表。
对钢绞线的下料切断必须使用砂轮锯和切断机切断，严禁使用电焊或乙炔烧断。
并应远离电焊区和明火点。
根据长度预先准备好方木下垫支点，支点间距不得大于3m。
不得有接头，打绞部位必须切断。
波纹管安装前先测量标记出准确位置，安装线型流畅，直线部位每70cm设置一道U型筋固定，曲线部位每50cm设置一道固定。
按要求在高点设置排气孔、低点设置泄水孔。
排气孔和泄水孔采用加筋弹簧管引至梁体外部。
混凝土浇筑前和浇筑过程中按要求穿入PE内衬管。
混凝土强度达到要求后，每束钢绞线端部捆绑在一起，采用卷扬机牵引穿束。
3.3波纹管、压浆嘴清理纵向预应力锚具安装前，要安排专人对纵向预应力管道进行清理，逐一检查，切除多余的波纹管，不能阻挡压浆嘴，并清理压浆嘴内的堵塞物，确保通畅。
3.4锚具及夹片安装（1）锚具安装时，严格按照设计图纸对应孔道编号，检查钢绞线根数、锚具孔数是否对应。
（2）夹片安装时，首先要仔细检查夹片质量，生锈、缺损的夹片应废弃，不得使用。
注：本表一式三份，由项目技术负责人签发，后附交底过程照片。
连续梁(或连续刚构)施工技术
9).自承式挂篮末见报告我国使用
自承式挂篮分为两种， 一种是模板支撑在整体桁架上，桁架用销子和预应力 筋挂在已成箱梁的前端角上，灌注砼时主梁和行走桁 架移至一边，挂篮前移时再安上，吊着空载的模板系 统前移。 另一种是将侧模制成能承受巨大压力的刚性模板，通 过梁上的水平及竖向预应力筋拉住模板来承受砼重量， 走行方法与前者相同，由临时吊车悬吊着模板系统前 移到下一梁段。这种方法对跨度不是很大的等高度箱 梁较为适宜。本质上与预应力斜拉式挂篮并无很大区 别，唯一不同的只是预应力筋采用特殊设计，并配臵 必要的定位销和钢销。
三跨连续梁的悬臂灌注施工工序示意图
二、连续箱梁（刚构） 0号块灌注
0号块位于桥墩上方,灌注0号块相当於给挂篮提供一个安装平台 （或场地） 0号块一般需在桥墩两侧（及周边）设托架或支架现浇
0#块施 工托架 或支架
设托架
0号块施心工工艺流程（一）
预压
仅连续箱梁 0号块有
0号块施工工艺流程（二）
1).平行桁架式挂篮
它的上部结构一般由万能杆件或贝雷桁梁组拼为一等高桁架，其受 力特点是：底模平台及侧模支架所承荷载均由前后吊杆垂直传至桁 架节点和箱梁底板上，故又称吊篮式结构，桁架在梁顶用压重或锚 固或二者兼之来解决倾覆稳定问题，桁架本身为受弯结构。 早期 使用较多，由于其自身载荷大，现在一般已不大采用。
（3）宁波大榭岛跨海公铁两用大桥滑动式斜拉挂篮
宁波大榭岛跨海公铁两用桥，正桥主梁为(124＋170＋124)m三跨连 续刚构，采用滑动式斜拉挂篮对称悬浇施工。最大节段重340t。 挂篮主要由主梁系统、斜拉索、后吊索系统、限位走行系统、底 模及底摸平台、外模、内模等构成。
挂篮的设计介绍
预应力钢筋混凝 土连续梁（或连续 刚构）无定型设计, 设计单位根据不同 的地理条件和周围 环境设计出不同跨 度、不同截面形式 的桥型、桥式。
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)工程应用案例详解
《2018新混规》工程应用案例详解北京迈达斯技术有限公司朱锋2018年11月沈阳35+55+35m预应力混凝土弯箱梁案例详解85+150+85m预应力连续刚构案例详解工程概况工程概况：本桥为35m+55m+35m变截面预应力混凝土连续梁桥。
主梁采用C50混凝土，单箱单室截面，桥宽10m，中跨跨中梁高2.0m，支点位置梁高3.2m，平面弯曲半径120m，采用公称直径为15.2mm张拉1860MPa钢绞线，纵向受力主筋为HRB400，设计荷载公路-I级。
标准断面示意图边跨端支点中跨等截面中支点断面钢束布置示意图左边跨一半中跨腹板束布置立面图左边跨一半中跨顶底板束布置立面图前处理建模要点与技巧1. 从CAD导入线型快速生成模型快速建模技巧：对于弯桥、梁格模型，可在CAD中绘制中心线，导入Civil实现快速建模。
思考与扩展2. 横隔梁位置截面建模要点端横梁模拟中横梁模拟说明：在端横梁和中横梁处，建议不要用实心截面进行模拟，用旁边的空心截面进行模拟，实心部分用等效荷载的方式代替；若用实心截面代替，则此处截面中性轴有较大的突变。
规范原文规范条文说明3. 定义材料与截面4. 定义收缩徐变注意：☐收缩徐变定义选择最新的18混凝土规范，不要输错混凝土的强度数值；☐对于掺加粉煤灰的混凝土的徐变系数，程序根据规范要求自动修正；5. 边界模拟要点注意要点：◆对于弯桥的节点支撑模拟，需要修改节点局部坐标，输出反力时候可以按节点坐标系方向输出；◆弹性连接是单元坐标系，Dx一般是竖向，不要定义成Dz方向；◆节点弹性支承是整体坐标系，满堂支架定义是Dz(-)，需要特别注意；◆刚度数值的定义？工况定义要点：◆普通梁桥荷载工况主要考虑：结构自重、二期铺装、护栏荷载、横梁自重、预应力、移动荷载、支座沉降、整体升降温，梯度升降温等荷载工况；◆混凝土容重为25KN/m3，一般预应力钢筋混凝土或者普通钢筋混凝土需要将其改成26KN/m3，可以在自重工况考虑-1.04的系数，或者在材料定义中手动修改；◆在定义整体升降温和梁截面温度时，为了防止出现一些误解，建议初始温度选择0℃；◆注意荷载工况类型，为了方便后面设计验算，对于施工过程中激活的，建议定义成施工阶段荷载类型；注意要点：◆定义钢束特征值时，特别注意导管直径定义，有很多工程师，把导管直径定义错误，比如9cm，经常定义成0.9m，导致计算中出现奇异，容易产生误导，检查边界条件，而不会注意到钢束特征值的问题；◆定义钢束坐标时候，灵活的用Excel，定义好坐标后直接导入，更加方便，或者用mct命令流；注意要点：◆新《通用规范》车道-I级的集中荷载Pk值，当小于5m 时，由原规范180KN提高至270KN；◆新《通用规范》的多车道折减系数，单车道由原规范的1.0提升至1.2；◆需要注意是，车道荷载计算时候当考虑剪力效应时候，集中荷载Pk值需要乘以放大系数1.2；思考题某高速公路一10m 长简支箱梁桥，按新《通规》布置单车道移动荷载，请问不考虑冲击系数，在单车道移动荷载作用下，结构端部最大反力是多少？R=1.2(51.2P )1.2(10.55+1.2280)=466.2KNk k q ⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=2017年一级注册结构工程师真题—下午卷第35题8. 移动荷载工况定义通过基频，计算冲击系数8. 移动荷载工况定义-冲击系数注意要点：◼一般的梁桥，第一阶振型往往是竖向，这时直接取竖向的一阶频率计算移动荷载冲击系数即可；但当定义支座横向刚度时候，第一阶振型可能为水平向，此时若取此频率值计算冲击系数就不合适了，因此为了避免求出水平向的振型，可将自重只转化为Z向质量；◼对于是否将“二期铺装”转换为质量加载在结构上，对于公路桥梁，按《公路桥梁设计规范答疑汇编》（中交公路规划设计院）P60的解释，不建议将二期铺装转换为质量加载结构上，质量较小，冲击系数较大，考虑偏安全设计；9. 支座沉降工况定义支座沉降有矢量性，数值为负值思考：对于4*30m，支点梁高5m，跨中1.6m，变截面现浇箱梁，会有什么问题？分析与结合规范验算要点1. 结构分析与规范验算流程⚫模型及结果导入⚫项目设计⚫结果查看⚫参数调整⚫数据更新⚫结果输出OKNG2. 荷载组合定义《公路桥涵设计通用规范JTG D60-2015》4.1.5规定3. 设计参数定义指定环境类别、设计安全等级等各项参数：考虑规范4.5.2耐久性要求支持按规范5.2.9，人为控制弯起钢筋对有效高度计算的影响按规范7.2.3调整施工阶段混凝土强度增加4.1.8抗倾覆验算4. 结构验算抗弯承载能力包络图正截面拉应力包络图主拉应力包络图主压应力包络图5. 调束小技巧调束基本流程：◼首先查看抗弯承载能力，尤其C截面，如果抗力不足，加大预应力的束数；抗剪主要通过箍筋与截面来控制；◼重点查看正截面的应力，如果A位置顶缘拉应力超标，可以考虑钢束位置上移，或者增加顶层腹板束数；如果是A位置的底缘拉应力超标，主要是腹板张拉力过大，可以减小束数或者钢束位置下移；◼再看主拉应力验算，有时B点位置的主拉应力超标，主要是B点剪应力过大造成，可以把腹板束变化段拉的平缓一些；主拉应力过大，关键是需要把剪应力减小下来；◼对于钢束的永久应力过大，主要可以通过降低钢束的张拉控制应力进行调整，可以考虑0.72fpk；◼对于连续梁配束，优先考虑腹板束布置，顶板与底板束作为配合；6. 箱梁应力验算指标空间网格模型：建立空间网格模型，顶底板按照横向0.5m间距划分网格，考虑预应力束定义，故腹板竖向不做划分，同时腹板与顶底板用刚臂相接，全桥定义自重，二期恒载，混凝土收缩徐变，温度梯度，移动荷载，支座沉降等数据，模型共计1838个节点，3394个单元。
预应力混凝土连续刚构桥(计算书)
预应力混凝土连续刚构桥计算书课程名称：大跨度桥梁学院：土木与建筑学院任课教师:/教授学生姓名学生学号：专业方向:建筑与土木工程(桥梁与隧道工程）日期：２０１7年1月１0日目录一、基本信息3ﻩ１。
1 工程概况ﻩ３1.２技术标准3ﻩ１.3 主要规范4ﻩ1。
4 结构概述4ﻩ１.5 主要材料及材料性能6ﻩ１.6 计算原则、内容及控制标准6ﻩ二、模型建立与分析..................................................................................................................... ７2。
1 计算模型7ﻩ2。
2 主要钢筋布置图及材料用表..................................................................................... 1０2.３截面特性及有效宽度 (12)2。
4 荷载工况及荷载组合 (12)三、内力图................................................................................................................................. １３３。
１内力图..................................................................................................................... １3四、持久状况承载能力极限状态验算结果50ﻩ4。
1 截面受压区高度 (50)４。
2 正截面抗弯承载能力验算 (50)4。
3 斜截面抗剪承载能力验算......................................................................................... ５04.4 抗扭承载能力验算ﻩ５14.5 支反力计算................................................................................................................... ５1五、持久状况正常使用极限状态验算结果ﻩ５35．1 结构正截面抗裂验算ﻩ５35.2 结构斜截面抗裂验算................................................................................................. ５３六、持久状况构件应力验算结果 (54)６.１正截面混凝土法向压应力验算 (54)６．2 正截面受拉区钢筋拉应力验算54ﻩ55６．3 斜截面混凝土的主压应力验算ﻩ七、短暂状况构件应力验算结果 (55)7．１短暂状况构件应力验算 (55)八、详细计算表格 (55)一、基本信息本人学号16202030383,根据教学要求,设计的桥型主跨为128m（12０+学号倒数第二位），桥宽为１２。
连续刚构专项施工方案
连续刚构专项施工方案连续刚构专项施工方案编制：复核：审批：目录一、工程概况 (1)1.1工程概述 (1)1.2自然条件 (5)二、编制依据 (5)2.1编制依据 (5)2.2编制范围 (6)三、施工部署 (6)3.1施工进度计划 (6)3.2人员组织机构 (7)3.3主要设备配置计划 (7)3.5材料供应 (8)3.6 交通条件 (9)四、主要施工方法及流程 (10)4.1 总体施工方案 (10)4.2 施工步骤 (12)4.3 施工场地布置 (16)4.4 施工准备 (19)4.5 主墩墩身施工 (20)4.6 0#块施工 (30)4.7 悬臂施工 (65)4.8、边跨直线段施工 (82)4.9 边跨合拢段施工 (93)4.10 中跨合拢段施工 (95)4.11预应力工程 (97)4.12 连续刚构施工线性监测 (109)4.13挂篮安全封闭防护措施 (116)五、影响质量、安全的风险源分析及相关预防预控措施 (117)5.1影响质量风险源分析及相关预防预控措施 (117)5.2影响安全的风险源分析及相关预防预控措施 (130)六、质量保证措施 (135)6.1质量保证体系 (135)6.2质量检查制度 (135)6.3施工质量控制措施 (137)七、安全保证措施 (145)7.1安全生产组织机构 (145)7.2安全保证体系 (146)7.3 0#块施工安全保证措施 (148)7.4 悬臂浇筑施工安全保证措施 (150)7.5 常规安全保证措施 (156)八、文明施工、环境保护措施 (163)8.1文明施工措施 (163)8.2环境保护措施 (165)九、应急预案 (167)9.1 目的 (167)9.2 应急组织体系 (168)9.3 职责 (169)9.4 应急准备 (170)9.5 应急处理程序 (173)9.6 常见事故应急预案 (174)9.7应急演练 (181)9.8 急救知识 (181)9.9 应急处理支持与反馈 (182)十、附件 (183)一、工程概况1.1工程概述特大桥，互通式立交2座，服务区3处，匝道桥梁全长5134.4m/10座，天桥2座。
其他桥型(预应力混凝土连续梁(刚构)桥)详解
采用挂篮的悬臂灌注法（续）
施工图片
采用吊机的悬臂拼装法
悬臂拼装法－包含梁的节段预制和悬臂拼装施工两方面的内容 节段预制－在工厂或桥位附近进行预制，长线法和短线法 企口缝－控制节段的高程和水平位置，提高结构的抗剪能力 拼装设备－移动式吊机（类似于挂篮）、桁式吊等 节段接缝－可采用湿接缝、胶接缝和干接缝
横截面布置－箱形截面
具有良好的抗弯和抗扭性能， 是预应力混凝土连续梁桥的 主要截面型式
单箱，单室，单箱双室截面， 双箱单室、双箱双室、多箱 单室等
顶板和底板－结构承受正负 弯矩的主要部位
腹板－主要承受结构的弯矩 剪应力以及扭转剪应力引起 的主拉应力
梗腋（或称承托）－设置在 腹板与顶、底板接头处
实桥箱梁截面
Z = M+W+dW
横截面剪应力：
= M+ K +W+dW
纵截面横向弯曲应力：
S = dt + C
简化方法
设计概要（续）
连续梁恒载、活载内 力计算
恒载内力－对存在体系 转换的桥梁，其最终恒 载内力是各个施工阶段 的恒载内力之和
三跨连续梁例 计算说明
恒载不重复计算 计算步骤可按力学
等效原则进行合并 简化 剪力计算同时进行
桥例：佛开高速公路九江大桥
预应力混凝土连续梁，分跨50＋100＋2×160＋100＋50m， 国内排名第二，1996年建成，悬臂拼装施工，右图为节段 预制现场 悬拼特点：进度快；制梁质量好；混凝土收缩徐变少；线 形容易控制；适合于多跨施工
架桥机架梁（移动支架法）
1996年7月，石长线湘江铁路桥62+7×96+62米 步骤：1、悬臂拼装至两T构现浇合龙段；2、架桥机前移；3、就位
预应力砼连续刚构桥总体设计概述
预应力砼连续刚构桥总体设计概述摘要：本文结合工程设计经验，简要阐述预应力砼连续刚构桥的设计原则截、面尺寸的确定、预应力钢束的布置及桥墩的设计，并对可能出现的病害提出一些经验措施。
关键词：连续刚构；截面尺寸；预应力体系；桥墩设计连续刚构作为一种轻型桥梁，由于其结构美观、受力合理、行车平稳舒适、易养护、费用低等优点，在我国桥梁建设中被广泛采用。
1、连续刚构桥的特点连续刚构桥是在t构和连续梁的基础上演变而来，其结构特点是梁体连续，墩梁固结。
这样既保持了连续梁无伸缩缝，行车平顺的优点，又保持了t型钢构不设支座，不需要转换体系的优点。
构造简单，施工方便。
连续刚构桥的主梁与桥墩固结，上、下部结构协同受力，使得墩顶处箱梁截面的负弯矩减小，有利于减少梁高；桥墩高而柔，顺桥向抗推刚度小，能有效的减少温度和混凝土收缩、徐变的影响；结构整体性能好，抗震性能优，顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度大，能满足特大跨径桥梁的受力要求。
2、孔跨布置预应力砼连续刚构桥主跨跨径超过200m后，不仅主梁因梁高较大而产生恒载过大、受力不好，而且经济指标也不好。
连续刚构桥的边中跨比一般取0.52～0.58较为合适，以保证结构在最不利荷载作用下边墩支座不会出现负反力。
有时受地形或其他条件限制，可能出现很小的边跨，对桥墩和主梁受力不利，设计有下述两种处理措施：（1）当小边跨梁端的负反力较大，难以消除时，采用基础锚碇的方法平衡负反力。
例如：贵州省关兴公路落拉河大桥，孔跨布置为40m+166.5m+97m。
40m小边跨采用大截面等高度箱梁，并在梁端布置4排预应力锚杆。
锚杆锚入基岩内10m，在梁顶张拉。
（2）当小边跨跨径不是很小时，采用大、小t和调整边跨构造尺寸的方法协调恒载分布，以改善边主墩的受力。
例如云南省三界怒江大桥，孔跨布置为55+138+95m。
设计采取的协调措施是：主桥由一个100m小t和一个176m大t组成，使小边跨端部不出现负反力。
3、主梁的构造与尺寸连续刚构桥一般都采用变高度箱型断面，箱型断面具有较好的整体性，较大的结构刚度，承受正负弯矩、抗剪能力强，各部分结构受力明确的特点。