同豪土木《混凝土连续梁设计指南》

混凝土连续梁设计指南编著：任明飞上海同豪土木工程咨询有限公司2007年9月1总则混凝土连续梁从主筋配置上分为钢筋混凝土连续梁和预应力混凝土连续梁。

一般来说钢筋混凝土连续梁适用于25m以下的小跨径连续结构，预应力混凝土连续梁适用于25m以上的跨径大中等跨径连续梁。

对于曲线半径过小的匝道桥，不宜设计成预应力结构。

混凝土连续梁从结构上一般有等高度连续梁、变高度连续梁、连续刚构、连续V构等四种：1、等高度连续梁具有跨越能力小、构造简单、施工方便快捷的特点。

是实际公路桥梁中应用最多的结构类型。

2、变高度连续梁具有受力合理、主要采用悬臂施工法的特点；适用于中大跨度的连续梁桥。

3、连续刚构具有墩梁固结的特点；适用于桥墩较柔的中大跨径连续梁桥，桥墩较矮时不宜采用。

4、连续V构具有构造复杂、造型美观的特点，适用于最造型要求高的中等跨径连续梁桥。

2连续梁施工方案的选择在连续梁的设计中，设计方案与施工方法是相互制约的，具体项目设计时应结合桥址地形、工程规模、工期、造价等因素合理确定施工方案。

等高度混凝土连续梁常用的施工方法有支架整体现浇、简支变连续、支架逐孔现浇（移动模架）、顶推施工、逐孔拼装、悬臂施工等。

1、支架现浇整联现浇，施工中无体系转换。

该方法桥梁整体性好，但是需要大量支架，施工周期长，施工费用较高；一般只适用于桥址地形平坦、地面土质较好、且桥梁净空较低的情况。

2、支架逐孔现浇该工艺分为移动模架法和移动（局部满堂）支架法。

施工快速，施工费用低，但对于移动模架法来说需要一定的项目工程规模才能体现出优势；对一般项目，如果桥址能满足1中的条件，采用移动（局部满堂）支架法能体现出一定的经济优势。

当然，该方法仅仅使用于预应力混凝土连续梁。

目前在铁路客运专线施工中，大量采用了移动模架工艺。

还有杭州湾大桥引桥、苏通大桥引桥等等。

3、简支变连续先预制梁段（张拉正弯矩预应力），在吊装连接（张拉负弯矩预应力）成为整体。

该工艺具有施工快速、施工费用低的特点。

该工艺是公路中小跨径桥梁中广泛使用的工艺。

在东海大桥、杭州湾大桥的非通航孔也采用的该工艺。

4、顶推施工适用于桥址区地形复杂、桥梁施工所需的吊机、混凝土设备等很难布置且其他施工方法不占技术优势的中小跨径等高度连续梁。

目前国内顶推梁的最大跨径为60m，如果采用该方法，桥梁一联的跨数不应布置太少（6跨以上）。

但该方法需要增加临时的施工配筋，因此该方法一般不占经济优势。

5、逐孔拼装适用于中小跨径大型桥梁工程，具有工厂化施工、质量可靠、施工快捷、但需大型吊装设备的特点。

近年，由于体外预应力的采用，该工艺逐渐在大型的跨江大桥中采用，例如苏通大桥的引桥、深圳西部通道工程中。

6、悬臂施工包含悬臂现浇和悬臂拼装法，是国内最常见的中大跨径连续梁施工方法，具有适用性、经济性好，但施工体系转化次数多，线形较难控制的特点。

3结构构造尺寸3.1结构跨径布置桥梁跨孔布置受地质、地形、桥下通车通航等因素制约。

在条件允许的情况下，应力求受力合理、施工方便、跨孔配置协调一致。

一般情况下，等高度小跨径连续梁可采用相同跨径。

中大跨径的变高度连续梁各中跨宜采用相同跨径，边跨跨径宜为中跨跨径的0.55~0.6倍，对墩梁固结的箱梁，应合适选择边中跨比例，以减少墩身弯矩。

3.2梁高1、对等高度连续梁一般取1/15~1/18，下表是公路桥梁常用梁高表：跨径20 25 30 40 50梁高 1.1 1.5 1.8 2.2 32、对变高度连续梁：跨中截面的高跨比Hc/L一般取1/30~1/50。

支点截面的高跨比Hc/L一般取1/15~1/18。

跨中处直线段长度Lc一般取合拢段长度，取2m；支座处直线段长度一般与该处桥墩宽度相等中间变高度部分长度La为曲线变化段，梁底曲线一般采用抛物线，抛物线方程指数一般取1.5~1.8。

下表是最近施工的几座连续梁或刚构梁高参数；主孔跨径180m 180 120 120 140 100边孔跨径100 100 68 70 80 55支点梁高11 12.5 6.8 7 8 5.4跨中梁高 3.5 4.5 2.5 3.5 3.5 2.5曲线指数 1.6 1.75 1.5 1.7 1.65 2桥名福州平潭山西南河贵州沙沟东海大桥东海大桥广东三江3.3横截面形式1、下缘开口式截面，例如T梁、小箱梁、铰接板梁，这类截面在公路桥梁上截面形式一般是标准图定型，设计比较简单。

2、整体箱梁，对于中小跨径连续箱梁宽14m以下宜采用单箱单室截面；桥宽18m左右宜采用单箱双室截面形式；桥宽在22m以上时，一般采用单箱多室截面；也可采用双箱形式。

大跨连续箱梁桥16m以下一般采用单箱单室截面形式，桥宽18m以上可采用单箱双室截面或分幅建造。

3.4箱梁横断面细部构造箱梁横断面由顶板、底板、腹板、悬臂板、承托构成；各部分构造须满足受力、构造、施工方便的要求。

1、顶板箱梁顶板需要满足横向抗弯以及布置预应力钢筋的需求。

一般地：在腹板间距为3.5~7.0m时，顶板厚度可采用0.18~0.3m。

2、底板箱梁底板需要满足纵向抗弯以及布置预应力钢筋的需求。

一般地：1）、等高度连续梁底板厚度宜采用0.20~0.25m，靠近横梁处加厚过渡处理。

2）、变高度连续梁底板厚度随负弯矩从跨中到支点逐渐加厚。

跨中底板宜采用0.25~0.3m；支点底板厚度一般取梁高的1/10；3、腹板厚度腹板厚度除满足受力需求外，还需要满足通过、连接、锚固预应力钢筋的构造需求。

1）、腹板厚度一般采用0.40~0.80m。

通常，中大跨径连续梁支点处腹板较厚，跨中处较薄，对于变高度连续梁折线变化点一般设置在L/4附近，变化段长度一般取3~6m。

对于等高度连续梁，靠近横梁处加厚过渡处理。

2）、箱梁一般采用直腹板。

等高度箱梁外侧腹板也可采用斜腹板，但变高度箱梁不宜采用斜腹板，以免施工困难和因支点附近底板宽度过小造成设计困难。

4、悬臂板悬臂板长度及腹板间距是调节桥面板弯矩的主要手段。

悬壁板长度一般为2.5~4.5m,悬臂端部厚度一般取0.16~0.20m，悬臂根部厚度一般为0.4~0.6m。

5、承托（梗腋）承托布置在顶底板与腹板连接的部位，承托的形式有两种：竖承托和横承托。

前者对腹板受力有力；后者对顶底板受力有利。

一般地，受抗剪、主拉应力控制的宜设置竖承托；受纵横抗弯控制的宜设置横承托。

3.5桥面横坡的形成桥面横坡一般通过以下几种方法：1、铺装垫层成坡：优点：设计简单；缺点：不经济；常用于窄桥中。

2、顶板成坡：优点：铺装简单；缺点：箱梁细部设计繁琐；常用于一般变高度箱梁中3、旋转成坡：优点：设计简单；缺点：施工不方便；常用于单坡箱梁中；4、顶底板成坡：优点：设计简单；缺点：受力不甚合理；常用于双坡宽幅箱梁中。

4支承体系4.1临时支承临时支承体系一般采用墩旁支架（墩）、墩顶临时支座等方式。

4.2 永久支座1、板式橡胶支座板式橡胶支座分圆形和矩形，构造简单，但吨位和容许变形量均较小，常用于中小跨径连续梁中。

2、盆式橡胶支座盆式橡胶支座吨位及容许变形量均较大，常用于中大跨径连续梁中。

3、球形钢支座球形钢支座容许箱梁各个方向的转动变形，但造价比较贵，一般用在特大桥或确有需要的弯桥上。

4.3 支座选型设计原则1、一般支座承载力不大时宜优先采用板式橡胶支座，其平面尺寸设计应按产品规格选择，满足最大承载力、抗滑最小承载力等指标，其厚度应满足温度力、制动力、混凝土收缩徐变、预加应力、地震力等水平力作用时的要求。

2、支座承载力较大时宜采用盆式橡胶支座，非固定盆式橡胶支座的位移由滑板滑动形成，因此选择非固定盆式支座除了满足承载力、上部结构转角外，对于小半径弯桥还要注意满足盆式支座在水平力作用下的纵、横向位移量。

3、矩形板式橡胶支座多用于正桥、现浇小跨径连续板桥、梁式桥。

园板式橡胶支座多用于弯、坡、斜桥，异形桥，温度变形及制动力方向不明确的桥梁。

4、为保证矩形板式橡胶支座水平放置，梁下应设支座垫块：当纵、横坡均小于1%时，可不设垫块，支座斜放；当纵坡或横坡大于1%、小于2.5%时，可在主梁下设垫石；垫块中心高度一般为0.03~0.05 m。

当横坡大于2.5%时为避免主梁较大倾斜，只设纵向垫块，而横坡由调整翼板坡度形成。

5、对较长的多孔桥梁，为改善温度变形对下部结构的内力状况，在温度变形较大处可设置滑板橡胶支座，以改善下部结构的受力状态。

滑板支座必须带有周边防尘装置。

6、采用多个多向滑动支座时要慎重，避免结构变成飘浮体系。

弯桥的独柱中墩不应采用多向滑动支座。

（多座桥出现事故）4.4 支座布置原则1、纵向布置一联箱梁一般仅布置一个纵向固定支承，上部结构的纵向水平力由固定支座处桥墩承担，但若该处桥墩不能独立承受纵向水平力时，可考虑设置多个纵向水平固定支承。

2、横向布置1）、箱梁每个墩台位均需设置一个横向固定支座。

2）、在每个墩位处，一般布置两个支座；但采用独柱墩时，可布置一个支座，但一联桥梁至少应有一个墩台位处至少布置两个支座；当桥宽较大时，可布置两个以上支座。

3）、支座横桥向布置位置对横隔梁受力状况有较大影响，一般布置在箱梁腹板附近；支座横向布置时，还应考虑支座安装、更换所需要的操作空间，以及支座处箱梁及墩顶局部受压区域的承载能力因素，设计时根据具体情况妥善处理。

3、曲线梁桥支座设置原则梁端支座宜设置橡胶支座，以保证适当的垂直方向的弹性约束；沿弯梁径向应设置水平方向约束，以防止过大的径向水平位移；结构中墩在满足结构受力的情况下，尽可能与主梁固结或设置固定支座、抗震型盆式支座。

当采用沿曲线切线的滑动支座时，必须保证支座具有可靠的滑动能力。

中墩不应设置球形支座、球冠支座或双向滑动支座。

曲线梁桥中墩应设置适当的偏心值，以调整全梁的扭矩分布。

其偏心值应与中墩支座选用形式相适应。

曲线梁桥中墩不采用墩、梁固结时，应设置适当的径向水平限位措施，其强度应满足水平力强度要求。

5材料按现行规范规定的材料选用，混凝土等级一般不要超过C55；设计时应对混凝土耐久性有所考虑和要求。

例如混凝土的水胶比、水泥类型、水泥用量、保护层厚度等等指标。

6结构计算的一般规定6.1 纵向总体计算1、直线连续箱梁采用平面杆系程序分析。

2、直线横断面多梁（下缘开口）截面先计算横向分布系数，然后取最不利单梁进行分析。

支点和跨中断面分别取不同的分布系数，分布系数变化点为1/4~1/5计算跨径。

3、曲线桥的分析国内没有规范或研究资料，可以参考以下日本和美国的有关规定分析：1）、当扭跨所对应的圆心角φ＜5o时，可作为以曲线长为跨径的直线桥进行分析。

2）、当5o＜φ≤30o时，弯矩及剪力可按直线桥进行分析，反力及扭矩需按空间程序进行分析，并且应考虑由于预应力、混凝土收缩、徐变及温度作用所产生的效应。

3）、当30o＜φ≤45o时，所有截面内力均应按空间程序进行分析。