连续刚构桥设计概述
一、 连续刚构桥的特点
作为梁桥的一种，连续梁桥有着结构刚度大、变形小；动力性能好；无伸缩缝、行车平顺的优点。而连续刚构桥是由T型刚构桥演变而来的，其结构特点是梁体连续、梁墩固结。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型刚构不设支座、不需转换体系的优点。且有很大的顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度，能满足大跨度桥梁的受力要求。 二、 连续刚构桥的适用范围
连续刚构桥上部主梁的受力与连续梁桥基本相似；下部桥墩由于结构的整体性，温度和收缩徐变造成的内力十分显著。因此其桥墩应该有一定的柔度。使用高强度、轻质混凝土是大跨度梁桥的发展方向之一。 目前世界上已建成的连续刚构桥最大单跨为挪威斯托尔马桥(Stolma)，主跨防粘贴油漆301米，国内最大单跨为虎门大桥辅航道桥，主跨270米。
三、 android加固设计时需收集的基础资料
设计时应围绕桥位选择、桥墩位置、跨径、立面布置、结构体系、施工方法等因素，对桥梁建设的自然条件和功能要求有充分的了解。
1、 自然条件包括
(1) 地形地貌、控制物等；
(2) 工程地质条件；
(3) 水文条件；
(4) 气象条件；
(5) 地震。
2、 功能要求包括
(1) 桥梁本身使用功能，如铁路桥梁、公路桥梁、城市桥梁、
轨道交通、人行桥等；
(2) 桥下功能要求，如通车、通航等。
四、 桥型方案的选择
设计时应根据桥梁建设条件，结合技术可行性、施工难度、工程风险与进度、经济合理性、景观协调性等因素，进行桥型比选，确定桥梁的跨径布置。
五、 上部结构构造尺寸
连续刚构桥设计时，可根据工程实践统计，初步拟定构造尺寸，再进行具体计算复核。
1、 边、中跨跨径比
一般在0.52～0.58之间。
当边、中跨比较小时，边跨现浇段较短，可减少边跨现浇段支架，对施工有利，但应保证各种工况下边墩处支座不出现负反力。
2、 梁的截面形式
连续刚构桥多采用箱形截面，其具有良好的抗弯和抗扭性能。根据桥梁宽度，可采用单箱单室、单箱多室等截面形式。 3、 梁高
桥梁跨度在60米以内时，可考虑采用等截面高度，构造简单，施工快捷。超过60米时，一般采用变截面梁。梁底曲线以往多采用2次抛物线，为改善L/4~L/8范围的底板混凝土应力，部分桥梁采用1.5~1.8次抛物线，取得了不错的效果。
箱梁根部梁高与主跨比可选用1/15~1/20，大部分在1/18。跨中梁高与主跨比可选用1/50~1/60。
4、 板厚
(1) 顶板
箱形截面顶板厚度一般考虑两个因素：满足桥面横向弯矩的要求；满足布置纵横向预应力钢筋的要求。
顶板参考尺寸
腹板间距(m) | 3.5 | 5.0 | 7.0 |
顶板厚度(mm) | 180~200 | 200~250 | 280~300 |
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(2) 底板
箱梁底板厚度随负弯矩的增大而逐渐加厚至根部。根部底板厚度可按根部梁高的1/10~1/12，跨中底板厚度根据底板弯矩及预应力钢筋的配置要求确定，一般为200~280mm。
(3) 腹板
腹板厚度根据预应力钢筋的布置要求和抗剪要求确定。一般在350～800mm之间。
按《桥规》JTG D62-2004中对受弯构件的抗剪验算规定，腹板厚度需同时满足以下要求：
(腹板截面尺寸的要求)
(腹板抗剪承载力的要求)
详见规范P28的5.2.7和5.2.9条之规定。
(4) 悬臂板
采用普通钢筋混凝土结构时，箱梁悬臂长一般在1.5～3.0m之间取值，大于3.0米时，需张拉横向预应力。
悬臂板厚度参考尺寸
| 悬臂长(m) | 悬臂根部(mm) | 悬臂端部(mm) |
悬臂处为车行道 | ≤1.5 | 320 | 180 |
1.5～2.0 | 400 | 180 |
2.5～3.0 | 550 | 200 |
悬臂处为人行道 | ≤1.5 | 300 | 150 |
1.5～橡皮弹2.0 | 380 | 150 |
2.5～3.0 | 500 | 180 |
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5、 梗腋(承托)尺寸
梗腋的形式和尺寸也是箱梁细部构造内容之一，合理设置梗腋，可提高截面的抗扭和抗弯刚度，减少扭转剪应力和畸变应力，使力线过渡比较平缓，减小次应力。从构造上考虑，利用梗腋所提供的空间可方便预应力钢筋的布置，降低箱梁顶、底板的厚度。
设计时可参考已建桥梁的相关统计资料，结合预应力钢筋布置的构造要求来确定梗腋形式和尺寸。
6、 横(隔)梁设置
箱形截面梁的抗弯及抗扭刚度都较大，除在支点处设置横梁以满足支座布置及承受支座反力需要外，还可设置中横隔梁。箱梁横隔梁的主要作用是增加截面的横向刚度，限制畸变应力。
对于单箱单室截面，一般可不设中横隔梁，对于多箱截面，为加强桥面板和各箱间的联系，可在箱间设置数道横隔梁。
横(隔)梁厚度应根据桥梁跨径、宽度，结合支座、桥墩布置具体确定，一般情况横梁在端支点处取1.0m，中支点处取2.0m，横隔梁设在跨中，厚度为300mm。
六、 附属设计
进行总体设计时，应综合考虑附属结构布置的方式、位置、引起的荷载等影响。
容器景何1、 桥面铺装
目前混凝土结构的铺装一般采用两层，即在结构顶面铺设钢筋混凝土调平层，然后再铺设沥青混凝土面层，两层间设置防水层。桥面铺装的防水层应严格保证其施工质量，确保防水性能的可靠。
铺装厚度参考值
沥青混凝土铺装层 | 70～100mm | 细粒面层+中粒基层 |
防水层 | 1mm | 不计入高程计算 |
钢筋混凝土铺装层 | 60～100mm | 多梁预制拼装结构取大值，整梁预制架设或整体现浇结构取小值 |
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2、 防撞护栏、栏杆
结合防撞要求、实际使用需求、景观协调性等选择合适的护栏和栏杆形式。
3、 伸缩缝
桥梁伸缩缝一般通过计算确定合适的伸缩量后选择定型产品。
设计时应按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》P87~89的8.6条进行计算。
4、 桥面排水
根据实际条件选择直排或通过管道汇至桥墩处引到地面。
5、 路灯、隔音屏
根据照明、隔音等功能要求，合理选择其布置位置和形式。
6、 过桥管线等
如有电缆、水管等管线过桥的要求，应考虑其布置位置和方式，并在计算时考虑其产生的荷载。
七、 主要材料
1、 混凝土
大跨度预应力混凝土连续刚构桥对混凝土的基本要求为：高强度、低收缩徐变、缓凝早强、高弹性模量等。常规作法是选用高品质的硬骨料和高标号水泥，尽量降低水灰比，并通过加入减水剂来满足混凝土的泵送要求，使混凝土缓凝和弹性模量提高。
通常采用的混凝土强度等级为：箱梁上部结构采用C50混凝土；桥墩采用C40混凝土；桩基础、桥面铺装采用C30混凝土。
标号 | 容重ρ（kN/m3） | fcd(MPa) | ftd(MPa) | Ec(MPa) |
C50 | 26.0 | 22.4 | 1.83 | 3.45×104 |
C40 | 26.0 | 18.4 | 1.65 | 3.35×104 |
C30 | 26.0 | 13.8 | 1.39 | 3.00×104 |
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2、 预应力钢束
预应力钢束通常采用符合国家标准《GB/T 5223》的直径15.2mm的预应力钢绞线，其主要力学性能为：
极限抗拉强度：fpk=1860MPa；
锚下张拉控制应力不大于：0.75fpk=1395MPa；（实际张拉过程中应注意锚口到锚下应有锚口损失，两端张拉为2.5％，单端张拉为1.25％）
弹性模量：Ep=1.95×105MPa；
预应力连续箱梁的预应力管道可采用塑料波纹管和金属波纹管。理论计算时k,μ值取值参见规范JTG D62-2004的P54，表6.2.2。或者参照下表：
预应力类型 | k | μ |
钢绞线+预埋金属波纹管 | 0.0015 | 0.250 |
钢绞线+塑料波纹管 | 0.0015 | 0.150 |
粗钢筋+预埋金属波纹管 | 0.0015 | 0.500 |
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人工智能开发板
一端锚具变形及钢束回缩值参见规范JTG D62-2004的P55，表6.2.3。对于一般情况取6mm。
大跨预应力连续箱梁一般需要设置备用束孔道。（通常截面上、下缘各设2个孔道）
3、 普通钢筋
桥梁常用钢筋为R235钢筋（公称直径小于12mm）和HRB335钢筋（公称直径大于等于12mm）两种，R235钢筋必须符合国家标准（GB13013—1991）的有关规定；HRB335钢筋必须符合国家标准（GB1499—1998）的有关规定。
钢筋种类 | 容重ρ（kN/m3） | fsk(MPa) | fsd(MPa) | Es(MPa) |
R235 | 78.5 | 235 | 195 | 2.1×105 |
HRB335 | 78.5 | 335 | 280 | 2.0×105 |
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八、 结构计算
1、 荷载
(1) 恒载
一期恒载
一期恒载为结构自身重量，钢筋混凝土容重取26kN/m3。
在横梁处截面可参照《桥规》P18的4.2.6条之规定，实体部分重量按外荷载考虑。
二期恒载
二期恒载包括桥面铺装、防撞栏杆或其它附属结构。各部分荷载应该按照有关设计进行取值。在没有准确设计资料的情况下可以参照下表取值：
构件(单侧) | 荷载(kN/m) |
混凝土护栏底座+护栏 | 10.0＋2.5 |
钢结构护栏 | 3.0 |
隔音屏障 | 5.0 |
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锅炉冷渣机
(2) 混凝土收缩、徐变
收缩、徐变按照成桥后10年考虑。在计算时应考虑成桥初期运营情况和10年后的运营情况，在大跨度连续刚构计算时，往往混凝土的拉应力和压应力都比较接近规范容许值，成桥初期混凝土的压应力和徐变10年后的混凝土拉应力都可能控制设计，需要格外注意。
混凝土名义徐变系数及名义收缩系数参见《桥规》的P118，附录F。
(3) 活载
对于公路活载根据结构宽度，按照规范JTGD60-2004车道宽度与车道数对应关系确定加载车道数。同时应注意按照规范进行纵向、横向折减。采用平面程序如桥梁博士计算时，一般考虑偏载系数1.15。
冲击系数按照《通规》的P26的4.3.2取值，按Midas建模时可用程序计算结构基频。
对于平曲线半径小于250m的弯桥还应考虑汽车离心力荷载效应。当曲线桥梁计算中考虑离心力时，制动力按照70％参与组合。
人荷载按照《通规》的P27的4.3.5取值。
(4) 温度力
合拢温度按多年平均温度(T)±5℃(T-、T+)考虑，用月平均最高温度减去（T-）得到体系升温；用月平均最低温度减去（T+）得到体系降温。例如多年平均气温为15.0℃，月平均最高温为39.0℃，月平均最低温为-6.0℃。根据该条件，合拢温度为15.0±5℃=10.0～20.0℃。体系升温为39-10＝29.0℃；体系降温为-6-20＝-26.0℃；
温度梯度效应按照《通规》的P34的4.3.10条取值，注意降温效应为升温效应减半。对于不直接受日光照射的结构，该部分荷载应酌情考虑。
(5) 不均匀沉降
不均匀沉降应根据地质条件的均匀程度，地质条件的好坏、基础结构类型、桥梁跨度的大小以及桥梁跨数的多少决定。对于中小桥采用摩擦桩时，一般考虑各墩间不均匀沉降1cm；若采用嵌岩桩可不考虑基础的不均匀沉降。
(6) 其它荷载
风荷载、支座摩阻力、汽车制动力、地震荷载、船舶撞击荷载以及施工荷载等根据具体情况参照规范确定。
2、 施工方案及顺序
连续刚构桥的内力及应力状态与形成结构的顺序和过程密切相关，设计时应对施工方案、施工顺序、采用的施工机具等综合考虑。连续刚构桥多采用挂篮悬臂现浇的方法施工。
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