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简支T梁转连续刚构桥设计

1.国内现状及发展趋势

近年来，我国山区高速公路发展较快，装配式简支梁桥以其施工快捷、造价便宜而成为首选。对于墩高大于30m的采用一般简支梁桥式则不适宜了，为满足结构安全及行车的舒适性，则需要增大桥墩刚度和稳定性。国内已建高墩桥梁主要有以下两种代表形式：

(1)变截面矩形空心墩，矩形实体墩，桥面连续，桥面连续处的强度和刚度显弱，上下部结构变形不协调，进而形成桥面凹凸不平，甚至出现开裂，影响行车的舒适度和行车的安全。

(2)先简支后结构连续的连续梁体系，这种结构体系其施工复杂、技术难度大，工期长、工程造价高。为适应我国目前山区高速公路迅速发展趋势，有必要结合工程实践并通过详细理论分析与研究，确立一种适宜山区高速公路施工快捷方便、结构安全、简化的墩梁固接形式，以提高行车舒适性的高墩桥-墩梁固接连续刚构桥结构形式。

2.工程概况

本文系对国家重点公路阿(荣旗)深(圳)公路(粤境段)上(陵)至埔(前)段高

速公路(全长135.60km)老田庄大桥40m跨径T梁墩梁固结体系进行的设计，其墩梁固接桥式方案总体布置如图1所示。

老庄田大桥是阿(荣旗)深(圳)公路(粤境段)上(陵)至埔(前)高速公路跨越深谷的一座山区高架桥梁，是粤赣高速公路(粤境段)桥梁工程中的一座重点工程，作为“墩梁固接连续-刚构桥”的高墩桥梁试点工程。该桥桥跨布置形式为左幅5×40m+25m，右幅5×40m，全长213.06m(240.06m)，左右半幅分修，2、3、4号墩处墩梁固接形成上下部结构连续，在1、5号墩(台)处设置浅埋式型钢伸缩缝，其他地方采用桥面连续结构，最大墩柱高为48.5m。

40m预应力混凝土T梁先简支后墩梁固接形成连续-刚构体系，共一联，本文选取该4跨一联单幅桥作为分析对象，介绍简支T梁转墩梁固接的连续-刚构桥的设计思路和计算方法。

3技术标准

道路等级：高速公路。

计算行车速度：100km/h。

车道数：双向4车道。

桥面宽度：行车道净宽2-11.75m，中央分隔带宽0.5m，总宽26.0m。设计荷载：汽车超-20级，挂车-120。

地震烈度：地震基本烈度Ⅵ度，按Ⅶ度设防。4.结构设计及分析

4.1结构体系

先简支再墩梁固接形成连续刚构体系，按A类预应力结构进行结构分析和计算，并按规范要求进行应力、强度值控制，并对其关键部位进行变形、裂缝验算。

T梁预制存梁期后吊装就位，通过T梁底盖梁顶预埋钢板焊接成整体，形成第一次体系转换-墩梁固接;半幅桥横向连接后，相邻跨T梁间缝与盖梁预埋钢筋共同浇注，形成第二次体系转换-T梁间固接，形成刚构体系；最后完成T梁顶面混凝土现浇层二次截面，及桥面沥青混凝土铺装等二期恒载。

预制T梁在存梁期要求完成至少75%的收缩徐变，形成行车时必需的拱度，但不能过大，并能满足临时施工荷载的强度要求，架梁完毕形成简支体系。在

安装支座浇注梁端间缝混凝土达到强度，形成连续刚构体系。由于T梁已经完成前期结构受力和变形，并通过支座与盖梁固结，在形成结构连续时本身自重不形成内力重新分配，仅仅因后期收缩徐变、预应力引起的二次应力重分配及现浇层、铺装等二期恒载阶段作用引起的内力、应力。后期荷载作用于结构时结构为连续刚构体系，按连续刚构桥进行结构计算，整体受力，该体系限制并协调墩顶的位移，其位移变形主要通过柔性桥墩的变形以及联跨端伸缩缝来完成，联跨长度根据计算确定，可以达到120m以上，甚至达300m。

4.2计算模式

全桥共分为130个节点，124个单元。计算按照全桥宽建立模型，全桥共有5片T梁，实际建模采用形成一个大T形截面，并且修正与大气接触的截面周边长度与实际截面相等(见图2)。实际桥墩为双柱圆形墩，按照截面面积与抗弯惯性矩相等的原则简化为矩形截面。不同的施工阶段梁体与桥墩的连接性质不同，采用主从约束节点模拟节点连接性质。

T梁预制时不计入混凝土现浇层的结构高度，落梁后则作为结构受力构造，T梁下采用单向受压支座临时支撑，形成结构连续并墩梁固接后予以拆除(焊接成永久支座)，固接处采用3对结点刚臂固接形成刚构体系，全桥为连续刚构体系。

结构分析程序采用GQJS9.0平面杆系分析程序进行单片梁及整体平面杆系结构分析和计算，采用桥梁博士V2.9按梁格法进行核算。

4.3结构设计

计算分析联跨为横向5片T梁布置，预制T梁长39.94m，梁高241cm，梁顶现浇层为10cm