一、概述
大跨度连续梁是桥梁工程中的重要结构形式,其主要包括普通连续梁、连续梁拱、V撑连续梁等类型。国内多座具有代表性的大跨度公路桥梁,如舟山长松大桥、广东虎门大桥、京沪高铁镇江京杭运河特大桥等,均采用了大跨度连续梁设计。
大跨度连续梁的设计与施工受到多种因素的影响,包括地形、地质、通航、水上、峡谷、红线、桥下构筑物等。其施工方法主要采用节段悬臂现浇或节段悬臂拼装。
二、设计输入参数
设计大跨度连续梁需要考虑到多种参数,包括地形钻孔资料、地质资料、水文资料、通航资料、波浪力资料、风力风向资料、温度资料以及力资料等。
地形、地质钻孔资料是设计的基础,需要包括平面、线路纵断面、不良地质资料等。水文资料则涉及设计高水位、设计低水位、最高通航水位等。通航资料则关系到通航净空、通航条件影响评价和通航安全评估。
除此之外,还需要考虑波浪力、风力风向、温度和力等自然因素,这些因素对于桥梁的结构设计、施工安全和长期使用性能都具有重要影响。
三、设计步骤
平面布置需要根据总体平面线型及河道表流迹线图进行,尽量使桥梁中线垂直于河道中心线或表流迹线。立面布置则需考虑道路纵坡、既有或规划道路净空、河流通航净空等因素。
跨度布置是设计的关键之一,需要根据桥下净空、通航净空、表流迹线图、承台轮廓尺寸及通过船只类型确定主跨尺寸。主梁外形尺寸的确定也需遵循一定的原则和方法。
在承台顶底高程的确定中,需要考虑到施工方便及经济性的融合。承台及桩基础的设计则需要根据主跨跨度及桥面宽度,估算上部结构反力,进行预估桥墩、承台及桩基础。
主梁的细部尺寸设计包括箱梁截面控制、顶底板厚度、腹板厚度等,这些都会直接影响到桥梁的结构性能和使用安全。对于支座、预应力构造等也需要进行详细的设计和计算。
四、设计计算
下部结构计算内容是根据上部结构传下的竖向力对初拟定的下部结构进行试算、调整优化和计算局部冲刷,最后确定最终的结构尺寸。纵向计算需要按照施工顺序进行仿真模拟,尽可能地模拟实际施工过程。
在预应力设计方面,需要注意预应力管道的摩阻参数以及预应力大半径力效应和冲击系数等问题。对于临时固结和抗风计算也是设计中不可忽视的一部分。
对于伸缩缝的安装计算也是设计中需要考虑的问题之一。伸缩缝的设计和安装直接影响到桥梁的使用性能和安全性。
五、结语
大跨度连续梁的设计与施工是一个复杂而系统的工程,需要考虑到多种因素和参数。通过科学的设计和精细的计算,可以确保桥梁的结构性能和使用安全,为人们的出行提供便捷和安全的交通条件。