建筑高度限制條件下特大橋結(jié)構(gòu)方案比選

建筑高度限制條件下特大橋結(jié)構(gòu)方案比選高燕梅、周志祥(重慶交通大學(xué)，重慶，400074）摘要：榕江特大橋位于廣東省潮惠高速公路榕江河段，其建筑高度收到雙重限制：橋下Ⅲ級(jí)航道，主跨跨度不小于380m；同時(shí)橋梁高度受機(jī)場(chǎng)控高要求的限制，潮州側(cè)主墩橋梁控高96.56m，惠州側(cè)主墩橋梁控高109m。因此考慮三種橋型方案：方案一為作者提出的下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁－砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋方案，方案二為自錨懸索橋方案，方案三為鋼-混凝土混合箱梁矮塔斜拉橋方案。本文著重闡述了方案一的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，討論了其結(jié)構(gòu)總體布置和關(guān)鍵構(gòu)造細(xì)節(jié)，并進(jìn)行了施工和使用階段的力學(xué)性能分析，論證了下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁－砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋方案在特定條件下的可行性和合理性。關(guān)鍵詞：通航凈空限制，橋梁高度限制，方案比選，下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁－砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋，設(shè)計(jì)理念，構(gòu)造特點(diǎn)，力學(xué)性能分析中圖分類(lèi)號(hào)：U443.38文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ASchemeComparisonofSuper-LargeSpanBridgeundertheConditionofLimitedBuildingHeight羊Y蓬a融n騰m貸e姓i羞伙G梨a扛o給,忍哀Z白h布i筍x課i恐a環(huán)n遇g河約z查h奧o粉u惹(犧C莖h放o僻n禽g線q姓i專n之g濁兇J聾i東a墻o臨t御o叫n法g廈牛U即n念i屋v陡e你r挎s碌i均t鋪y削，忘C拳h(huán)釋o疼n競(jìng)g各q村i皺n唱g套緩4曬0伐0斬0開(kāi)7監(jiān)4疏，謀C鄙h毛i果n皇a泛,萌定C帳h勝o狼n慮g濁q元i況n躬g各,錫去4詞0嗽0諸0雨7藍(lán)4城,障滅C脫h笨i癥n丑a云l傲g索2媽3池4曲6眾@施1攪6攻3肉.君c值o型m暫,棒柄z悼h曬i執(zhí)x統(tǒng)i減a瞇n澤g說(shuō)z陳h鋪o稅u尿@揉c踐q豎u杯c泄.簡(jiǎn)e海d杏u辭.搶c站n碗)Abstract:Rongjiangsuper-largebridgeisapartofthehighwayfromChaozhoutoHuizhouinGuangdongprovince.ToensurethenormalnavigationunderthebridgeandmeettherequirementsofAirfieldHeightControl,boththespanandtheheightofthebridgearelimited,thusthemainspanshouldnotbelessthan380mwhilethebridgeheightsofthepierontheChaozhouandtheothersideshouldrespectively停觸n虹o滾t券投b焦e疑皇m壓o偵r瘦e割遷t辮h骨a顆n板吐9竟6景.蝶6僅5諸m潤(rùn)好a棒n漸d慌籍1倍0眨9戀m傭楚.偽D土u腰e泥釣t式o序麥t微h剝e患落d務(wù)o喪u撿b蓋l爬e雨劈r浙e桐s認(rèn)t品r紫i筐c樣t熔i技o(jì)略n井s介旅o俱f我撥s書(shū)p宴a籠n鐘啄a某n室d務(wù)嚇b按r廣i牧d掩g氏e晚剖h亮e況i錫g母h選t未,孩共t塌h饞r豬e惜e贏箏s休c輝h皆e王m艦e擠s井蓬a吵r澆e輛誦c襖o奔n滴s挎i綠d察e相r久e蓄d喘澤w盤(pán)h軟i控c訓(xùn)h竟轟i影n糕c助l烘u萌d紫e櫻s銳指t燥h自e涉欣s目c災(zāi)h竄e竄m慣e寬槐o媽f棋崖p覆r脊e逃s蕉t淹r系e殘s透s造e陶d否擇s猴t憲e周e診l大喉t涼r襖u酒s革s兼-知c慘o偉n蠢c箏r張e悠t泥e校灶c鎖o棚m牛p穗o喇s窯i薦t臂e剖秩t層h漁r曾o革u寒g漲h火往c卵o逼n正t亭i惹n娛u重o液u順s彩相r每i聲g醒i避d件迎f斧r今a齒m采e卡姓b秤r企i芽d拆g獻(xiàn)e修海w悉h角i絨c熊h貪捕i挑s叮會(huì)p只r枕o交p羨o蛾s恩e程d富臭i錢(qián)n取半t泰h膊i積s頂悟p國(guó)a狡p黨e縮r隱濕,穩(wěn)坡s唉t允e甘e未l頓-唇c看o欣n播c默r德e眼t廊e棍圾c趨o肌m申p梅o屈s糖i取t茄e頌乞b辨o伐x端欄g發(fā)i辦r阿d稠e耗r容腳l恭o夕w常-忌p窯y只l新o位n旱若c癥a彎b拼l丑e隊(duì)-傍s列t剩a腹y希e廈d烤北b靈r解i里d研g(shù)遍e殲紀(jì)a貝n使d尿趕s饞e蘇l濾f湖-楊a睛n柴c扣h系o兄r床e文d齊顆s踏u靈s胖p愿e歉n篇s診i淺o呈n哭匠b穗r影i牲d貪g亭e學(xué).榴撈A般i辨m已i糾n粉g貓就a勞t兄方t擔(dān)h滾e犬杜p襯r茄e息s銜t帶r沈e碌s異s鎖e足d衛(wèi)蟻s艘t聾e饞e馳l其炕t衣r葉u沸s喪s快-嗽c杠o委n把c尊r香e壞t卸e倡稱c醋o(hù)流m攏p辱o疏s傍i句t煩e水押t努h長(zhǎng)r遣o市u勾g以h挨近c(diǎn)銹o音n站t米i石n濤u扯o捕u岔s膚哀r材i場(chǎng)g院i認(rèn)d暢巧f慣r毀a椒m轎e壇虛b得r頓i怖d察g奪e蜓,離特t頃h欲e槍仇d預(yù)e燕s習(xí)i淚g纖n偵撓i匹d跌e委a狼s毫男a色r驗(yàn)e斷容d油e陸s哭c編r陰i積b買(mǎi)e品d擺,哥勺t即h并e催樓g藍(lán)e蜓n村e(cuò)貝r鍋a憐l啟四l陽(yáng)a允y濫o杯u跑t痰晶a斜n剩d演掌t更h翅e孫褲d靜e小t然a艇i促l威e病d仙戚c啦o練n途s斤t濾r卸u描c柄t部i解o跑n菊禮a倘r友e張尚d氏i烘s昏c錦u殊s補(bǔ)s峽e謙d厭養(yǎng)a鋼n督d漆辯t耀h窯e千瞞m童e導(dǎo)c帆h擱a柱n抬i難c善s愁域p探r仆o潔p玩e萄r幫t政y槳謝a晚n家a但l番y設(shè)s弱i撞s個(gè)在i盼n葬品p徑e嗎r歲i碼o蹲d裂看o忘f極配c告o姨n勁s牛t鑄r盼u順c寸t泳i隨o胃n百乒a漢n雜d安演s位e斷r絕v徹i史c持e辮悉a粥r寸e稀檢a粥l(xiāng)防s出o邀榆m替a組d廣e在精t著o埋凈d架e赤m點(diǎn)o穴n瓣s朱t遷r萌a席t著e京壇t茫h馬e霜抽f傘e粗a份s節(jié)i卷b熟i蹄l趣i殲t肉y兵坡a錫n撿d醋夸r攪e悠a汁s孟o純n意a根b向i錘l外i筐t負(fù)y尺攻o己f無(wú)隱t痰h躍i像s猾壟s矛c悅h剖e葛m干e真揀u午n雁d挪e槐r繭姑g戰(zhàn)i幣v漸e批n蛾脂c瞧o定n瘡d艙i債t斜i連o廊n挽s凱談.Keywords:Navigationclearancelimitation,Buildingheightlimitation,Schemecomparison,Prestressedsteeltruss-concretecompositethroughcontinuousrigidframebridge,Designidea,Constructionfeature,Mechanicspropertyanalysis.1概述橋梁工程發(fā)展到現(xiàn)在，主要有梁、索、拱三種類(lèi)型，通常在100-150米以內(nèi)工程師認(rèn)為選擇梁式、拱式結(jié)構(gòu)橋梁是比較經(jīng)濟(jì)合理的。當(dāng)跨徑大于500米后索結(jié)構(gòu)橋梁被大量的應(yīng)用，斜拉橋、懸索橋都是特大跨徑橋梁中常用的橋型，其建設(shè)費(fèi)用也相當(dāng)昂貴。于是在200-500米范圍內(nèi)，選擇什么樣的橋型能同時(shí)解決結(jié)構(gòu)受力的可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性就成為難題，橋梁設(shè)計(jì)者們常常會(huì)在梁、索、拱三種類(lèi)型中根據(jù)橋位具體情況擇優(yōu)選擇。隨著組合結(jié)構(gòu)的發(fā)展，鋼-混組合橋梁的研究越來(lái)越成熟，作者認(rèn)為在鋼-混組合橋梁中一定可以找到適合200-500米的橋型，在結(jié)構(gòu)上和經(jīng)濟(jì)上達(dá)到雙贏。廣東潮惠高速公路榕江特大橋的方案比選就不失為鋼-混組合橋梁在200-500m跨徑內(nèi)的合理應(yīng)用。本文結(jié)合榕江特大橋三個(gè)橋型設(shè)計(jì)方案：新型的下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁架-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋方案、矮塔斜拉橋方案[1]以及自錨式懸索橋方案[1]，著重闡述了方案一的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，討論了結(jié)構(gòu)總體布置和關(guān)鍵構(gòu)造細(xì)節(jié)，并進(jìn)行了施工和使用階段的力學(xué)性能分析，論證了其在特定條件下的可行性和合理性。2主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)榕江特大橋位于廣東省潮（州）至惠（州）高速公路榕江河段，潮汕民用機(jī)場(chǎng)附近。荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路-Ⅰ級(jí)；橋面寬度：33.5m，其中行車(chē)道寬2×(3×3.75)m；橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年；設(shè)計(jì)洪水頻率：1/300；抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：P1概率50年10%，P2概率50年2.5%。建筑高度受到雙重限制：=1\*GB3①橋下Ⅲ級(jí)航道，通航10000噸海輪，考慮通航凈空、主墩基礎(chǔ)尺寸和防撞設(shè)施的需要，主跨跨度應(yīng)不小于380米，橋下通航凈空不小于38m；=2\*GB3②機(jī)場(chǎng)控高要求的影響：榕江大橋橋位距新建潮汕機(jī)場(chǎng)僅5km左右，主橋大部分位于機(jī)場(chǎng)錐形面內(nèi)，僅潮州側(cè)過(guò)渡墩位于起飛爬升面內(nèi)，控高56m，具體見(jiàn)下圖1。橋面以上建筑高度不得高于機(jī)場(chǎng)控高要求，包括避雷針等。所以橋梁高度受機(jī)場(chǎng)控高要求的限制，潮州側(cè)主墩橋梁控高96.56m，惠州側(cè)主墩橋梁控高109m。圖1榕江大橋橋梁高度控高要求3橋型方案設(shè)計(jì)根據(jù)橋位情況及工程特點(diǎn)，結(jié)合功能、景觀要求，并著重考慮橋位處的雙重限高的要求，榕江特大橋的主橋提出三種橋型設(shè)計(jì)方案：新型的下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁架-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋方案、矮塔斜拉橋方案[1]以及自錨式懸索橋方案[1]。3.1下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋方案該方案為下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋方案（如圖4），為增加可比性，橋長(zhǎng)設(shè)計(jì)與其它兩個(gè)方案相同，主橋跨徑布置為（170+380+170）m，主桁順橋向采用變截面形式，墩頂桁高42m，跨中桁高10m，考慮到斜桿角度，節(jié)間距布置為：12m、10m、7m，橫橋向三片主桁，橫向間距17.5m。橋型特點(diǎn)是懸臂施工，可根據(jù)每個(gè)施工階段的受力情況，適時(shí)在上弦桿內(nèi)張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，以滿足受拉需要；適時(shí)在下弦桿內(nèi)灌注混凝土以及下弦桿之間澆筑與之結(jié)合受力的底板混凝土，以滿足受壓需要。圖4下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋方案 此方案是一種新型下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁架-砼組合結(jié)構(gòu)形式，在滿足限高條件下，造型美觀，自重顯著降低，跨越能力大、施工工藝簡(jiǎn)化，工期縮短，綜合經(jīng)濟(jì)效益高，工廠化制作構(gòu)件質(zhì)量有保證，施工可控則施工質(zhì)量有保證，橋梁結(jié)構(gòu)受力明確合理，可根據(jù)結(jié)構(gòu)在各施工和使用階段不同的受力需要進(jìn)行不同的組合和適時(shí)聯(lián)結(jié)，充分發(fā)揮了鋼和砼兩者的材料優(yōu)勢(shì)，結(jié)構(gòu)性能可靠穩(wěn)定，抗風(fēng)抗震性能好、長(zhǎng)期維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。此橋型的施工必須要求專業(yè)化的施工隊(duì)伍和專門(mén)的機(jī)具設(shè)備，致使其造價(jià)相對(duì)偏高；另外此橋型存在顯性的定期涂漆維護(hù)要求，使其名義維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高，但綜合而言全壽命周期總費(fèi)用低。3.2矮塔斜拉橋方案該方案為雙塔雙索面混合梁矮塔斜拉橋（如圖2），主橋跨徑布置：55m+110m+380m+110m+55m=710m，橋下通航凈空高度38m，橋塔高度受機(jī)場(chǎng)控高限制，塔頂高度（包括避雷針）不能超過(guò)96.56m，其中上塔高45m。主梁采用混合梁形式：主跨及邊跨輔助墩至主塔間部分采用鋼箱梁，其余部分采用砼箱梁，在輔助墩墩頂近主跨側(cè)設(shè)2.5m的鋼砼結(jié)合段，梁高3.5m，采用半飄浮體系，平衡懸臂拼裝施工。圖2主跨380m矮塔斜拉橋方案矮塔斜拉橋從結(jié)構(gòu)受力形式上與梁式橋基本相同，廣泛意義上來(lái)講屬于體外預(yù)應(yīng)力輔助的梁式橋，其經(jīng)濟(jì)跨徑在100m～250m之間。結(jié)合本橋受機(jī)場(chǎng)控高要求的特殊條件，此方案橋面以上索塔高度可以滿足機(jī)場(chǎng)控高要求，雖已超出其經(jīng)濟(jì)跨徑范圍，但技術(shù)相對(duì)成熟，是一可行方案。技術(shù)難度：上塔柱高度有限，為增加斜拉索角度，使得斜拉索在塔柱相對(duì)集中，導(dǎo)致塔柱錨固區(qū)空間狹小，只能在梁段張拉，因此斜拉索安裝、張拉和錨固較困難。斜拉索傾角較小，豎向分力較小，所需斜拉索截面面積增大，不經(jīng)濟(jì)；且水平分力較大，主梁軸力較大，不利主梁穩(wěn)定，受力欠合理。3.3自錨式懸索橋方案該方案為雙塔雙索面混合梁自錨式懸索橋（如圖3）,邊跨不設(shè)置吊索，跨徑布置為:50m+60m+60m+380m+60m+60m+50m=720m。本橋采用兩根平行絲股主纜，預(yù)制絲股法（PWS）施工，單纜為65束127絲φ5.1mm鍍鋅高強(qiáng)鋼絲。在滿足機(jī)場(chǎng)控高的前提下，盡可能提高矢跨比，以減小主纜水平分力對(duì)加勁梁的壓力，所以主跨矢跨比最多只能采用1:9，較一般自錨式懸索橋矢跨比在1/6小。中跨加勁梁選擇自重輕、強(qiáng)度高、抗扭剛度大、抗風(fēng)穩(wěn)定好、有利于結(jié)構(gòu)耐久性的流線型扁平閉口鋼箱梁為主梁截面形式，其余均采用混凝土箱梁。圖3主跨380m自錨式懸索橋方案自錨式懸索橋具有懸索橋線形優(yōu)美柔和、對(duì)地形及地質(zhì)狀況適應(yīng)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，主纜直接錨固在加勁梁上，省去大體積地錨，成為大、中跨度橋梁極具競(jìng)爭(zhēng)力的方案。此方案橋面以上索塔高度可以滿足機(jī)場(chǎng)控高要求，是一可行方案。技術(shù)難度：目前自錨式懸索橋的施工方法均采用支架架設(shè)主梁法，而榕江大橋橋下為了滿足通航的需要，不能搭設(shè)臨時(shí)支架，只能采用臨時(shí)斜拉索成梁，尚屬首次。此方法存在矮塔斜拉橋主梁施工的問(wèn)題，并且需要采用吊桿接長(zhǎng)進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換是本橋的關(guān)鍵性技術(shù)和難點(diǎn)，施工風(fēng)險(xiǎn)高，施工措施費(fèi)高，難度大，后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高。3.4方案比選在通航凈空和橋梁高度雙重限制條件下，廣東榕江特大橋選取了三種橋型方案：矮塔斜拉橋方案已超出其經(jīng)濟(jì)跨徑范圍，且上塔柱高度有限，斜拉索傾角較小，不經(jīng)濟(jì)，水平分力較大，主梁軸力較大，不利主梁穩(wěn)定，受力欠合理。自錨式懸索橋方案采用臨時(shí)斜拉索成梁，尚屬首次，需要采用吊桿接長(zhǎng)進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換是本橋的關(guān)鍵性技術(shù)和難點(diǎn)，施工風(fēng)險(xiǎn)高，施工措施費(fèi)高，難度大，后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高。下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋方案采用預(yù)應(yīng)力鋼桁—砼的組合結(jié)構(gòu)，既有效降低了橋梁高度，又滿足了受力需要，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，推薦采用此方案。橋型下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼連續(xù)剛構(gòu)橋矮塔斜拉橋自錨式懸索橋施工懸臂拼裝施工，工藝成熟,預(yù)制裝配，工期可望縮短20%懸臂施工，存在較多高空作業(yè)，邊跨需要現(xiàn)澆混凝土，工期長(zhǎng).采用臨時(shí)斜拉索成梁，尚屬首次。結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換是本橋的關(guān)鍵性技術(shù)和難點(diǎn)，施工風(fēng)險(xiǎn)高，施工措施費(fèi)高，難度大結(jié)構(gòu)性能利用組合結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，既基本避免開(kāi)裂病害，又能適度降低造價(jià)。斜拉索傾角較小，豎向分力小，所需截面面積增大，費(fèi)材；水平分力較大，主梁軸力較大，不利主梁穩(wěn)定；混凝土主梁可能存在后期開(kāi)裂問(wèn)題。加勁梁必須承受來(lái)自主纜巨大的拉應(yīng)力。養(yǎng)護(hù)維修存在定期外表面涂漆維護(hù)要求，維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較低斜拉索及鋼箱梁需定期養(yǎng)護(hù)，存在麻煩的換索工作，后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高主纜、吊索及鋼箱梁需定期養(yǎng)護(hù)，存在麻煩的換索工作，后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高4下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及關(guān)鍵構(gòu)造細(xì)節(jié)下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計(jì)理念為根據(jù)主跨不同區(qū)段受力需要選用與之相適應(yīng)組合截面(圖6)。即利用鋼桁作為結(jié)構(gòu)的可能受拉部分，可避免結(jié)構(gòu)裂縫；用以混凝土為主的鋼—混凝土組合體作為結(jié)構(gòu)的受壓部分，可減小用鋼量，增強(qiáng)受壓鋼板的穩(wěn)定性，提高主跨結(jié)構(gòu)剛度。本方案1/2主跨結(jié)構(gòu)如圖6所示。分析表明，預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋墩頂區(qū)段以承受負(fù)彎矩為主，截面上緣受拉，下緣受壓（如圖5），因此鋼桁選取預(yù)應(yīng)力鋼箱上弦（在受拉鋼管中設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束構(gòu)造，在建筑結(jié)構(gòu)中已應(yīng)用），下弦桿與混凝土相結(jié)合的截面形式（如圖A-A、C-C）：鋼桁上弦桿受拉（根據(jù)受力要求可以在上弦桿鋼箱內(nèi)設(shè)置適時(shí)張拉的預(yù)應(yīng)力鋼束并灌注固化防腐材料，以有效降低用鋼量并可據(jù)需調(diào)節(jié)鋼桁應(yīng)力至期望狀況），能避免拉應(yīng)力作用下結(jié)構(gòu)開(kāi)裂問(wèn)題；下弦內(nèi)灌注自密實(shí)微膨脹混凝土，并在兩片鋼桁下弦桿之間澆筑與下弦鋼箱結(jié)合的混凝土作為受壓構(gòu)件,可有效減小用鋼量，增大主跨結(jié)構(gòu)剛度并有助于增強(qiáng)下弦桿的受壓局部穩(wěn)定性?？缰袇^(qū)段以承受正彎矩為主，截面下緣受拉，上緣受壓（如圖5），但因?yàn)閼冶燮囱b施工，跨中正彎矩值相對(duì)較小，所以選取鋼桁下弦與鋼橋面板結(jié)合受拉，上弦僅空鋼箱受壓的截面形式（如圖6中B-B、D-D），上弦桿空鋼箱能滿足受壓需要的情況下，不需灌注混凝土。圖51/2跨彎矩包絡(luò)圖圖下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋1/2L結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖6下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋下弦桿構(gòu)造4.1上弦內(nèi)預(yù)應(yīng)力束構(gòu)造墩頂負(fù)彎矩區(qū)段，上弦桿受拉，為了有效降低用鋼量并可據(jù)需調(diào)節(jié)鋼桁應(yīng)力至期望狀況，弦桿內(nèi)可按需配置縱向預(yù)應(yīng)力束，因此為方便張拉預(yù)應(yīng)力束，上弦采用直線變化，并在上弦桿內(nèi)適處布置鋼束分束導(dǎo)向板，方便布束，待張拉完成后，在弦桿鋼箱內(nèi)灌注固化防腐材料（在受拉鋼管中設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束構(gòu)造，在建筑結(jié)構(gòu)中已應(yīng)用）（如圖7）。圖7負(fù)彎矩區(qū)段上弦鋼箱預(yù)應(yīng)力束布置4.24.3下弦構(gòu)造墩頂負(fù)彎矩區(qū)段：在懸臂施工過(guò)程中，適時(shí)下弦桿鋼箱內(nèi)灌注自密實(shí)微膨脹混凝土，并在兩片鋼桁下弦桿之間澆筑與下弦鋼箱結(jié)合的混凝土作為受壓構(gòu)件（懸臂施工安裝桁梁桿件的同時(shí)，適時(shí)安裝下弦桿之間的預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制板作為底模使用并參與受壓）。為了使?jié)仓牡装屙排c鋼桁下弦桿之間形成可靠聯(lián)結(jié)，共同工作，需要設(shè)置BPH剪力聯(lián)結(jié)構(gòu)造（如下圖）。圖下弦BPH剪力聯(lián)結(jié)構(gòu)造中跨跨中正彎矩區(qū)段：在下弦桿的橫向聯(lián)系上鋪設(shè)鋼橋道板；鋼橋道板與下弦桿之間作聯(lián)結(jié)構(gòu)造處理，使橋道板作為受力構(gòu)件參與下弦桿受拉。4.3PBH剪力鍵聯(lián)結(jié)構(gòu)造墩頂負(fù)彎矩區(qū)段：在懸臂施工過(guò)程中，下弦桿受壓，適時(shí)下弦桿鋼箱內(nèi)灌注自密實(shí)微膨脹混凝土，并在兩片鋼桁作為受壓構(gòu)件，同時(shí)，適時(shí)安裝下弦桿之間的預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制板作為底模使用并參與受壓。為了使?jié)仓牡装屙排c鋼桁下弦桿之間形成可靠聯(lián)結(jié)，共同工作，需要設(shè)置BPH剪力聯(lián)結(jié)構(gòu)造（如圖8）。鋼與混凝土之間的剪力連接鍵是鋼-砼組合結(jié)構(gòu)中至關(guān)重要的傳力部件。PBH剪力聯(lián)結(jié)構(gòu)造是在PBL剪力鍵的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是將PBL剪力鍵的開(kāi)孔鋼板用鋼箱本身的加勁肋所代替，將PBL剪力鍵的銷(xiāo)栓鋼筋用設(shè)置于混凝土中的箍筋所代替。PBH剪力聯(lián)結(jié)構(gòu)造更強(qiáng)調(diào)箍筋穿過(guò)開(kāi)孔加勁肋與縱筋形成箍筋骨架，從而保證了弦桿與混凝土聯(lián)結(jié)的可靠性。已有的試驗(yàn)和理論研究[4,5]表明，PBH可以有效的連接鋼箱和砼，在達(dá)到承載力破壞前，鋼箱與混凝土之間幾乎沒(méi)有滑移變形。圖9PBH局部構(gòu)造圖片圖9PBH局部構(gòu)造圖片圖8下弦BPH剪力聯(lián)結(jié)構(gòu)造5主要施工工序=1\*GB3①安裝0號(hào)節(jié)段鋼桁，并將鋼桁與墩頂間實(shí)行墩梁固結(jié)

=2\*GB3②懸臂拼裝鋼桁節(jié)段，適時(shí)澆注底板砼和對(duì)主桁上弦施加預(yù)應(yīng)力

=3\*GB3③懸臂拼裝鋼桁節(jié)段，安裝邊跨正彎矩區(qū)段預(yù)制橋道板，中跨跨中正彎矩區(qū)鋼橋面板，注意橋墩兩邊懸臂重量平衡

=4\*GB3④合攏橋跨，負(fù)彎矩區(qū)段上弦桿內(nèi)灌注固體防腐材料；施工橋面系構(gòu)造6下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋受力性能分析采用平面桿系程序橋梁博士Ｖ3.2.0，建立下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋有限元模型，全橋共劃分351個(gè)單元，182個(gè)節(jié)點(diǎn)，計(jì)算模型如圖6所示。計(jì)算中上述施工工序劃分施工階段；成橋階段考慮收縮徐變2000天，考慮年溫差影響后橋梁整體升溫15度，降溫15度；活載橫向分布系數(shù)、車(chē)道數(shù)及車(chē)道橫向折減系數(shù)按杠桿法計(jì)算得2.197。荷載組合考慮恒載+公路I級(jí)+砼板收縮徐變+溫升，恒載+公路I級(jí)+砼板收縮徐變+溫降。計(jì)算結(jié)果表明滿足結(jié)構(gòu)應(yīng)力滿足規(guī)范要求：表1最大懸臂狀態(tài)控制點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算值(MPa)表2成橋狀態(tài)控制點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算值(MPa)表3不利荷載組合下控制點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算值(MPa)墩頂上弦桿下弦桿豎桿斜桿底板砼截面上緣-68.534.4-68.169.93.89截面下緣-62.261.1-64.657.15.96跨中上弦桿下弦桿豎桿斜桿底板砼截面下緣00000截面下緣00000墩頂上弦桿下弦桿豎桿斜桿底板砼截面上緣-73.657-87.790.64.02截面下緣-4381-63.798.26.11跨中上弦桿下弦桿豎桿斜桿底板砼截面下緣20.3-15.12.2-4.690截面下緣15.1-16.62.2-4.410墩頂上弦桿下弦桿豎桿斜桿底板砼截面上緣-158101-170-1597.73截面下緣-8854-145-1389.97跨中上弦桿下弦桿豎桿斜桿底板砼截面下緣161-5.4810.216.30截面下緣53-15510.16.2706結(jié)論=1\*GB3①方案比選：在通航凈空和橋梁高度雙重限制條件下，廣東榕江特大橋選取了三種橋型方案：矮塔斜拉橋方案已超出其經(jīng)濟(jì)跨徑范圍，且上塔柱高度有限，斜拉索傾角較小，不經(jīng)濟(jì)，水平分力較大，主梁軸力較大，不利主梁穩(wěn)定，受力欠合理。自錨式懸索橋方案采用臨時(shí)斜拉索成梁，尚屬首次，需要采用吊桿接長(zhǎng)進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換是本橋的關(guān)鍵性技術(shù)和難點(diǎn)，施工風(fēng)險(xiǎn)高，施工措施費(fèi)高，難度大，后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高。下承式預(yù)應(yīng)力鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋方案采用預(yù)應(yīng)力鋼桁—砼的組合結(jié)構(gòu)，既有效降低了橋梁高度，又滿足了受力需要，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，推薦采用此方案。=