摘要：本文主要结合某大型桥梁实际情况及设计标准，阐述了该桥结构设计方案，并针对大跨径梁桥的常见病害，对本桥的设计存在问题提出有针对性的措施，以供参考。 关键词：桥梁；结构设计；病害；措施
Abstract: this paper a large bridge actual situation and design standards, this paper expounds the bridge structure design, and in the light of long-span bridge common disease of this bridge design problems put forward some measures to for reference.
Keywords: bridge; Structure design; Diseases; measures
中图分类号： TU318文献标识码：A 文章编号：
某大型桥梁位于城市南部，全长1398m，桥位处河流主河道宽约650m，辅河道宽约700m。根据前期勘测和初步设计评审意见，该桥采用主跨138m的刚构-连续组合体系，引桥采用先简支后连续刚构T梁方案。主桥采用单薄壁墩，引桥采用独柱T型薄壁墩；基础均采用钻孔灌注桩。
1 技术标准
(1)公路等级：二级公路；(2)桥梁设计荷载：公路-I级；(3)设计行车速度：80km／h；(4)桥梁宽度：桥宽12.0m，行车道宽：2×3.75m；(5)设计洪水频率：特大桥：1／300；(6)地震动峰值加速度值：0.05g；(7)风荷载：基本风速为24m／s。
2引桥结构设计
2.1 引桥上部结构
采用30m及40m先简支后连续刚构T梁，30mT梁梁高185cm，40mT梁预制梁梁高230cm。桥面宽12.0m，梁间距2.35m，一孔共5片梁。T梁预制后吊装施工，待安装就位后现浇整体化层、湿接缝及现浇连续段，并张拉负弯矩钢束形成结构连续。全桥桥面设2.0％单向横坡，通过T梁翼板斜置形成。
2.2 引桥下部结构
引桥桥墩均采用实心薄壁式T形墩，墩高7m-39m，墩柱宽度均为3.6m，依据墩高、水深及船撞风险，桥墩构造分别为：140cm厚墩身配两根D160cm桩基、180cm厚墩身配两根D2OOcm桩基、210cm厚墩身配两根D220cm桩基。桥墩盖梁内设置横桥向预应力,桥墩桩基均为钻孔灌注嵌岩桩。
3主桥结构设计
3.1 主桥上部结构
主桥跨径组合为66m+120m+2×138m+120m+66m，为预应力砼刚构-连续箱梁组合体系。箱梁梁高和底板厚度均按1.8次抛物线设计。采用单箱单室预应力砼结构，120m跨梁高从跨中3.1m变化到主墩根部的7.0m；138m跨梁高从跨中3.1m变化到主墩根部的8.0m；两侧悬臂为2×2．8m，悬臂板根部厚度为80cm；底板宽6.0m，顶板宽11.6m；120m跨箱梁底板厚度从30cm变化到根部80cm(根部O#梁段采用直线变化加厚到120cm)；138m跨箱梁底板厚度从30cm变化到根部90cm(根部O#梁段采用直线变化加厚到120cm)；腹板厚度采用40cm、60cm及90cm三种厚度(90cm厚度仅用在O#梁段)，中间设过渡段；O#段腹板厚度均为90cm，底板厚均为120cm。上部结构典型截面见图1。
图1上部结构典型截面(单位：cm)
要注意的是，由于次中跨(120m)和正中跨(138m)的不对称，悬臂现浇分块时，若按单个T构全对称设计，边跨现浇段长度将达到14m。但是，由于现浇段处河床以上墩高达41.5m，且该处基岩裸露，现浇段支架施工难以实施，故考虑用吊架施工。计入2m合拢段后，吊架施工长度将达到16m，梁段总重达440t，吊架设备要求太高，施工投入太大，亦难以实施。这样，为减小边跨现浇段长度，保证施工方案经济可行，在边跨T构悬浇阶段加设一个不平衡梁段，施工时另一端利用配重保证T构悬浇时的平衡。
3.2 预应力体系
箱梁设置纵向、横向和竖向的三向预应力。(1)纵向预应力：设置了顶板束、底板束和腹板束。钢束型号采用直径15.2mm-12、直径15.2mm-15、直径15.2mm-17和直径15.2mm-19钢绞线，除边跨顶板束采用单端张拉外，其余钢束均采用两端张拉。每束张拉力分别为2344kN、2930kN、3320kN和3711kN，锚具分别采用15-l2锚具、l5-l5锚具、l5-l7锚具和15-l9锚具。(2)横向预应力：横向预应力钢束采用直径15.2mm-3钢绞线，一端锚固，一端张拉，相邻两根钢束采用交错张拉锚固，每束张拉力为586kN。管道采用金属波纹管成孔。固定端锚具采用15PB-3锚具，张拉端锚具采用15B-3锚具。(3)竖向预应力：箱梁竖向预应力钢筋采用JL32高强精轧螺纹粗钢筋，钢筋标准强度为 ，张拉力为673kN。管道用预埋铁皮管成孔。为防止竖向预应力松弛，竖向预应力采用两次张拉工艺。
3.3 下部结构设计
主墩为单薄壁箱形墩，墩身壁厚均为60cm。为加强墩身防撞能力，各主墩墩身内承台顶面以上20m范围内填充砼片石。主桥中间2#-4# 主墩为墩梁固结刚构墩。墩身横向宽6.Om，纵向宽4.0m，承台厚为4.0m，封底砼厚0.8m，承台配6根直径2.2m的钻孔灌注桩基础。
主桥外侧l#、5# 主墩为墩梁分离连续墩。墩身横向宽6.0m，纵向宽3.5m，承台厚为3.5m，封底砼厚0.8m，承台配6根直径2.0m的钻孔灌注桩基础。
过渡墩采用实心薄壁式T形墩，墩柱宽度为3.6m，墩厚230cm，配4根直径2.2m桩基，承台厚度为3.5m(从防撞角度考虑，过渡墩尺寸适当加大)。墩顶设置挑臂式盖梁，盖梁内设置横桥向预应力。
桥墩桩基均按嵌岩桩设计，施工时严格清孔要求，桩底沉渣厚度均不大于5cm。
4连续刚构常见病害原因
大跨径的梁式桥经长时间使用后，常出现梁体跨中下挠，腹板出现斜裂缝等常见病害。跨中下挠主要因砼收缩徐变引起。早前的设计过分追求结构的轻型化，由此导致构件较薄，混凝土的应力高，而徐变变形又与应力正比。同时箱梁的板件越薄，理论厚度越小，徐变系数则越大，后期徐变变形也就越大。从某种意义上说，结构的过分轻型化加大了砼梁桥的徐变变形，从而加大了跨中梁体下挠。
腹板出现斜裂缝的主要原因在于砼主拉应力过大。一方面，从上世纪90年代，在箱梁桥的设计中，较普遍地取消弯起束，而用纵向预应力和竖向预应力来克服主拉应力。这样做方便施工，可以减薄腹板的厚度。但精轧螺纹钢竖向预应力筋不可靠，有效预应力不易得到保证，腹板易出现斜裂缝。另一方面，一般的平面计算中仅考虑竖向和纵向来计算主拉应力，未计入横向应力的影响，这使得主拉应力计算值较实际偏小，导致腹板易出现斜裂缝。
5 常见病害处理措施
针对上述大跨梁桥常见病害及原因，本桥设计中采取了以下几点改进措施：
(1)适当加大箱梁梁高。箱梁墩顶根部梁高高跨比为1/17.3，跨中梁高高跨比为1/44.5，梁高较以前的设计均做了适当提高。墩顶梁高加大后，跨中弯矩减小，有助于减小跨中截面的应力水平。同时，跨中梁高加大，不仅加大了截面刚度，跨中构件理论厚度也加大，相应徐变系数则小。这均有利于减小后期砼的收缩徐变效应。
(2)加大跨中下缘压应力储备。跨中下挠常与底板横向裂缝一起发生，并相互影响、恶化。适当加大跨中下缘压应力储备，防止徐变下挠内力重分布引起跨中弯矩加大而导致底板出现横向裂缝。
(3)优化预应力布置，使截面高度方向压应力尽可能均匀布置。这样可使主梁受力尽可能接近轴压构件，砼徐变以轴向为主，有助于减小对跨中下挠的影响。
(4)控制主拉应力水平。适当增加腹板厚度，加设腹板弯起钢束，在不计入竖向预应力效应时，保证腹板主拉应力不超过规范限值0.4 。
(5)加强施工措施。设计文件中要求砼张拉龄期不少于5d，以减少后期预应力损失。预应力张拉采用真空压浆工艺，以保证预应力的有效性。
参考文献:
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[3]贾丽巍,吕展声.预应力混凝土连续梁桥裂缝的防治[J].中南公路工程,2003,28(1):74-75.
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