1、 常規橋梁設計與思考常規橋梁設計與思考吳海平吳海平20122012年年1212月月為什么要做橋?第一章做什么樣的橋？第二章選什么樣的上部結構？第三章常規橋梁設計與思考常規橋梁設計與思考設計反思與建議第六章預制梁橋設計注意事項第五章橋型方案綜合比選第四章3第第1 1章、為什么要做橋章、為什么要做橋一、功能要求一、功能要求 橋梁是什么？或者說橋梁的主要功能是什么？ 簡單地說，橋梁是供車輛或行人跨越跨越障礙物的人工建筑。河流道路4第第1 1章、為什么要做橋章、為什么要做橋一、功能要求一、功能要求公路橋涵設計通用規范（JTG D60-2004）從地方交通、通航、防洪、防沖刷的角度對橋梁設置提出規定。騮

2、崗涌大橋沙灣道水順子德水道蕉門水西奇洪瀝洋獅道江西樵水道特大橋欖核河沙灣道水德水道蕉西奇洪瀝江李家沙特大橋順德支流甘竹溪特大橋順淺海涌大橋5第第1 1章、為什么要做橋章、為什么要做橋一、功能要求一、功能要求西樵水道特大橋：跨越西樵水道，與廣深港鐵路并行，主橋采用(81+2x140+88+54)m連續剛構，碧水綠田，渾然一體。6第第1 1章、為什么要做橋章、為什么要做橋一、功能要求一、功能要求順德支流特大橋：跨越通航水道，主橋采用102+160+90m連續剛構，簡潔明快，剛健有力。7第第1 1章、為什么要做橋章、為什么要做橋一、功能要求一、功能要求順德支流特大橋：采用高架橋形式穿越桑基圍田，凸顯

3、橋的靈性，呈現出一道靚麗的江南美景。8第第1 1章、為什么要做橋章、為什么要做橋一、功能要求一、功能要求騮崗涌大橋：跨越騮崗涌水道，與廣深港鐵路共用走廊帶，主橋為(75+130+75)m連續剛構，錯落有致，相映得彰。9第第1 1章、為什么要做橋章、為什么要做橋一、功能要求一、功能要求平海大橋，是廣惠東延線項目的控制性工程，橫跨大亞灣東側的范和港，橋址處海域寬約2.3km，遠期規劃通行5000噸海輪。全長2.741km。高高 范和港10第第1 1章、為什么要做橋章、為什么要做橋一、功能要求一、功能要求平海大橋，主橋采用雙塔單索面混凝土斜拉橋，主橋跨徑組合為52+300+152m。主梁橋寬26.9

4、m，采用大懸臂單箱三室近似三角形斷面，主塔采用直柱式。引橋采用43孔50m跨連續箱梁，移動模架法施工。 11第第1 1章、為什么要做橋章、為什么要做橋一、功能要求一、功能要求平海大橋，主橋跨徑組合為（52.5+99.5+300+99.5+52.5）m，總長604m。每側邊跨距主塔中心線99.5m處設一輔墩，以利施工階段的抗風和增加成橋運營階段的結構剛度。12第第1 1章、為什么要做橋章、為什么要做橋一、功能要求一、功能要求東沙特大橋：橋址處為珠江東平水道，該水道為國家級航道、廣州市的主要航道，通航要求高（凈空要求：230X33m，橋跨布置需滿足橋下通航及船撞要求。東平水道芳村番禺13第第1 1

5、章、為什么要做橋章、為什么要做橋一、功能要求一、功能要求東沙大橋：跨越東平水道，采用主跨338m的獨塔空間雙索面混合梁斜拉橋，塔墩梁固結體系，橋跨布置為338m+72m+56m+52m。14第第1 1章、為什么要做橋章、為什么要做橋一、功能要求一、功能要求東沙大橋：跨越東平水道，采用主跨338m的獨塔空間雙索面混合梁斜拉橋，塔墩梁固結體系，橋跨布置為338m+72m+56m+52m。15第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋1、“以橋代路”的提出：u 當無障礙物需要跨越時：一般情況，路基比橋梁便宜。u 但需結合路線方案，對橋梁與路基方案進行綜合比選。研究“以橋代路”的可能性。 二、經濟性要求

6、二、經濟性要求16第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋2、現行規范“以橋代路”的規定：u山區高速公路高路堤與高架橋的比選：公路路基設計規范1.0.7條規定：“當路基中心填土高度超過20m”時，“宜結合路線方案與橋梁構造物或分離式路基作方案比選” 。u軟土地區高速公路：軟土地區如何進行路橋比選，現行公路路基、橋涵設計規范中缺乏明確的規定以及相關說明。 二、經濟性要求二、經濟性要求17第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋3、山區高速高路堤與高架橋的經濟比較：u分別選取中心填高20 m、25 m 的路堤為例,與橋梁進行經濟比對。考慮山區地形復雜多變, 以倒梯形溝谷作為代表溝型進行計算, 山區

7、高速公路代表路基寬度取24.5m。 二、經濟性要求二、經濟性要求18第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋3、山區高速高路堤與高架橋的經濟比較： 二、經濟性要求二、經濟性要求中心中心填高填高20m路堤與橋梁經濟比較表路堤與橋梁經濟比較表方案項目工程數量單價建安費(萬元)備注高路堤路基填方59500m320 元/m3119.0 基底處理30 x98.5x0.8m350元/m311.8 以溝谷底寬范圍內換填碎石土0.8m計土工格柵50 x84.5x5m212元/m225.4 路面以下12m每2m設置一層高填方路基分級填壓(30 x84.5+54x52.5+70 x24.5)x4m23.0 元/m

8、28.5 每級臺階處及路床底增壓4遍蓋板涵98.5m18,000 元/m177.3 設置1-4*3m蓋板涵過人兼過水防護工程70m2,700 元/m18.9 第一級三維網植草，以下采用拱形骨架護坡排水工程70m1,800 元/m12.6 每級平臺設置排水溝，坡面設置急流槽路面工程23.5x70m2420元/m269.1 采用面層18cm厚，總厚89cm瀝青砼路面(含15cm墊層)防撞欄70 x4m250元/m7.0 雙波護欄小計449.6 路堤占地增加7.8畝60,000 元/畝46.7 按非耕地計算總計496.2 高架橋全橋24x70m23,200 元/m2537.6 橋跨采用25m小箱梁計

9、算路橋造價比0.92 高路堤/高架橋19第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋3、山區高速高路堤與高架橋的經濟比較： 二、經濟性要求二、經濟性要求中心中心填高填高25m路堤與橋梁經濟比較表路堤與橋梁經濟比較表方案項目工程數量單價建安費(萬元)備注高路堤路基填方94930m320 元/m3189.9 基底處理30 x116x0.8m350元/m313.9 以溝谷底寬范圍內換填碎石土0.8m計土工格柵56x84.5x7m212元/m239.7 路面以下12m每2m設置一層高填方路基分級填壓(30 x84.5+54x52.5+70 x24.5)x4m23.0 元/m28.5 每級臺階處及路床底增壓

10、4遍蓋板涵116m18,000 元/m208.8 設置1-4*3m蓋板涵過人兼過水防護工程80m2,700 元/m21.6 第一級三維網植草，以下采用拱形骨架護坡排水工程80m1,800 元/m14.4 每級平臺設置排水溝，坡面設置急流槽路面工程23.5x80m2420元/m279.0 采用面層18cm厚，總厚89cm瀝青砼路面(含15cm墊層)防撞欄80 x4m250元/m8.0 雙波護欄小計583.8 路堤占地增加11畝60,000 元/畝65.9 按非耕地計算總計649.7 高架橋全橋24x80m23,250 元/m2624.0 橋跨采用25m小箱梁計算路橋造價比1.04 高路堤/高架橋

11、20第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋3、山區高速高路堤與高架橋的經濟比較：由以上經濟性對比可知：u中心填高20m時，不考慮增加的用地，路橋造價比為0.836；考慮增加的占地費用后，路橋造價比為0.92。u中心填高25m時，不考慮增加的用地，路橋造價比為0.936；考慮增加的占地費用后，路橋造價比為1.04。u考慮到采用高路基方案對環境及周邊發展可能帶來的影響，建議將路橋造價比控制在0.9左右，填土高度設置在20m作為高路堤與橋梁設計分界線比較適當。二、經濟性要求二、經濟性要求21第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋3、山區高速高路堤與高架橋的經濟比較：當然, 由于山區地形復雜多變，

12、環境影響、土方調配等問題應結合具體工點進行具體分析:(1) 地形條件倒梯形溝谷如果溝谷底部更寬(大于30m ), 則顯然填方高度控制在20m作為做路堤或做橋梁分界線也是適合的，主要原因是土石方量有較大的增長；而U型溝谷比倒梯形溝谷的土石方量更大，也是合適的；而對于V型溝谷, 由于土石方量有一定減少，因此其控制高度會有一定增加。 二、經濟性要求二、經濟性要求22第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋3、山區高速高路堤與高架橋的經濟比較：( 2) 土方調配消化挖方, 采用路堤方案是最直接的方式,它能一定程度減少棄方, 間接避免過大棄土場的設置, 從而減少對生態環境的影響, 減少水土流失。但山區高

13、速土方調運經常較為困難，路基填方壓實為保證質量又多選擇在旱季， 使得土石方量大又要求及時的調配相當困難, 成本也是較高的,現實的狀況多為就近借方， 造成部分路段不做橋也是棄方的局面, 因此, 橋梁方案事實上是有一定優勢, 夸大高架橋會引起棄方量過大也是不恰當的。 二、經濟性要求二、經濟性要求23第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋4、軟土地區“以橋代路”的相關研究：軟土地區修建高速公路，面臨著軟基處理深度大、造價高、工后沉降控制困難等許多問題，可以考慮“以橋代路”來解決上述問題。但有必要進行分析研究，以保證工程安全、經濟。劉利群在“以橋代路、以橋代隧”設計新思路探討中的研究認為：軟土路基工

14、程造價受路堤高度、 軟土深度、以及填料來源影響較大,就目前工程造價體系，路基工程造價一般比橋便宜。但綜合考慮施工工期、 路基工程后期養護維修、 土地資源占用、 環境保護等因素,當軟土路基工程造價較高，與橋接近時，一般宜以橋代路；土地資源是一種不可再生的稀缺資源,在路橋方案決策分析中應放在首位考慮。當線路通過高效經濟作物區或城市、 城市近郊時,宜選擇以橋代路。 二、經濟性要求二、經濟性要求5、“以橋代路”的主要影響因素含建安費和養護費用用地面積為主要指標景觀、環保、經濟等第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋二、經濟性要求二、經濟性要求25第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋6、以南二環舉

15、例說明軟土地區路橋比選：u基本概況： 南二環路線全長49.33km，全線橋長33km，橋梁比例達67%。 沿線地基為典型的珠江三角洲軟土，一般軟土厚度在10m，局部最大深度超過20m。 由于橋梁占比高，主要路段均為橋梁與軟土交錯，相當一部分路基為橋頭路段，橋頭路堤填土普遍較高。 全線軟基主要采用排水固結法和復合地基法處理。 二、經濟性要求二、經濟性要求26第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋6、以南二環舉例說明軟土地區路橋比選： 二、經濟性要求二、經濟性要求南二環軟土路段統計表 27第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋6、以南二環舉例說明軟土地區路橋比選： 二、經濟性要求二、經濟性要求

16、南二環軟土路段統計表 28第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋6、以南二環舉例說明軟土地區路橋比選： 二、經濟性要求二、經濟性要求上述軟土路段的工況條件為：(1)軟土處理方式為袋裝砂井和F樁復合地基處理法；(2)路基填土高度610m；(3)填土綜合單價37.2元/m3，袋裝砂井單價為4.5元/m，F樁單價為52元/m，砂墊層80元/m3，土工格柵單價12元/m2，征地按20萬元/畝計。(4) 由于本項目通車不久，工后沉降數據和養護工程費用數據不全，分析時暫未考慮其對工程造價的影響。(5)假定上述軟土路段采用20m空心板橋梁進行代替。29第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋6、以南二環舉

17、例說明軟土地區路橋比選： 二、經濟性要求二、經濟性要求南二環軟土路段路橋造價對比表 30第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋6、以南二環舉例說明軟土地區路橋比選： 二、經濟性要求二、經濟性要求南二環軟土路段路橋造價對比表(續上表) 31第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋6、以南二環舉例說明軟土地區路橋比選： 二、經濟性要求二、經濟性要求不同軟基處理方式路橋造價對比與路堤高度關系曲線 32第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋6、以南二環舉例說明軟土地區路橋比選：上述結果反映：u （1）路堤填土高度對工程造價和路橋造價比有顯著的影響；工程造價和路橋造價比基本隨填土高度增加而增大。u

18、（2）采用袋裝砂井或塑料排水板加固處理軟基時，路堤填土高度未超過 8m，路橋造價比普遍小于 0.65，路堤方案的工程造價相比橋梁方案造價便宜許多；u （3）采用袋裝砂井或塑料排水板加固處理軟基，當路堤填土高度大于 8m，路橋造價比介于 0.67 至 0.72 之間，綜合考慮土地占用資源，借土運距、工后沉降、維修養護等因素，建議進行路橋結構比選； 二、經濟性要求二、經濟性要求33第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋6、以南二環舉例說明軟土地區路橋比選：u （4）采用CFG樁處理軟基的深度超過15m，路堤填土高度大于6m，路橋造價比均大于0.65；當填土高度超過7m時，路橋造價比大于0.8，綜

19、合考慮土地占用資源，借土運距、工后沉降、維修養護等因素，有必要進行路橋結構比選。u （5）袋裝砂井和塑料排水板加固軟基時，加固深度對工程造價和路橋造價比的影響很小；u （6）CFG樁的加固深度對工程造價和路橋造價比有顯著的影響，當軟土路堤高度為 6m，假設要滿足路橋造價比為 0.65，則軟基加固深度必須小于10m。 二、經濟性要求二、經濟性要求34第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋6、以南二環舉例說明軟土地區路橋比選：u （7）工后沉降過大容易導致養護與維修費用有較大的增長，當填土路堤填土高度為6m，發生的工后沉降為 1030cm 時，為保證道路行駛舒適和安全必須及時在橋頭加鋪瀝青養護，

20、養護費用將導致路橋造價比增大約 0.060.18。u （8）公路建設項目土地占地成本是一種機會成本，目前公路工程征地綜合單價普遍低估了土地占用機會成本。u （9）路堤或橋梁結構形式對公路沿線環境影響的差別主要體現在生態環境方面，包括土地占用面積、工程取土、水土流失、道路景觀等，路堤方案造成的不利影響相對要大一些。 二、經濟性要求二、經濟性要求35第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋6、以南二環舉例說明軟土地區路橋比選：u （10）高速公路對經濟發展總量的促進效果明顯；高速公路對增加地方財政和提高人民生活水平具有非常大的作用；高速公路能夠有效加快影響區域的社會經濟發展速度。u （11）橋頭路

21、段和整段連續路堤路段路橋結構比選影響因素的作用規律總體上保持一致，連續路堤路段由于工程造價分析中包含了涵洞和通道等結構物，路橋造價比略有增大。 二、經濟性要求二、經濟性要求36第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋7、路橋臨界造價比的定義：u 路橋臨界造價比，其大小等于某一路段采用路堤方案時的工程建安費與采用橋梁方案的工程建安費之比的臨界值。u 計算工程造價時，不包括運營期維修費用。u 路橋臨界造價比：考慮土地費用時，為0.79；不考慮土地費用時，為0.68。 二、經濟性要求二、經濟性要求37第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋8、路橋造價比的影響參數： 二、經濟性要求二、經濟性要求排水

22、固結法處理時路堤高度對路橋造價比的影響 復合地基法處理時路堤高度對路橋造價比的影響 8638第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋8、路橋造價比的影響參數： 二、經濟性要求二、經濟性要求排水固結法處理時軟基加固深度對路橋造價比的影響 復合地基法處理時軟基加固深度對路橋造價比的影響 1639第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋9、軟土地區“以橋代路”比選總結：u 采用公路工程建安費計算路橋造價比時，臨界路橋造價比為 0.650.69；考慮公路工程建安費和路基工后沉降和養護費用計算路橋造價比時，臨界路橋造價比為 0.800.84。u 當設計路段的路橋造價比大于臨界路橋造價比時，推薦采用橋梁結

23、構方案；否則，推薦采用路堤工程方案。 二、經濟性要求二、經濟性要求40第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋9、軟土地區“以橋代路”比選總結：u 對于擬采用排水固結法進行軟土地基處理的工程，如果填土高度超過8m，軟基加固深度超過20m時，宜考慮以橋代路；u 對于擬采用 CFG復合地基法進行軟土地基處理的工程，如果填土高度超過5.5m，或軟基加固深度超過15m時，宜考慮以橋代路。 二、經濟性要求二、經濟性要求41第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋當線路通過高效經濟作物區或城市近郊，或路堤較高需要占用較多的土地，特別是在大量占用耕地時，需要考慮做橋，“以橋代路”是節約土地資源的最好方法。

24、三、節約用地及環境保護要求三、節約用地及環境保護要求42第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋三、節約用地及環保保護要求三、節約用地及環保保護要求順德高架橋，順水繞村，橋梁長達11公里，保護了農田、村鎮、工廠企業，拓展了城市立體空間。43第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋三、節約用地及環保保護要求三、節約用地及環保保護要求路線采用橋梁方案，繞開油庫、廠房、村莊，近民而不擾民，減少占地與拆遷。44第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋“以橋代路”的采用不但節約了大量土地，而且對于沿線的生態環境也起到了保護作用。按一般填土路堤 1：1.5 邊坡坡率計算，當路堤高度大于 7 米時，四車道高

25、速公路路堤占地面積將是橋梁占地面積的 2 倍以上（見下表）。如果合理選擇橋路方案，可達到減少取、棄土場地、節約土地資源、保護環境的目的。 三、節約用地及環保保護要求三、節約用地及環保保護要求45第一章、為什么要做橋第一章、為什么要做橋三、節約用地及環保保護要求三、節約用地及環保保護要求46第二章、做什么樣的橋第二章、做什么樣的橋一、影響因素一、影響因素1、橋梁的跨徑及長度需滿足所跨越障礙物的要求或其功能需求。u 跨河：河床的寬度、交叉的角度、水位的高低及是否通航等因素，決定了橋梁的跨徑（或長度）及高度。（1）對有泄洪要求的河流，則需要計算流量，由流量的大小計算過水斷面，同時還需得知最高設計水位

26、等，進而控制橋梁的長度和橋高。（2）對有通航要求的河流，航道的建筑限界則決定了橋跨及橋高。通航等級不高的，或河面較寬，且無通航要求的，可考慮采用中小跨徑常規橋梁。47第二章、做什么樣的橋第二章、做什么樣的橋一、影響因素一、影響因素1、橋梁的跨徑及長度需滿足所跨越障礙物的要求或其功能需求。u 跨路：道路的等級、橫斷面形式、交叉的角度以及是否需要考慮景觀等，決定了所建橋梁的跨徑大小、布孔及橋梁的結構形式。（1）被交路等級、橫斷面、中間是否可以落墩，必須根據外業調查收集資料明確，以盡量減少橋梁跨徑。（2）對景觀有較高要求的，應盡量采用現澆箱梁、小箱梁等結構形式。48第二章、做什么樣的橋第二章、做什么

27、樣的橋一、影響因素一、影響因素2、橋梁的長度、形式受到地形的限制。（1）山區路段地形陡峭，應根據橋位處的交通運輸條件、施工機具進出、場地布置等因素，選用占地少、運輸、起吊安裝較易的中小跨徑常規橋梁，盡量避免采用跨徑大于40m的預制結構。（2）山區橋長常受橋頭填土高度的限制。由于斜陡坡上橋頭填土高度較高時，臺前錐坡立不住或需要設置較高的擋墻，故盡量將橋臺設在挖方段。（3）深溝深谷時，考慮采用大跨度橋梁；對于寬淺溝谷，則采用中小跨徑的常規橋梁。 49第二章、做什么樣的橋第二章、做什么樣的橋一、影響因素一、影響因素3、地質條件是決定橋梁孔跨的主要因素之一。地質條件一般影響著橋梁的兩個方面：一是跨徑的

28、選擇，二是結構體系的選擇。（1）地質對跨徑選擇的影響：地質條件較好的山區常規橋梁，基礎較淺，基礎費用相對較少，對橋梁跨徑的比選影響相對不明顯。而地質條件較差時，基礎費用占比加大，應根據占比影響選擇相應結構形式。（2）地質對結構體系的影響：地質條件較差時，地基的不均勻沉降難以避免，選擇簡支體系比連續體系更為合理。 50第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論目前，預制結構橋梁存在3種結構體系： （a）簡支梁結構，不做連續設計； （b）按常規現澆鋼筋砼橋面板和接縫而形成的連續結構（即負彎矩區采用普通鋼筋形成連續結構）； （c）在全長范圍內

29、后張預應力鋼束所形成的連續結構（即負彎矩區采用后張預應力鋼束形成連續結構） 第一種體系（簡支體系）51第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構第二種體系（現澆非預應力連續）第三種體系（后張預應力束形成連續）一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論52第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構從結構性能、基本費用和養護考慮：第一種體系（簡支）效果較差，它沒有利用連續結構的優點。第二種體系屬于連續體系，但它僅僅是對于橋面和梁形成整體后的荷載而言，例如附加恒載、活載和沖擊荷載。因此，這種體系在某些方面具有與第一種體系同樣的缺點，中間接縫處缺乏預應力也是該體系的一個問題，

30、由于沒有預應力，該處橋面板混凝土將會開裂，而隨著裂縫的延伸和變寬，水和其他有害物質將會在裂縫中聚集，其結果是引起一些接頭鋼筋的腐蝕和混凝土剝落，造成混凝土接縫材料老化。第三種體系是3種體系中效果最好的。預應力和初始上供度相對較小，中間支承處的接縫除自重外，對所有荷載而言都是連續的，而且接縫混凝土具有預壓應力。 一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論53第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構u 簡支梁橋是應用最早、使用最廣泛的一種橋型。簡支橋梁構造簡單，最易設計成為各種標準跨徑的裝配式結構。而且簡支梁橋施工簡單，施工工序少，架設方便。在多孔簡支梁橋中，由于各跨構造和尺寸單

31、一，可以簡化施工管理工作，降低施工費用。u 簡支梁橋具有結構簡單，受力明確，不均勻沉降不產生附加次內力等優點,因而適應性強。目前，在國內高速公路上仍大量地采用簡支結構體系橋梁。u 對于簡支結構，目前一般采用橋面連續的方式，而減少伸縮縫的數量，為車輛提供連續的行車道，保證了行車的平穩、舒適。一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后橋面連續橋面連續體系體系54第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后橋面連續橋面連續體系體系橋面連續構造設計：以前對簡支結構的橋面連續結構設計重視不夠，橋面連續容易出現破

32、壞，造成行車不舒適。近年來，經過設計人員對橋面連續構造的改進，加強了施工工藝的研究，橋面連續結構的耐久性也得到了驗證。先簡支后橋面連續體系的采用，也基本上達到了連續梁橋的使用效果。 55第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后橋面連續橋面連續體系體系56第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后橋面連續橋面連續體系體系1、在梁端部翼板上預留一個槽口(寬80cmx深6cm)，露出翼板上層的縱、橫向鋼筋，將一根長160cm的環氧涂層鋼筋焊接在相鄰的兩

33、片梁的翼板縱向鋼筋上；2、為了加強橋面連續附近T梁翼板的橫向承載能力，在翼板翼緣橫向鋼筋的基礎上間隔增加一根12的鋼筋；3、在現澆層內增加一層鋼筋網，間距10cm，順橋向12，橫橋向10；4、在調平層頂面鋸縫，縫寬1cm、深3cm，縫上覆蓋一層寬1m的防水卷材，上鋪瀝青砼。57第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構先簡支后先簡支后橋面連續橋面連續體系體系一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論58第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后橋面連續橋面連續體系體系59第三章、選什么樣的上部結構第三章、

34、選什么樣的上部結構 構造（五）采用半剛性型式的橋面連續結構，用20的滑動傳力鋼筋（失效處理）作為連續鋼筋，橋面鋼筋在一聯長度內通長布置（在連續縫處不斷開），梁縫處橋面鋪裝頂面設假縫，底面設斷縫。 經過實踐，構造（五）的優點在于類似鉸的形式，一般不會形成較大面積的裂縫及破損情況，產生的裂紋也在假縫內產生，梁端橋面鋪裝整體性較強。 近年來，經過設計人員對橋面連續構造的改進，加強了施工工藝的研究，橋面連續結構的耐久性也得到了驗證，先簡支后橋面連續體系的采用，也基本上達到了連續梁橋的使用效果。 一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后橋面連續橋面連續體系體系60第三章、選什么樣

35、的上部結構第三章、選什么樣的上部結構 目前采用先簡支后橋面連續體系的橋梁設計也比較普遍。應用實例一： 廣東省天汕高速公路粵境蕉嶺廣福至梅縣城東段高速公路，30、40米跨徑T梁均采用簡支結構體系，經過檢驗，未發現跳車現象，橋面連續工藝已比較成熟；應用實例二： 廣珠西線二期工程，20、25、30米跨徑結構也均采用了簡支體系，通車兩年來，效果較好。 從廣東全省來看，目前也已形成共識，20、25米跨徑結構已全部采用簡支體系，對于30米跨徑結構，是否采用簡支體系，還沒有達成一致的意見，但已有項目考慮采用簡支體系。一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后橋面連續橋面連續體系體系61

36、第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構 從國內其他省份來看，四川省內的高速公路上預制結構橋梁已基本不采用先簡支后結構連續體系，跨徑從13、16、20、25、30、35、40米的橋跨結構均采用簡支結構體系。從多年來的運營效果上看，簡支結構體系橋梁與先簡支后結構連續體系的橋梁，對高速公路行車的影響已沒有太大區別。 經過了解，四川省預制結構采用簡支橋面連續主要考慮以下幾點： 1、經過多個項目的對比分析，結構連續比橋面連續要增加約10的造價。 2、施工工藝繁雜，結構連續錨頭若設置在橋面板下張拉、施工、檢修困難，若設在橋面鋪裝層內又容易開裂，降低橋梁使用耐久性。 3、針對橋面連續在支點處易

37、開裂的情況，設計時進行了研究改進：采用環氧涂層鋼筋、鋪設SBS防水卷材加強防水等措施。一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后橋面連續橋面連續體系體系62第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構先簡支后結構連續體系的提出：高速公路的迅速發展使得橋梁的數量大幅度增加，而高速度的行車則要求橋梁具有較好的連續性能、較少的伸縮縫構造等。 在高等級公路橋梁中，多孔中等跨徑的橋梁占很大的比重，橋面連續的簡支梁結構體系由于存在橋面容易開裂等缺點而在與連續梁結構體系的競爭中常常處于下風。 但是由于現澆連續梁的施工復雜繁瑣，人們一直希望將簡支梁的批量預制生產和連續梁的優越性能

38、結合起來，用梁或板批量預制生產的方式來加快連續梁的建設速度，以省去繁瑣的支模工序，由此產生了將整跨梁板預制、架設就位后在端部澆筑混凝土并張拉預應力使之連續的“先簡支后連續”施工法，而形成的體系則被稱為“先簡支后結構連續體系”。一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系63第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構先簡支后結構連續體系的優點：先簡支后連續橋梁結構就是兩跨及兩跨以上的預應力混凝土梁通過現澆混凝土形成連續結構，主要優點有以下幾點：1、剛度大、變形小、伸縮縫少和行車舒適；2、簡支梁的預應力鋼束在工廠進行張拉，而負彎矩區的預應力鋼束

39、布置及張拉均在主梁上進行，僅需吊裝設備起吊主梁，減少了施工設備，又能避免張拉預應力鋼束造成地面上的障礙；3、預制梁能采用標準構件，進行工廠化統一生產和管理，有利于技術操作，節省了施工時間，縮短工期，提高經濟效益。一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系64第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系負彎矩區布束方式一（院通用圖）： 采用預應力鋼束承受負彎矩，但錨于梁頂齒塊,齒塊進入橋面現澆層。65第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、

40、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論負彎矩預應力鋼束穿束過程先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系66第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論負彎矩預應力鋼束先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系67第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論負彎矩預應力鋼束先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系68第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論負彎矩預應力鋼束管道先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系69第三

41、章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系負彎矩區布束方式二（部通用圖）：采用預應力鋼束承受負彎矩，但錨于T梁加腋下的齒板上。70第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論負彎矩預應力鋼束波紋管道先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系71第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論負彎矩鋼束張拉端設在橋面板下緣先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系72第三章、選什么樣的上部結構第三章、

42、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論負彎矩鋼束張拉端設在橋面板下緣先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系73第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論負彎矩鋼束張拉端設在橋面板下緣先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系74第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論負彎矩鋼束張拉端設在橋面板下緣先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系75第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論負彎矩鋼束張

43、拉端設在橋面板下緣先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系76第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系負彎矩區布束方式三（廣西院）： 采用預應力鋼束承受負彎矩，在梁肋范圍內頂板開槽平拉錨固。77第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構負彎矩區采用普通鋼筋的可行性分析：為檢驗先簡支后結構連續結構負彎矩區采用普通鋼筋的可行性，對20m和25m小箱梁和30mT梁進行了結構驗算，驗算結構顯示：負彎矩存在較大的裂縫，30m跨徑T梁裂縫寬度超過規范允許值。 形成先簡支后結構連續體系如采用普通鋼筋

44、，雖然設計、施工比較簡單，但由于在負彎矩區段沒有預加力的作用，在后期荷載作用下，該區段的橋面板混凝土極易開裂，橋面板始終處于帶裂縫工作狀態，而且，裂縫是在橋面上，橋面雨水極易進入裂縫，而隨著裂縫的長期發展，加快了橋面板鋼筋的銹蝕速度，嚴重影響結構的使用壽命，所以，目前在國內的先簡支后結構連續體系的設計中，均采用了施加預應力的方式而形成結構連續結構，尚無采用普通鋼筋作為負彎矩受力構件的先例。一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系78第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構負彎矩區采用普通鋼筋的可行性分析：一、上部結構結構體系討論一、上

45、部結構結構體系討論先簡支后先簡支后結構連續結構連續體系體系79第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構預制梁上部結構體系選擇（交通集團專題會議紀要）：1、跨徑25m的預制梁，采用先簡支后橋面連續體系。橋面連續構造參照省內外項目采用病害較少的形式。2、30m跨的預制梁，當橋墩較高時，采用連續剛構體系，在滿足耐久性的前提下負彎矩區可采用普通鋼筋。當橋墩高度較小時，建議采用先簡支后橋面連續的體系。 3、40m及以上跨的預制梁，采用連續剛構體系。負彎矩區采用預應力鋼束，但其張拉錨固方式應進一步研究確定。（目前傾向于在方式二和方式三中選其一。）一、上部結構結構體系討論一、上部結構結構體系討論

46、80第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構二、二、橋梁橋梁上部結構特點分析上部結構特點分析空心板：u 優點：建筑高度低，能適應各種斜度，預制、吊裝方便，工程造價較低、施工便利；u 缺點：在實際運營養護中，空心板存在較難避免的鉸縫脫落、底板開裂通縫、橋面鋪裝開裂剝離、支座脫空等病害。u 原因分析：（1）其原因是空心板的鉸縫砼質量得不到保證，隨著鉸縫砼的壓碎脫落，極易形成單板受力狀態，進而形成板的開裂破壞。（2）即使鉸縫砼質量能得到保證，但在橋梁寬跨比較大時，上部結構呈雙向板受力狀態，而預制板并未考慮橫向受力的配筋，會造成空心板在中線薄弱處產生板底縱向開裂。因此省內部分業主在新建項目

47、中使用空心板都持保留態度。81第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構二、二、橋梁橋梁上部結構特點分析上部結構特點分析小箱梁：u 優點：（1）建筑高度比同跨徑T梁低，有利于降低橋頭路堤的填土高度，在軟土區及缺乏路基土土源的區段采用，有利于降低總體工程造價。（2）與空心板相比，它具有跨越能力強，裸梁結構剛度大、抗扭性能較好，橫向整體性好，且結構連續、行車舒適、后期養護費用低等優點；小箱梁結構穩定，材料用量較少，造價低。（3）從美觀協調看，橋下仰視結構簡潔，效果相對較好。u 缺點：（1）跨徑大的上部結構較重，對吊裝設備要求較高。（2）預制小箱梁先簡支后連續剛構的設置及施工較T梁困難，隨

48、著墩高的加大，橋梁剛構情況將越來越多，預制小箱梁也將越來越不適應。82第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構二、二、橋梁橋梁上部結構特點分析上部結構特點分析梁：u 優點：跨越能力較強，最大跨徑可達50m，具有施工簡單，預制方便，對地面交通影響小，對施工設備沒有特殊要求等。u 缺點：上部結構建筑高度相對高一些，對于縱斷面控制嚴格的地方，因建筑高度較大采用受到限制。從美觀協調看，橋下仰視縱、橫梁密布，比較凌亂，景觀效果較差。83第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構上部結構尺寸對比（院通用圖） 比較項目單位20m空心板20m小箱梁20mT梁25m小箱梁25mT梁30m小

49、箱梁30mT梁35m小箱梁35mT梁40m小箱梁40mT梁基本信息預制梁板高cm95120140140160160190180210200230預制梁板寬cm159260190260190260190260190260190計算板梁寬cm160330240330240330240330240330240現澆砼層厚cm1010101010101010101010指標吊裝重量t3555437555957512095153120二、二、橋梁橋梁上部結構特點分析上部結構特點分析注：本表對比基于六車道整體式路基橫斷面，設計時速100km/h，單幅橋寬16.75m。小箱梁單幅5片梁，預制梁寬2.6m；梁單

50、幅7片梁， 預制梁寬1.9m；空心板單幅10片梁，預制梁寬1.59m。84第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構上部結構梁高對比（院通用圖）20m小箱梁25m小箱梁30m小箱梁35m小箱梁40m小箱梁20m梁25m梁30m梁35m梁40m梁二、二、橋梁橋梁上部結構特點分析上部結構特點分析1.2m1.4m1.6m1.9m1.8m2.1m2m2.3m從上可以看出，梁比同跨徑的小箱梁建筑高度高，對于縱斷面控制嚴格的地方，因建筑高度較大，梁的采用將受到限制。而在軟土區及缺土區段采用小箱梁，則有利于降低橋頭路堤的填土高度，控制總體工程造價。 85第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的

51、上部結構上部結構單片梁吊裝重量（院通用圖）20m小箱梁25m小箱梁30m小箱梁35m小箱梁40m小箱梁20m梁25m梁30m梁35m梁40m梁55噸75噸95噸120噸43噸153噸二、二、橋梁橋梁上部結構特點分析上部結構特點分析從上可以看出，小箱梁比同跨徑的梁單片梁吊裝重，跨徑越大時上部結構越重，對吊裝設備要求較高。故跨徑大于30m時，一般選用梁結構。86第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構上部結構形式綜合比較表二、二、橋梁橋梁上部結構特點分析上部結構特點分析項目T梁小箱梁跨越能力20m50m20m40m適用角度各種斜度斜度一般控制在30適用情況跨度40m時，吊裝重量大適應性

52、強，跨度30m時吊裝重量大景觀性橋下視覺效果稍差，但在山區高墩大跨中，視覺感觀更協調橋下視覺效果好。受力特點截面剛度較大，橫向整體性好截面剛度大，橫向整體性相對稍差施工工藝施工工藝成熟、快速施工工藝成熟、快速使用性能行車平順，后期維護工作較少，可檢性強。行車平順，后期維護工作較少，可檢性稍差。經濟指標相對高較低比較結論推薦：在跨度25m時采用。推薦：在跨徑2025m時采用。87第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構20m跨上部結構經濟指標比較（院通用圖）三、三、橋梁橋梁上部結構經濟比較上部結構經濟比較跨徑跨徑 比較項目比較項目單位單位20m小小箱梁箱梁20mT梁梁20m空心空心板

53、板20m基本信息預制梁板高cm12014095預制梁板寬cm260190159計算板梁寬cm330240160現澆砼層厚cm101010指標混凝土指標m3/m20.4630.4860.583預應力鋼材指標kg/m210.119.9117.58鋼筋指標kg/m278.8299.7 79.8吊裝重量t554336經濟指標元/m21382.41564.81418.9造價比11.13 1.03 相同跨徑不同上部結構比較相同跨徑不同上部結構比較注：本表比較內容僅計入梁體（含預制梁、濕接縫）、現澆層等，不含橋面鋪裝、伸縮縫、防撞欄、排水等橋面系統。88第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構2

54、5m跨上部結構經濟指標比較（院通用圖）三、三、橋梁橋梁上部結構經濟比較上部結構經濟比較跨徑跨徑 比較項目比較項目單位單位25m小小箱梁箱梁25mT梁梁25m基本信息預制梁板高cm140160預制梁板寬cm260190計算板梁寬cm330240現澆砼層厚cm1010指標混凝土指標m3/m20.4850.502預應力鋼材指標kg/m211.4312鋼筋指標kg/m286.9 97.0 吊裝重量t7555經濟指標元/m21469.41600.2造價比11.09相同跨徑不同上部結構比較相同跨徑不同上部結構比較注：本表比較內容僅計入梁體（含預制梁、濕接縫）、現澆層等，不含橋面鋪裝、伸縮縫、防撞欄、排水等

55、橋面系統。89第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構30m跨上部結構經濟指標比較（院通用圖）三、三、橋梁橋梁上部結構經濟比較上部結構經濟比較跨徑跨徑 比較項目比較項目單位單位30m小小箱梁箱梁30mT梁梁30m基本信息預制梁板高cm160190預制梁板寬cm260190計算板梁寬cm330240現澆砼層厚cm1010指標混凝土指標m3/m20.5010.542預應力鋼材指標kg/m215.1 14.2鋼筋指標kg/m287.3698.4 吊裝重量t9575經濟指標元/m21547.711702.58造價比11.10 相同跨徑不同上部結構比較相同跨徑不同上部結構比較注：本表比較內容

56、僅計入梁體（含預制梁、濕接縫）、現澆層等，不含橋面鋪裝、伸縮縫、防撞欄、排水等橋面系統。90第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構35m跨上部結構經濟指標比較（院通用圖）三、三、橋梁橋梁上部結構經濟比較上部結構經濟比較跨徑跨徑 比較項目比較項目單位單位35m小小箱梁箱梁35mT梁梁35m基本信息預制梁板高cm180210預制梁板寬cm260190計算板梁寬cm330240現澆砼層厚cm1010指標混凝土指標m3/m20.5530.598預應力鋼材指標kg/m219.2417.83鋼筋指標kg/m2107.63115.4吊裝重量t12095經濟指標元/m21816.501963.1

57、8造價比11.08 相同跨徑不同上部結構比較相同跨徑不同上部結構比較注：本表比較內容僅計入梁體（含預制梁、濕接縫）、現澆層等，不含橋面鋪裝、伸縮縫、防撞欄、排水等橋面系統。91第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構40m跨上部結構經濟指標比較（院通用圖）三、三、橋梁橋梁上部結構經濟比較上部結構經濟比較跨徑跨徑 比較項目比較項目單位單位40m小小箱梁箱梁40mT梁梁40m基本信息預制梁板高cm200230預制梁板寬cm260190計算板梁寬cm330240現澆砼層厚cm1010指標混凝土指標m3/m20.5750.667預應力鋼材指標kg/m221.5619.81鋼筋指標kg/m2

58、105.1120.9 吊裝重量t153120經濟指標元/m21866.062138.00造價比11.15 相同跨徑不同上部結構比較相同跨徑不同上部結構比較注：本表比較內容僅計入梁體（含預制梁、濕接縫）、現澆層等，不含橋面鋪裝、伸縮縫、防撞欄、排水等橋面系統。92第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構上部結構經濟指標（院通用圖）三、三、橋梁橋梁上部結構經濟比較上部結構經濟比較 比較項目單位20m空心板20m小箱梁20mT梁25m小箱梁25mT梁30m小箱梁30mT梁35m小箱梁35mT梁40m小箱梁40mT梁基本信息預制梁板高cm95120140140160160190180210

59、200230指標混凝土指標 m3/m20.5830.463 0.486 0.485 0.502 0.501 0.542 0.553 0.598 0.5750.667預應力鋼材指標kg/m217.5810.119.9111.431215.1 14.219.24 17.83 21.5619.81鋼筋指標kg/m279.878.8299.7 86.9 97.0 87.3698.4 107.63 115.4 105.1120.9 經濟指標元/m214191382156514691600154817031817196318662138造價比1.03 11.13 1.06 1.16 1.12 1.23 1

60、.31 1.42 1.35 1.55 結論：基于下部結構尺寸相同或相近，僅從上部結構相比較考慮，從以上比較結果可以看出： 20m小箱梁比同等跨徑的T梁、空心板經濟，30m40小箱梁比同等跨徑的T梁經濟，差值基本都在10%左右。93第三章、選什么樣的上部結構第三章、選什么樣的上部結構三、三、橋梁橋梁上部結構經濟比較上部結構經濟比較上部結構比選結論（基于下部結構相近或相同時）：u 對于跨徑2025m的橋梁，推薦首選先簡支后橋面連續預應力砼小箱梁。u 對于跨徑3040m的橋梁，由于墩高較高，為養護方便，常采用墩梁固結的結構形式，而小箱梁設置及施工較梁困難，且后期養護困難、成本高，故推薦采用先簡支后結