・７８・ 北 方 交 通 ２０１３
连续刚构桥成桥预拱度分析
兰先亮 二兀 己
（新疆八方达交通勘察设计研究院，乌鲁木齐８３００１ １）
摘要：针对连续刚构桥下挠严重的问题，合理地设置成桥预拱度非常重要。综合考虑了引起连续刚构桥下
挠的各种因素，采用有限元法计算得到了该连续刚构桥的成桥预拱度，结果可为同类桥梁的设计和施工提供参考。
关键词：连续刚构桥；下挠；成桥预拱度
中图分类号：Ｕ４４５．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１３）０２—００７８—０２
大跨连续刚构桥在施工过程中及后期运营中由
于恒载（自重、二期恒载）、施工荷载（挂篮、吊架）、
预应力以及混凝土收缩徐变、汽车荷载等因素的影
响，导致结构挠曲变形。特别是今年来发现大量同
类型桥梁服役期内超限下挠严重，过大的下挠直接
影响到桥梁结构的安全。因此，为大跨连续刚构桥
设置合理的成桥预拱度就显得尤为重要。本文以某
连续刚构桥为工程背景，综合考虑了引起连续刚构
桥下挠的各种因素的影响，采用有限元法计算得到
了该连续刚构桥的成桥预拱度。
１ 工程概况
１．１ 桥跨布置
大桥桥跨布置为２３０ｍ＋２×４０ｍＴ梁＋（６５＋
１２０＋６５）ｍ连续刚构＋２×４０ｍＴ梁，桥全长４４８ｍ。
其中主桥（６５＋１２０＋６５）ｍ采用变截面预应力混凝
土连续刚构箱梁，引桥采用压应力混凝土Ｔ梁，先
简支后刚构。其中主桥桥型布置详见图１。
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图１大桥整体布置图
１．２ 主桥结构设计要点
主桥上部构造为（６５＋１２０＋６５）ｍ三跨预应力
混凝土连续刚构箱梁，箱梁断面采用单箱单室，根部
梁高７．５ｍ，跨中梁高２．９ｍ，顶板厚２８ｃｍ，底板厚从
跨中至根部由３２ｃｍ变化为１００ｃｍ，腹板从跨中至根 部分两段采用４５ｃｍ、６５ｃｍ、８０ｃｍ三种厚度，箱梁高
度和底板厚度按２次抛物线变化。箱梁顶板横向宽
１６．５０ｍ，箱底宽８．０ｍ，翼缘悬臂长４．３２５ｍ。箱梁０
号节段长１２ｍ，每个悬浇“Ｔ”纵向对称划分为１４个
节段，梁段数及梁段长从根部至跨中分别为６×
３．５ｍ、８×４ｍ，节段悬浇总长５３ｍ。悬浇节段最大重
量为２１２４ｋＮ，挂篮设计自重１０４０ｋＮ。边、中跨合拢
段长均为２ｍ，边跨现浇段长４ｍ。箱梁根部设两道
厚１．５ｍ的横隔板，中跨跨中设一道厚０．３ｍ的横隔
板，边跨梁端设一道厚１．２ｍ的横隔板。主墩墩身
采用单肢矩形截面矩形空心薄壁墩，截面尺寸８．０
×６．５ｍ，壁厚０．７ｍ。主墩承台厚４ｍ，基础采用桩
径２．０ｍ的冲孔灌注桩，基桩按纵向三排、横向三排
布置，每墩共９根桩。
１．３基本设计参数
１．３．１ 主要技术标准
（１）计算行车速度：１００ｋｍ／ｈ。
（２）荷载：公路Ｉ级。
（３）桥宽：整体式路基，路基全宽３３．５０ｍ。桥
梁上下行分幅设置，桥梁宽度为１６．５０ｍ，桥宽布置
为０．５ｍ（防撞护栏）＋１５．５６８ｍ（行车道）＋０．４３２ｍ
（防撞护栏）。
（４）高程：采用１９８５年国家高程基准。
（５）坐标：采用１９８０年西安坐标系。
（６）地震烈度：地震动峰值加速度不大于
０．０５ｇ，作简易设防。
（７）桥面横坡：单向全超高３％（半幅桥）。
１．３．２ 收缩徐变
混凝土收缩徐变的时间按照３０年计算，抗压强
度标准值５０ＭＰａ，外部环境的相对湿度７０％，开始
收缩时混凝土材龄３ｄ。
第２期 兰先亮：连续刚构桥成桥预拱度分析 ・７９・
１．３．３体系温度
根据气象资料，全桥结构体系温度取＋１９℃和
一２８℃，温度梯度作用取值：
正温度梯度：１４ｃＩ＝，５．５℃。
负温度梯度：一７．０℃，一２．７５℃。
１．３．４ 材料
主桥箱梁采用Ｃ５０混凝土，桥面铺装采用Ｃ４０
混凝土，主桥墩身采用Ｃ４０混凝土，全桥的纵横向
以及竖向的预应力钢筋采用 １５．２钢绞线，全桥的
普通钢筋采用Ｒ２３５和ＨＲＢ３３５，结构、材料参数均
按理想状态取值，材料参数详见表１，收缩徐变采用
老化理论修正算法，徐变终值采用１０９５０ｄ。
表１ 材料计算参数表
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２ 有限元模型的建立
本文采用大型通用有限元软件ＭＩＤＡＳ ＣＩＶＩＬ
做该大桥的有限元结构分析。根据施工图设计文件
将大桥离散为相应的节点和单元。大桥计算模型共
划分成１９６个节点、１３１个单元，其中上部结构划分
成７４个单元，下部划分成５７个单元，主梁以及桥墩
均采用空间梁单元来模拟。根据设计文件可以知
道，桥墩嵌入岩层，则在５＃、６＃墩底采用固接的边界
条件，而在主梁两端端部则采用活动铰支座。为了
准确地模拟梁端的支座，根据设计文件的支座刚度
建立相应方向的弹性连接来模拟支座刚度。大桥的
有限元分析模型如图２所示（ＭＩＤＡＳ ＣＩＶＩＬ计算图
示）。
图２ ｍｉｄａｓ分析的计算模型图 ３ 计算结果
３．１ 成桥预拱度设置原则
预拱度设置的原则为：既能保证本合同段内桥
梁成桥线形良好，又能适应桥梁长期运营过程中的
主梁下挠。成桥预拱度主要考虑恒载、施工荷载、预
应力、混凝土收缩徐变以及０．５倍汽车荷载作用的 需要。预拱度确定以施工控制模拟结构分析（理论
值）为基础，考虑既有工程实践情况及不可预见因
素的影响。
３．２ 成桥预拱度计算结果
根据以上所述预拱度设置的原则，利用建立的
大桥有限元分析模型对大桥的成桥预拱度进行了计
算，综合了考虑了恒载、施工荷载、预应力、混凝土收
缩徐变等因素的情况下得到了大桥成桥的预拱度计
算结果，具体的计算结果如表２所示。同时本文根
据所得到的大桥成桥的预拱度计算结果绘制了大桥
的预拱度曲线图。如图３所示。
表２成桥预拱度
节点号 截面号 预拱度节点号截面号预拱度节点号 截面号 预拱度
１ ６ １１ ｌ６ ２ｌ ２６ ３１ ３６ ４１ ４６ ５１ ５６ ６１ ６６ ７ｌ ７６ ８ｌ
图３ 成桥预拱度曲线图
４ 结论
本文综合考虑了引起连续刚构桥下挠的各种因
素的影响，采用大型通用有限元软件ＭＩＤＡＳ ＣＩＶＩＬ
计算得到了该连续刚构桥的成桥预拱度。由计算得
到的结果可以知道，
成桥后跨中截面最大预拱度值 ・８０・ 北 方 交 通 ２０１３
浅谈贝雷栈桥及钢管桩的
施工工艺及结构稳定验算
徐维俊
（辽宁省交通规划设计院，沈阳ｌ１０１６６）
摘要：主要介绍沈阳绕城高速公路北环后丁香大桥湖中贝雷栈桥的施工工艺，并对贝雷桁架及钢管桩进行
结构安全稳定性验算，并针对贝雷桁架及钢管桩的结构特点提出一些施工技术注意事项。
关键词：贝雷栈桥；钢管桩；结构验算；施工技术要求
中图分类号：Ｕ４４５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１３）０２—００８０—０３
１工程概况
沈阳绕城高速公路改扩建工程为双向四车道改
为双向八车道工程，后丁香大桥位于绕城高速北环
丁香湖附近，由于原桥悬浇箱梁部分无法进行旧桥
拼宽，故旧桥维持现状作为扩建后的右幅桥梁，另外
在旧桥边缘北侧新建半幅桥梁作为扩建后的左幅桥
梁，新建桥梁全长２８３０ｍ，跨越丁香湖的桥跨长达
１７００ｍ，桥梁上部结构为预应力混凝土预制Ｔ梁拼
装，下部结构为桩柱式桥墩。
本桥上部Ｔ梁结构可采用架桥机直接架设，施
工快捷简便，因此施工难点主要集中在湖中桩基施
工上，由于丁香湖水深高达６ｍ之上，湖中作业给施
工带来极大不便，并且该处地质主要以砂性土为主，
桩基础长度均较长，如采用筑岛围堰的施工方案需
要运土填湖，土方巨大，造价较高，同时对丁香湖周
围环境破坏较大，因此综合考虑安全、经济、环保等 因素，最终采用钢管桩搭贝雷栈桥的施工方案（如
图１所示）。
图１ 贝雷栈桥实景
随着跨河桥梁的日益增多，贝雷栈桥已成为大
型水上桥梁必备的施工技术，它具有安拆方便、经济
实用的优点，同时兼有运输通道和吊装平台等多项
为１２．４ｃｍ，确保桥梁服役期内保持良好线形。
参考文献
［１］顾安邦．桥梁工程［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２０００． ［２］项海帆．高等桥梁结构理论［Ｍ］．人民交通出版社，２００１．
［３］范立础．预应力混凝土连续梁桥［Ｍ］．北京：人民交通出版社
１９８８．
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｃａｍｂｅｒ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｒｉｇｉｄ Ｆｒａｍｅ Ｂｒｉｄｇｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｓｅｖｅｒｅ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｉｇｉｄ ｆｒａｍｅ ｂｒｉｄｇｅ，ｉｔ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ
ｉｍｐｏ￣ａｎｃｅ ｔｏ ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ ｓｅｔ ｔｈｅ ｃａｍｂｅｒ ｏｆ ａ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｂｒｉｄｇｅ．Ｔａｋｉｎｇ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｔｈａｔ
ｌｅａｄ ｔｏ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｉｇｉｄ ｆｒａｍｅ ｂｒｉｄｇｅ，ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｃａｍｂｅｒ ｄｅｇｒｅｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｉｇｉｄ ｆｒａｍｅ ｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｅｅ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｋｉｎｄ
ｂｒｉｄｇｅｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｉｇｉｄ ｆｒａｍｅ ｂｒｉｄｇｅ；Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ；Ｃａｍｂｅｒ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｂｒｉ
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