陈文
临沂市交通运输执法支队 山东 临沂 276000
摘要：在城市现代化建设与发展过程当中，桥梁建设属于关键性的基础建设工程之一，是高速公路交通连接问题有效缓解的重要方式。预应力混凝土连续箱梁是桥梁建设中常用的桥型之一，为增加对此桥梁结构优势及应用价值的了解、保障同类桥梁的优质建设，本文从预应力连续箱梁的设计理论分析入手，对预应力混凝土连续箱梁桥设计中应注意的问题进行了阐述。
关键词：预应力连续箱梁；设计理论；设计要点
预应力连续梁不仅防震能力强、整体性佳、施工过程简便，同时外形也十分美观，行驶于此类桥梁上的车辆可感受到良好的舒适性。同时此类桥型的设计理论及施工技术已发展至成熟阶段，投入使用后的养护任务量也不大，因而成为了公路桥梁以及铁路桥梁工程中应用率较高的桥型。
1.预应力连续箱梁的设计理论分析
桥梁设计之时，应结合桥梁建设位置及环境状况，对桥型特点、施工所需材料及需应用的技术等内容进行综合分析，从而实现桥梁的安全与高质量建设。此外，还应将施工成本及桥梁美观性纳入考量。在预应力混凝土连续箱梁设计时，桥型布置与构造设计是最终设计是否可行的关键所在。
1.1桥型布置原理
桥型布置有平面及立面布置两种不同的类型。平面布置时需以路线走向与河流、被交线路之间夹角作为布置依据，或是结合桥梁建设处的地质状况以及地形条件而进行布置。桥型布置有多种不同的方式，一是正交布置法，此种布置方法最为简单，且桥梁伸缩缝、墩台均需垂直于主梁的中线。二是斜交布置法，此种方法需结合行车要求而应用，并需确保可实现洪水的有效排出，布置时可选择与主梁中线垂直或斜交两种布置方式。三是曲线布置法，具体可分为反向曲线布置与单向曲线布置两种方法。需根据桥梁径向进行伸缩缝与墩台方向的确定，从而提高内力分析的便利性。
1.2构造设计原理
1.2.1桥梁横截面设计
首先横截面形式分析
桥梁横截面设计时，需结合桥梁跨径、桥梁高度及宽度进行截面形式的确定，同时还应需对整体布置情况、支撑方式以及所使用的施工方式进行分析。桥梁主梁所选择的截面形式是否合理，决定着施工难度、施工成本，同时也会对桥梁重量以及截面的荷载承受能力产生决定性影响。预应力桥梁设计时最为常用的横截面形式主要有三种，一是有板式截面，二是肋梁式截面，三是箱型式截面。其中，箱型式截面具有最佳的抗弯与抗扭曲能力，并且不存在固定式的结构，在悬臂梁施工以及支架现浇施工中均可应用。箱型截面还可细分为单箱单室、双箱单室以及单箱双室三种不同形式，三者的桥宽分别为18m、20m与25m。
其次箱型截面的细部设计
箱型截面设计时，需对底板、顶板以及腹板的尺寸进行分别确定。应根据负弯矩值进行箱梁底板厚度的确定，一般根部底板的厚度值应为梁高的10%-12%，而跨中底部的厚度应介于20至25cm之间。
应根据桥面横向弯矩值进行箱型截面顶板厚度的确定，并应将横纵两个方向的预应力钢筋布置情况纳入考虑范畴。顶板内弯矩是通过顶板两端的翼板进行调节的，翼板的长度应为腹板之间距离的50%左右。横向预应力筋配置时，要使翼板保持良好的外延伸展性。腹板是截面剪力及主拉应力的主要承载结构，而预应力连续桥梁的弯束不仅可降低梁内剪应力，也可有效消除主拉应力。此外，还应根据预应力束的管道布设情况进行已完成钢筋布设及混凝土浇筑的预箱梁腹板厚度的确定。若有预应力管道，腹板厚度应介于2.5-30cm之间，若未设置预应力管道，厚度为20cm即可。此外，还应将承托形式的确定及尺寸的精准测定作为箱梁细部构造设计的重点。科学设计承托形式可增强截面的抗弯折与抗扭曲能力，也可为横纵预应力筋的布设留有充足的空间。既可增强构造的稳定性，也可减小顶板及底板的厚度值。
1.2.2横隔梁设计原理
为提升截面横向强度值，需于支点位置进行横隔梁的设置，除了单箱单室截面之外，其它两种截面形式设计中还需于适合处进行中横隔梁的布设，从而增强构建的稳定性能。采用多箱截面形式时还应增加箱间横隔梁的数量。先设置临时性横向连接，施工完成后再进行支点横隔梁的浇筑是利用顶推法进行箱梁施工的常用手段。支点处横隔梁的尺寸取决于所应用的配筋形式，还与箱梁的支承方法有所关联。若是在梁腹板下进行支承，则只需利用普通钢筋进行横隔梁的配置，且宽度应控制在30至50cm之间。
2.预应力混凝土连续箱梁设计中应注意的问题分析
2.1抗剪问题
抗剪限度是腹板尺寸的判定依据，若是以应力验算进行抗剪限算验算的替代，就算主拉应力可与规定标准相符，但也难以保证抗剪截面尺寸与规定一致，因而会引发裂缝问题。因此，应精准验算抗剪限度及抗剪截面尺寸。而在未进行抗剪截面尺寸验算的前提下，利用腹箱数量增加的方法提高主拉应力，并增强斜截面抗剪强度也会引发裂缝问题出现。这是因为抗剪钢筋的筋箱率超过限定标准后，抗剪能力将不会再持续提升，并且截面尺寸过低且斜缝宽度增加时，会引发斜压破坏问题。因而增大钢筋并不是理想的抗剪能力提升方法，而是应适当增加截面尺寸。此外，抗弯与抗剪的横向分布增大系数相同，也是导致腹板斜裂缝出现的主要原因。若使用的是独柱墩，受到偏转力作用时会使腹板发生扭转或变形问题。
2.2齿板锚后拉应力问题
在预应力连续箱梁跨径范围在40-60m之间时，需将齿板设置于底板处，这会因腹板抗剪能力下降而出现结构破坏问题。因此，设计时应控制好锚固预应力钢束吨位，应将在底板处做好压应力储备，不可于拉应力区进行锚固预应力钢束的设置，且不可于施工缝处进行锚固断面设置。
2.3径向力问题
径向力是导致预应力连续箱梁合并后出现纵向裂缝的主要原因。因此设计时，应确保箱梁底板厚度为最大波纹管外径的300%，并应于腹板上进行钢束布设，且应增加底板上的横向钢筋，并加设防崩钢筋，此外，还需加强对合拢高度差的控制。
结语：预应力连续箱梁桥因其设计理论相对成熟且施工技术不断优化，因而得到了桥梁建设单位的青睐，但在桥梁设计时应科学进行桥型布置及构造设计，通过提升设计的科学性而有效避免桥梁施工中出现抗剪问题、齿板锚后拉应力问题以及径向力问题。
参考文献：
[1]唐术熙.预应力混凝土连续大箱梁桥设计[J].城市道桥与防洪,2020,No.259(11):13+90-92+98.
[2]卫菊瑞.预应力混凝土连续箱梁桥设计与施工探讨[J].科技创新导报,2017,19(14;416):48-49.