湖北省交通规划设计院江城分院 湖北武汉 430058
摘要：公路桥梁是横向跨越30米以上空间的各类结构形式。随着中国经济的发展，长桥的建设在20世纪末达到了顶峰。大跨径桥梁的类型多种多样，包括斜拉桥、悬索桥、拱桥、悬臂桁架桥和全缆桥、电缆桥，固定的两个悬索桥混合系统桥、电缆桁架桥和其他新型桥。世界上最大的悬索桥是建于1998年的明石海峡大桥（主跨1991m），以及世界上最大的斜拉桥日本塔塔拉桥（主跨：890m），建于1999年。悬索桥是伦阳市长江上的公路桥梁，主跨1490m，居世界悬索桥第三位。湖北荆州长江公路大桥是世界上第三座主跨为500m的斜拉桥和第二座预应力混凝土斜拉桥。当前的桥梁技术已经能够解决现有问题，但是随着桥梁跨度的不断增加，它们正在向更长，更大和更灵活的方向发展，以确保稳定性、耐用性、易操作性和易构造性。
关键词：公路桥梁；大跨度；桥梁设计
引言
设计桥梁工程结构的过程是一种处理桥梁结构的安全性（可靠性，耐久性）、适用性（功能要求和易操作性）、经济性（包括建筑和维护成本）的方法。在传统的桥梁结构设计中，设计人员需要根据设计要求和实际经验制定设计计划，参考类似的桥梁工程设计，然后计算强度、刚度和稳定性。但是，由于设计者经验的限制而确定的最终解决方案通常不是理想的最佳解决方案，而只是在有限数量的解决方案中接近最佳解决方案的可行解决方案。桥梁结构优化理论是传统桥梁结构设计理论的重大进步，也是现代桥梁设计的目标。设计计算中包括的所有定量部分均表示为变量，以构成所有结构设计的可行系统域，前提是满足规格和法规要求，并使用数学方法根据预定要求构建最佳系统。
1大跨度预应力混凝土桥梁施工概述
无论是从技术成熟度的角度分析，还是从施工实现程度的控制，以及基于建设成本和实际使用寿命等综合分析，大跨度预应力混凝土桥梁都是一个非常重要的选择。从目前的桥梁建设趋势来看，大跨度是一个基本的技术发展方向，大跨度桥梁技术的发展可以解决跨度较大的交通问题，其实际应用领域非常广阔。预应力混凝土设计综合考虑了桥梁承载力以及施工成本，使整个桥梁在应用价值和性价比方面都有较好的表现。在实际的施工中，需要根据设计内容对桥梁的具体施工程序和细节加以完善，并体现在各操作环节。由于整个施工过程周期较长，因此还要针对不同的地理气候条件，进行必要的调整。尤其在技术的准备上，要制订各种应对预案，确保施工的质量和效率都能够得到有效保障。
2公路桥梁中大跨度桥梁设计
2.1做好大跨度预应力混凝土桥梁的防腐、防锈工作
在施工工程中，要选择性能和质量均满足规格和标准的钢筋及钢绞线，采用符合要求的防腐、防锈涂料对钢筋及钢绞线的必要部分进行处理，这些基本的操作能够提升钢筋及钢绞线被动防护能力，降低锈蚀发生的概率。还可以选择电化学防腐技术对大跨度预应力混凝土桥梁钢筋及钢绞线进行防腐蚀处理，该方法能够取得更好的防护效果。如果已经施工完成无法更换的钢筋出现一定程度的锈蚀，应该采取喷砂办法进行钢筋除锈，并在锈蚀部位增加钢筋，以提高整体的预应力强度。
2.2大跨度钢桁梁柔性拱桥明桥面无缝线路计算分析
钢桁梁柔性拱桥既具备连续钢桁梁承载能力大，又具备钢箱梁跨越能力强、刚度大、抗震性能良好等优势，其特殊结构广泛应用于大跨度铁路桥梁设计。近年来，各国修建了大量钢桁梁柔性拱桥，如主跨297m的美国赫尔盖特桥、主跨503m的澳大利亚悉尼港大桥等。
我国修建的大跨度钢桁梁柔性拱桥有：主跨168m的京沪高铁济南黄河特大桥、主跨220m的厦深铁路榕江特大桥、主跨336m的沪通铁路天生港特大桥以及主跨336m的京沪高铁南京大胜关长江大桥。与普通桥梁相比，钢桁梁柔性拱桥的结构更复杂，其细长比随着桥梁跨度增加而增加；另外，由于拱桥的特殊结构，其变形也较复杂。因此，早期的大跨度钢桁梁柔性拱桥均铺设具有较强基础变形适应能力的有砟轨道。随着无砟轨道技术的进一步完善和施工控制水平的提高，一些大跨度钢桁梁柔性拱桥开始铺设明桥面无砟轨道，也带来了新的技术挑战。因此，有必要对大跨度钢桁梁柔性拱桥铺设无砟轨道无缝线路的受力和变形规律开展研究。无缝线路计算模型采用ANSYS软件建立全桥有限元模型。钢桁梁和钢轨均采用BEAM188单元模拟，吊杆采用LINK8单元模拟。为了消除边界条件影响，两侧钢轨各伸出桥外200m，钢轨两端采用全约束。扣件间距1m，采用COMBIN14线性弹簧单元模拟扣件的横向和垂向刚度，其大小分别为50kN/mm和35kN/mm，扣件纵向阻力采用COMBIN39单元进行模拟。除纵梁外，所有钢桁梁均连接于公共节点。对于纵梁断开的处理，采用约束方程形式，保证断开纵梁两端具有相同的垂向位移，使纵梁间只传递剪力，不传递轴力和弯矩。对于大跨度钢桁梁柔性拱桥桥上无缝线路，采用小阻力或超小阻力扣件可大幅降低钢轨附加力，但制动力作用下的钢轨附加应力较大，不满足钢轨强度检算要求。因此在大跨度钢桁桥上铺设无缝线路必须设置钢轨伸缩调节器；在大跨度钢桁梁柔性拱桥桥上设置钢轨伸缩调节器可以有效降低钢轨应力，且钢轨伸缩调节器的伸缩范围应该根据桥梁的最大可能伸缩位移。
2.3大跨度桥梁施工中菱形挂篮悬臂浇筑施工技术
首先是菱形挂篮加工及试拼。加工时，可将菱形挂篮拼装其中，操作过程中应重点关注以下内容：1.菱形挂篮所有构件的尺寸都应执行既定标准，不能对其做出任何调整，同时构件所用的材料也不得更改。2.加工螺栓孔洞时，最好借助数控切割机等设备，以确保拼接操作的精准性。3.焊缝的处理务必高效精细，由于菱形挂篮的类型较多，在具体加工过程中可对其进行精细划分，同时科学选择所需材料，切忌使用锈蚀或破损的材料，从而最大程度保障具体操作与国家相关标准的一致性。4.焊缝的焊接应严格遵循相关标准，特别是焊条的型号等，务必要与既定标准保持一致。5.菱形挂篮的试拼，通常涉及到底篮、主桁、中下纵梁、后下横梁、前上横梁以及连接系等多个部分。6.具体操作中，严禁使用尺寸误差较大的构件，同时还应规避过大螺栓孔洞的加工，以免出现非弹性变形较大的不良情况。7.待所有部位的试拼完成后，应及时验收，达到既定要求方可实施安装。其次是验收挂篮。验收环节一般在菱形挂篮试拼达标后进行，验收工作应由施工方和监理部门共同开展，具体包含以下验收内容：菱形挂篮各个构件的加工要求是否与既定标准一致；检验焊缝时，应重点关注其超声波探伤以及焊条型号等；对于施工中所使用的菱形挂篮材料，应确定其是否符合既定国家标准，能否有效规避可能存在的锈蚀问题；严格测定菱形挂篮主桁立柱的垂直度以及滑道高差等；重点关注锚固相关内容，例如锚固深度和锚固体系等。需要注意的是，验收应以菱形挂篮拼装操作中的相关指标为准。
结语
综上所述，桥梁建设在整个经济和社会的发展中有着非常重要的影响，是实现公路铁路等地面交通不可或缺的组成部分。大跨度预应力混凝土桥梁在所有桥梁建设中属于较为常见和有一定技术难度的项目，在实际的施工过程中，需要对施工控制技术进行完善和强化，以最大限度地保障工程施工质量。其核心在于对关键的环节和细节进行全面掌控，包括各个影响因素以及具体技术的采用，都需要得到充分重视，这样才能确保施工质量。
参考文献：
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