廣州市海南互通立交橋?qū)儆跂|南西環(huán)高速公路，其主線橋位于R=1 500 m 的圓曲線上，在與F匝道橋相接處跨越廣中大道，與廣中大道的斜交角度約為30°，廣中大道位于廣州市繁華地帶，交通量很大，施工不得影響它的正常運(yùn)營(yíng)。
由于F匝道橋(F匝道橋橋上縱坡為5%，并且緊鄰收費(fèi)站)的限制，致使降低此處主線橋的橋面高程顯得特別重要，不僅可以使F匝道橋線路順暢，不必為下坡而額外展線，而減短橋長(zhǎng)，降低工程造價(jià)，而且可以減小收費(fèi)站的縱向坡度，滿足規(guī)范及使用要求。
這就要求此處應(yīng)采用低高度的橋梁結(jié)構(gòu)，且橋下凈空不能太大。在此處如果采用較小跨度的斜交預(yù)制吊裝簡(jiǎn)支梁方案，雖然設(shè)計(jì)和施工均比較簡(jiǎn)單，但必須在橋墩處設(shè)置斜交長(zhǎng)蓋梁，這在大城市的繁華地帶顯得非常丑陋，是首先應(yīng)該被否定的方案；如果采用大跨正交簡(jiǎn)支梁方案，則跨度必須增大很多，橋梁結(jié)構(gòu)的梁高必然增大，抬高橋面高程，而且主線橋的工程造價(jià)也要大大提高；如果采用較小跨度的現(xiàn)澆連續(xù)梁方案，則必須要有支架，橋下凈空又要增大很多，從而抬高橋面高程。在實(shí)際設(shè)計(jì)中綜合預(yù)制吊裝與支架現(xiàn)澆的特點(diǎn)，采用預(yù)制和現(xiàn)澆相結(jié)合的方案，形成預(yù)制．現(xiàn)澆連續(xù)梁。這樣，既降低了橋梁的結(jié)構(gòu)高度，取消了施工高度，滿足了路線交叉設(shè)計(jì)的要求，又沒有斜長(zhǎng)蓋梁，對(duì)廣中大道的交通影響很小。
1 .設(shè)計(jì)方案及分析模型
a．橋型方案。該段橋梁結(jié)構(gòu)采用(23+3+23)m的斜交預(yù)制．現(xiàn)澆連續(xù)T梁，如圖1、圖2及圖3所示。整個(gè)結(jié)構(gòu)由四部分組成：預(yù)制T型梁；現(xiàn)澆T型梁(含墩頂直接支承的隱形蓋梁)；T型梁間濕接縫；橋面現(xiàn)澆層及防撞墻。邊跨預(yù)制梁長(zhǎng)20.5 cm，中跨預(yù)制梁長(zhǎng)25cm，橋墩頂處2.0 m寬隱蓋梁與兩側(cè)各1.5 m主梁組成的現(xiàn)澆段長(zhǎng)度共計(jì)5.0 m。預(yù)制邊跨梁的吊裝重量為24.0 t，預(yù)制中跨梁的吊裝重量為29.0t。
預(yù)制T型梁的布置間距為1.9～2.1 m，預(yù)制梁頂板寬度為1.5 m，預(yù)制梁高1.4 m，腹板厚度18 cm，在梁底成馬蹄形，腹板在端頭2.7m的范圍內(nèi)漸變到44 cm，這樣處理，既有利于結(jié)構(gòu)受力要求，又有利于處理預(yù)制梁段與現(xiàn)澆梁段之間的連接問題。為了適應(yīng)變寬橋面，在梁間設(shè)置0.4～0.6 m的變寬濕接縫。
10 cm厚的橋面混凝土鋪裝層既可以增強(qiáng)橋面板的局部受力要求，又可以增強(qiáng)各片梁之間的聯(lián)系。
b．施工步驟。① 地面場(chǎng)地制作預(yù)制T型梁段；② 墩位處搭設(shè)支架，在夜間車流較小時(shí)，把制作好的預(yù)制T型梁段吊裝到支架上；③ 在支架上設(shè)模板現(xiàn)澆蓋梁及T梁部分，與預(yù)制T梁形成整體；④ 待現(xiàn)澆混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%后，拆除支架；⑤ 現(xiàn)澆T型梁間濕接縫；⑥ 現(xiàn)澆橋面層及防撞墻。預(yù)制梁段與現(xiàn)澆梁段之間的接頭施工要按新老混凝土的連接要求操作。為了消除混凝土的收縮影響，宜在現(xiàn)澆段混凝土中加入適量膨脹劑。
c．計(jì)算分析模型。結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算應(yīng)模擬施工的全過程，所以計(jì)算分析過程和施工步驟一致，整體計(jì)算具體見圖4。① 將預(yù)制梁吊裝架設(shè)在支架上，其受力狀態(tài)為簡(jiǎn)支梁的受力狀態(tài)，支承點(diǎn)為臨時(shí)支撐線；② 在支架上澆筑現(xiàn)澆段，當(dāng)約束(支架)未拆除時(shí)，預(yù)制梁的內(nèi)力不發(fā)生變化(混凝土的收縮和徐變內(nèi)力很小，此處暫不考慮) 現(xiàn)澆段內(nèi)無(wú)內(nèi)力。此時(shí)，結(jié)構(gòu)體系雖然發(fā)生改變，由多跨簡(jiǎn)支梁變成連續(xù)梁，但結(jié)構(gòu)的內(nèi)力不發(fā)生變化。③ 拆除臨時(shí)約束(支架)，在這個(gè)階段，已形成的連續(xù)梁內(nèi)力進(jìn)行重分布。重分布后連續(xù)梁的內(nèi)力與一般連續(xù)梁的內(nèi)力不同。該連續(xù)梁在二期恒載及活載等其它荷載作用下的受力模式與一般連續(xù)梁的受力模式相同，這些荷載在連續(xù)梁內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力也與一般連續(xù)梁產(chǎn)生的內(nèi)力相同。
以上各個(gè)階段產(chǎn)生的內(nèi)力可采用線性疊加的方法計(jì)算而得。
2. 預(yù)制一現(xiàn)澆連續(xù)梁受力特點(diǎn)的討論
為了討論的方便，假定一個(gè)邊跨為 ，中跨為2L的三跨連續(xù)梁，其現(xiàn)澆段長(zhǎng)為2 x，邊跨預(yù)制長(zhǎng)度為L(zhǎng)-x，中跨預(yù)制梁長(zhǎng)為2L-2x；假定臨時(shí)支承就在預(yù)制段與現(xiàn)澆段相接的斷面上；假定梁的抗彎剛度全橋相等。
在一期恒載作用下，該預(yù)制一現(xiàn)澆連續(xù)梁的彎矩圖如圖5(1)所示?？梢?，墩頂和跨中彎矩與現(xiàn)澆段長(zhǎng)度x有直接關(guān)系。現(xiàn)澆段長(zhǎng)度x越長(zhǎng)，則墩頂彎矩越大，跨中彎矩越小，當(dāng)x= L時(shí)，即預(yù)制段長(zhǎng)度為0，墩頂彎矩達(dá)到最大值
ql2 /2，跨中彎矩達(dá)到最小值0，成為懸臂法施工的連續(xù)梁彎矩圖，如圖5(2)所示；反之，現(xiàn)澆段長(zhǎng)度x越短，則墩頂彎矩越小，跨中彎矩越大，當(dāng)x=0時(shí)，墩頂彎矩達(dá)到最小值0，跨中彎矩達(dá)到最大值
ql2/2，成一般意義上先簡(jiǎn)支后連續(xù)的連續(xù)梁，如圖5(3)所示。在預(yù)制段與現(xiàn)澆段相連接的斷面上，彎矩很小。
在二期恒載及活載等其它荷載作用下，連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，結(jié)構(gòu)的受力模式與一般連續(xù)梁相同，所以受力特點(diǎn)也完全相同。
3 結(jié)論
a．本連續(xù)梁采用預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的施工設(shè)計(jì)方案，兼有預(yù)制和現(xiàn)澆的特點(diǎn)，各取所長(zhǎng)，不同于一般的先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)。把橋面高程在滿足運(yùn)營(yíng)要求的前提下，降底到了最低的高度；在跨廣州市廣中大道的橋墩墩頂避免了長(zhǎng)斜蓋梁；施工方便，最大起吊重量只有29.0 t，支架的數(shù)量不大；在施工過程中對(duì)橋下所跨越道路的正常運(yùn)營(yíng)干擾較?。粚?duì)于斜交的連續(xù)梁，這種方式可以減小斜交的影響。這種預(yù)制．現(xiàn)澆連續(xù)梁不失為一種提高橋梁適應(yīng)性的一個(gè)探討和嘗試。
b．預(yù)制梁段與現(xiàn)澆梁段的長(zhǎng)度可以根據(jù)施工場(chǎng)地的具體情況進(jìn)行調(diào)整；還可根據(jù)其受力特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。
c．由分析計(jì)算可知，預(yù)制梁段與現(xiàn)澆梁段連接處斷面在一期恒載作用下的彎矩值很小，這與一般連續(xù)梁的受力特點(diǎn)不同。但在 二期恒載及活載等其它荷載作用下的受力特點(diǎn)與一般連續(xù)梁完全相同。
d．臨時(shí)支承線的位置對(duì)連續(xù)梁最終的內(nèi)力影響很大，在施工中應(yīng)嚴(yán)格要求，準(zhǔn)確就位；但這種誤差又不可避免，應(yīng)在設(shè)計(jì)中充分考慮這個(gè)影響因素，給出最大誤差限值。
e．預(yù)制梁段與現(xiàn)澆梁段的連接設(shè)計(jì)是該連續(xù)梁設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵構(gòu)造之一，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高安全系數(shù)。該處屬局部構(gòu)造，提高安全系數(shù)后增加工程量不多。
f．對(duì)于斜交橋，現(xiàn)澆段越短，連續(xù)梁的斜交效應(yīng)越小。
g．預(yù)制梁采用T型梁形式，可以降低工程造價(jià)，但在外形上仍感覺不及箱梁。預(yù)制梁采用小箱型梁，還可進(jìn)一步降低梁高。在此處采用鋼梁也不失為一個(gè)有效的方案，但工程造價(jià)會(huì)更高一些。
