關(guān)鍵詞： 橋梁工程；懸臂梁橋；連續(xù)梁橋；設(shè)計(jì) 

　　0 引言 

　　懸臂梁橋指的是以一端或兩端向外自由懸出的簡(jiǎn)支梁作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的梁橋。懸臂梁橋可分為單懸臂梁橋、雙懸臂梁橋、多孔懸臂梁橋、帶掛孔的T形懸臂梁橋等多種形式。在工程上最常用的懸臂梁橋是單懸臂梁橋、雙懸臂梁橋兩種。單懸臂梁是簡(jiǎn)支梁的一端從支點(diǎn)伸出以支撐一孔吊梁的體系。雙懸臂梁是簡(jiǎn)支梁的兩端從支點(diǎn)伸出形成兩個(gè)懸臂的體系。懸臂梁橋由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的卸載作用，跨中彎矩大大減��；由于彎矩圖面積減小，跨越能力增大；靜定結(jié)構(gòu)對(duì)地基要求不高；由于跨中有接縫，行車(chē)條件不好。兩跨或兩跨以上連續(xù)的梁橋，屬于超靜定體系。連續(xù)梁在恒活載作用下，產(chǎn)生的支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中正彎矩有卸載的作用，使內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理，因而梁高可以減小，節(jié)省材料，且剛度大，整體性好，超載能力大，安全度大，橋面伸縮縫少。續(xù)梁橋是中等跨徑橋梁中常用的一種橋梁結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是其主要結(jié)構(gòu)形式，它具有接縫少、剛度好、行車(chē)平順舒適等優(yōu)點(diǎn)，在30～120m跨度內(nèi)常是橋型方案比選的優(yōu)勝者。懸臂和連續(xù)梁橋與簡(jiǎn)支梁橋相比較，其由于支點(diǎn)處負(fù)彎矩的存在，使跨中正彎矩顯著減小，所以可以減小主梁的高度，從而可減少材料用量和結(jié)構(gòu)自重，結(jié)構(gòu)自重的降低又可減小恒載內(nèi)力，這是懸臂和連續(xù)梁橋具有更大跨越能力的原因。然而，由于支點(diǎn)處負(fù)彎矩的存在，使得梁體的上翼緣受拉，懸臂梁橋和連續(xù)梁橋如果采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，該區(qū)段內(nèi)將不可避免地出現(xiàn)裂縫，雨水容易侵入梁體而影響橋梁的耐久性。所以，懸臂梁橋和連續(xù)梁橋較少采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而多采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，特別是高等級(jí)公路的迅速發(fā)展，對(duì)行車(chē)平順舒適提出了更高的要求。連續(xù)梁橋以其整體好、結(jié)構(gòu)剛度大、變形比較小、抗振性能好、主梁變形撓曲線平緩、伸縮縫少和行車(chē)平穩(wěn)舒適等顯著優(yōu)點(diǎn)而得到迅速發(fā)展。尤其是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在60～150m跨徑范圍得到廣泛應(yīng)用。 

　　1 懸臂梁橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 

　　將簡(jiǎn)支梁的梁體加長(zhǎng)，并越過(guò)支點(diǎn)就成為懸臂梁，在工程上也稱(chēng)為伸臂梁，習(xí)慣把懸臂梁的主跨稱(chēng)為錨跨，而伸出有懸臂的孔跨稱(chēng)為懸臂跨。懸臂體系梁橋一般至少有三孔，除了懸臂梁以外，還可以設(shè)置支撐于懸臂梁牛腿上的掛梁，以實(shí)現(xiàn)更大的橋梁跨徑。單孔雙懸臂梁橋的中孔為錨固孔，兩側(cè)伸出的懸臂直接與路堤銜接，可以省去兩個(gè)橋臺(tái)，但需要在懸臂端部設(shè)置鋼筋混凝土的橋頭搭板，以利于行車(chē)舒適。單孔雙懸臂梁橋多用于跨線橋，中孔的長(zhǎng)度由橋下凈空要求確定，我國(guó)應(yīng)用較少，一般采用無(wú)橋臺(tái)斜腿剛構(gòu)橋替代。帶掛梁的三跨單懸臂梁橋，常用于在跨越城市河道的橋梁中，其邊孔為錨孔，邊跨可以做得比較小。懸臂梁橋一般為靜定結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力不受基礎(chǔ)不均勻沉降、溫度變化等因素的影響。在多孔橋中，在墩上只需要設(shè)置一個(gè)支座，從而相應(yīng)地減小了橋墩的尺寸，也節(jié)省了基礎(chǔ)工程的材料用量。懸臂梁橋盡管在受力上比簡(jiǎn)支梁合理，可以適應(yīng)更大跨越能力的需要，但其正彎矩和負(fù)彎矩區(qū)段范圍內(nèi)往往構(gòu)造較復(fù)雜，給設(shè)計(jì)和施工均帶來(lái)很大麻煩。工程實(shí)踐證明，如果采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在負(fù)彎矩區(qū)段還將不可避免地出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響工程的使用壽命。預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁橋，雖然可以避免開(kāi)裂的危險(xiǎn)，并可以采用懸臂法施工，但施工中必須采取臨時(shí)固結(jié)措施。由于懸臂梁端與掛梁銜接處的撓曲線會(huì)產(chǎn)生不利于行車(chē)的折點(diǎn)，在行車(chē)舒適方面不如連續(xù)梁平順，但比簡(jiǎn)支梁稍好一些。除了是靜定結(jié)構(gòu)之外，懸臂梁橋的其他優(yōu)點(diǎn)不太明顯，因此應(yīng)用范圍不廣。 

　　2 懸臂梁橋的立面布設(shè) 

　　2.1 三孔混凝土雙懸臂梁橋立面布設(shè)：某工程中為三孔混凝土雙懸臂梁橋其中孔跨由橋下的行車(chē)凈空要求確定。當(dāng)主梁采用T形梁截面時(shí)，由于中支點(diǎn)處T形梁下緣的受壓面積比較小，所以其懸臂長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，一般為中跨長(zhǎng)度的0.3～0.4倍。當(dāng)主梁采用箱形截面時(shí)，為了使中跨跨中的最大正彎矩和支座最大負(fù)彎矩的絕對(duì)值大致相等，以充分發(fā)揮材料的受壓作用，懸臂長(zhǎng)度可適當(dāng)加大，但最大不能超過(guò)中跨長(zhǎng)度的0.5倍，尤其是當(dāng)它用做行車(chē)的橋梁時(shí)，懸臂過(guò)長(zhǎng)會(huì)使活載撓度增大，跳車(chē)現(xiàn)象加劇，使橋與路堤的連接構(gòu)造遭受破壞。 

　　2.2 跨河懸臂梁橋立面布設(shè)：跨河的單孔懸臂梁橋及多孔懸臂梁橋的主孔跨徑，在通常情況下決定于橋下通航的凈空，或與邊孔一起由河床泄洪、地形和地質(zhì)等條件綜合考慮進(jìn)行選定。當(dāng)不受上述條件限制時(shí)，就可按照梁的彎矩包絡(luò)圖面積為最小的原則，來(lái)確定邊孔與中孔跨徑的劃分，以達(dá)到節(jié)省材料的目的�？绾佣嗫鐟冶哿簶蛲ǔＴO(shè)計(jì)成中跨跨徑相同，兩側(cè)邊跨跨徑稍小的立面布置形式。兩個(gè)懸臂一般設(shè)計(jì)成相同的尺寸，其掛梁的高度約為長(zhǎng)度的1/21～1/20。在特殊情況下，如果需要進(jìn)一步減小錨孔的跨徑時(shí)，應(yīng)考慮活載作用在中孔時(shí)錨孔邊支點(diǎn)可能出現(xiàn)負(fù)反力的情況，為此應(yīng)采取加設(shè)平衡重物或設(shè)置拉力支座等特殊措施。在一般情況下，當(dāng)跨徑超過(guò)50～60m時(shí)，由于鋼筋混凝土懸臂梁橋已不再適用，往往要采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。這兩種懸臂梁橋在立面布置上的主要差別在于：預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁橋的懸臂長(zhǎng)度可以更長(zhǎng)，并且由于預(yù)應(yīng)力混凝土全截面受力，其梁高也可以更低些。 　　3 連續(xù)體系梁橋的立面布設(shè) 

　　連續(xù)梁橋的分類(lèi)方法很多。按照橋梁跨徑的相互關(guān)系來(lái)分，有等跨連續(xù)梁和不等跨連續(xù)梁；按照下部結(jié)構(gòu)的支撐形式來(lái)分，有普通的單式橋墩、V形橋墩和雙薄壁柱式橋墩；按照受力鋼筋來(lái)分，有預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁和鋼筋混凝土連續(xù)梁；按照橋梁的梁高來(lái)分，有等截面連續(xù)梁和變截面連續(xù)梁。在設(shè)計(jì)中最常用的是按等截面連續(xù)梁和變截面連續(xù)梁分類(lèi)。根據(jù)我國(guó)已建連續(xù)梁橋的資料分析，連續(xù)梁橋支點(diǎn)和跨中梁高與跨徑的關(guān)系在具體設(shè)計(jì)中，還要根據(jù)邊跨與中跨比例、荷載等級(jí)等因素通過(guò)方案分析比較確定。在大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋中，除截面高度變化外，還可將截面的底板、頂板和腹板做成變厚度，以滿足主梁各截面的不同受力要求。 

　　3.1 等截面連續(xù)梁橋：超靜定結(jié)構(gòu)的連續(xù)梁在恒載和活載的作用下，支點(diǎn)截面的負(fù)彎矩一般比跨中截面的正彎矩大。但是，當(dāng)跨徑在40～60m時(shí)，兩者的差值不是很大，可以考慮采用等截面的形式。工程實(shí)踐證明，等截面連續(xù)梁橋的構(gòu)造簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)和施工方便。尤其適用于有支架施工、逐孔架設(shè)施工、移動(dòng)模架施工及頂推法施工的中等跨徑連續(xù)梁橋。但是，由于主梁的支點(diǎn)截面無(wú)法通過(guò)加大梁高來(lái)抵抗較大的負(fù)彎矩，而只能通過(guò)增加預(yù)應(yīng)力束筋加以解決，從而增加了鋼材的用量，使其經(jīng)濟(jì)性較差。等截面連續(xù)梁橋可以選用等跨和不等跨兩種布置形式。等跨布置的跨徑大小，主要取決于經(jīng)濟(jì)分孔和施工的設(shè)備條件，其高跨比一般為1/25～1/15。在采用頂推法施工的等截面連續(xù)梁橋中，需要考慮頂推施工時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的附加受力要求，與施工時(shí)是否設(shè)置臨時(shí)墩等措施有關(guān)。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)跨徑比較大時(shí)，為減小邊跨的正彎矩，或標(biāo)準(zhǔn)跨徑不能滿足橋下通航或交通要求時(shí)，也可將邊跨跨徑取小于中跨的結(jié)構(gòu)布置，一般邊跨與中跨之比在0.6～0.8。 

　　3.2 變截面連續(xù)梁橋：當(dāng)連續(xù)梁的跨徑接近或大于 

　　70m時(shí)，在恒載和活載的共同作用下，支點(diǎn)截面將出現(xiàn)較大的負(fù)彎矩。從絕對(duì)值來(lái)看，支點(diǎn)截面的負(fù)彎矩往往遠(yuǎn)大于跨中截面的正彎矩。因此，采用加大支點(diǎn)高度的變截面梁，才能更好地適應(yīng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布規(guī)律。這種變截面的措施既對(duì)恒載引起的截面內(nèi)力影響較小，也不會(huì)妨礙橋下通航的凈空要求，并且還能滿足支點(diǎn)處較大剪力的要求。同時(shí)，變截面的立面布置使結(jié)構(gòu)外形和諧、美觀。采用變截面布置尤其適合于懸臂法施工，施工階段主梁的剛度大，且與施工內(nèi)力相吻合。結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算表明，當(dāng)連續(xù)梁的支點(diǎn)高度增大時(shí)，跨中彎矩也會(huì)隨之降低，從而會(huì)降低跨中截面對(duì)梁高的要求。變截面梁的橫斷面曲線，一般可采用圓弧線、二次拋物線或折線等。由于二次拋物線的變化規(guī)律與連續(xù)梁的彎矩變化規(guī)律基本接近，所以通常以二次拋物線為最常用。采用折線形截面變化布置，可以使連續(xù)梁構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，常用于中小跨徑的連續(xù)梁橋。變截面形式的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，立面一般采用從中孔向兩側(cè)逐孔減小的奇數(shù)孔布置；對(duì)多于三跨的連續(xù)梁橋，除了邊跨之外，其中間的各跨也可以采用等跨布置，以方便采用懸臂法施工。如果邊跨過(guò)長(zhǎng)會(huì)削弱邊跨的剛度，將增大活載在中跨跨中的變化幅值，增加預(yù)應(yīng)力束筋的數(shù)量，從而提高工程造價(jià)。所以，邊跨一般取中跨長(zhǎng)度的0.6～0.8倍。有時(shí)為了滿足城市橋梁或跨線橋的交通要求而需增大中跨跨徑時(shí)，可將邊跨跨徑設(shè)計(jì)成僅為中跨長(zhǎng)度的0．5倍以下。在此情況下，端支座可能會(huì)出現(xiàn)較大的負(fù)反力，所以必須在端支座處設(shè)置能抵抗拉力的支座或邊梁壓重等措施來(lái)加以解決。在進(jìn)行連續(xù)梁橋立面布置時(shí)，還應(yīng)當(dāng)特別注意：連續(xù)超過(guò)五跨時(shí)的應(yīng)力情況與五跨時(shí)相差不大，并且連續(xù)過(guò)長(zhǎng)會(huì)增大溫度變化的附加影響，造成梁端的伸縮量很大，需要設(shè)置大位移量的伸縮縫，因此連續(xù)梁橋的孔數(shù)一般不超過(guò)五跨。當(dāng)需要修建很多孔連續(xù)梁時(shí)，通�？砂�3～7孔為一聯(lián)，采用分聯(lián)布置的方式，聯(lián)與聯(lián)的銜接處，通過(guò)兩排支座支撐在一個(gè)橋墩上。 

　　4 結(jié)束語(yǔ) 

　　工程實(shí)踐證明，簡(jiǎn)支梁橋具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、預(yù)制方便、安裝容易等特點(diǎn)，在橋梁建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。然而，隨著橋梁跨徑的逐漸增大，簡(jiǎn)支體系橋梁的跨中彎矩和活載彎矩迅速增大，致使梁的截面尺寸和自重顯然增加，這樣不但因材料用量大而工程造價(jià)高，而且給構(gòu)件制作、運(yùn)輸、吊裝和安裝造成很大困難。因此，對(duì)于懸臂和連續(xù)體系梁橋的設(shè)計(jì)，必須引起足夠的重視。 

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