浅谈常规桥梁预制梁形式的选择

■吴坚彬，廖小勇 ■中国公路工程咨询集团有限公司，北京 100097

桥梁结构形式选择既要满足道路现有的通行要求、沟渠现有的排灌要求，又要考虑其将来的发展规划，同时兼顾美观、工程造价等方面。桥梁结构形式选择合理与否，对工程的经济性、美观性及施工工期有较大的影响。

为了施工方便、保证施工质量、缩短施工周期、确保工程安全，桥梁结构形式应尽量采用便于机械化、工厂化、标准化生产的中等跨径预制安装构件。

对于常规桥梁而言，桥梁上部结构根据墩身高度一般宜采用16m～20m 的装配式预应力混凝土空心板、25m～40m 装配式预应力混凝土小箱梁、25m～50m 装配式预应力混凝土T 梁等桥型方案。

1 各种梁板的性能比较

1.1 空心板梁的优缺点

空心板梁形式构造简单、受力明确，梁高较低，能有效降低纵坡及路基填土高度，尤其适合建筑高度受到限制的中小跨径。

由于装配式空心板梁结构通过铰接连接成整体，但铰缝空间小，施工时可操作性差，施工质量难以保证，铰的作用很难真正形成和发挥作用，因而先天不足，在实际应用中普遍病害较多，其中最主要的是横向连接绞缝的破坏，其产生有规则的沿板的边缘拼缝方向的通长裂缝，一般上下通缝，严重时造成缝处渗水、漏水等病害，产生通缝后，横向连接失效，致使仅单梁受力而导致主梁破坏，对桥梁造成无法挽回的损失。

1.2 装配式预应力混凝土小箱梁的优缺点

预应力混凝土装配式小箱梁是近十多年运用广泛的结构形式，设计和施工技术较成熟，裸梁结构刚度大、横向抗扭性能较好，小箱梁暴露面积较T 梁小，对防腐有利，跨越能力较强，梁高适中，具有预制方便、施工简单、对地面交通影响小等优点。从美观协调看，桥下仰视结构简洁，外型美观，效果较好。

但是跨径大的小箱梁上部结构较重，对吊装设备要求较高，预制场地要求较T 梁高。另外预制小箱梁先简支后连续刚构的设置及施工较T 梁困难，随着墩高的加大，桥梁刚构情况将越来越多，预制小箱梁也显得越来越不适应。

1.3 装配式预应力混凝土T 梁优缺点

预应力混凝土装配式T 梁属于较为常见的结构形式，其设计和施工技术较成熟，结构简单，受力明确，横向籍横隔梁联结，整体性好，跨越能力强，最大跨径可达50m，具有预制方便、施工简单、对地面交通影响小、对施工设备没有特殊要求等优点。T 梁的工程造价稍高，建设期费用高于装配式铰接板梁和装配式小箱梁，但结构成熟，病害相对较少，使用期养护维修费用相对少。

T 梁的局限性在于，其顶板宽翼缘受压，下部开裂后不参加工作，因此不论钢筋混凝土或预应力混凝土T 型梁结构，都只有利于承受单向弯矩，不利于承受双向弯矩。

同时，T 梁上部结构建筑高度相对高一些，在桥下净高要求相同的情况下，采用T 梁势必增大路堤填土高度，尤其是对于纵断面控制严格的地方，T 梁因建筑高度较大而受到限制。且单片主梁在运输、安装过程中不稳定，容易发生事故。

2 各种梁板的经济性比较

下面对装配式空心板梁、小箱梁和T 梁这三种常见的结构类型进行经济比选。

表1 跨径20m 板(梁)上部构造工程量、经济指标比较表

表2 跨径25m 板(梁)上部构造工程量、经济指标比较表

表3 跨径30m 梁上部构造工程量、经济指标比较表

由表1 可知:对于20m 跨径上部结构，宽幅空心板梁高较低，能有效降低纵坡及路基填土高度，但是造价较高，且宽幅空心板梁开裂较严重，分体小箱梁经济指标较好，整体刚度大，故综合比较后推荐采用分体小箱梁结构形式。

由表2、表3 可知:与预应力混凝土T 梁相比分体小箱梁造价较省，结构刚度大，整体性好，施工稳定性好，单片梁吊装重量与T 梁相差不大。且小箱梁因为建筑高度相对较低，能有效降低纵坡，缩短桥长，节约造价。故25m、30m 跨径上部构造综合比较后推荐采用预应力砼分体小箱梁。

表4 跨径40m 梁上部构造工程量、经济指标比较表

由表4 可知，40m 跨径上部构造，预应力混凝土小箱梁造价较省，结构刚度大，整体性好，但也吊装重量大，施工困难，且随着跨径的增大其施工安装难度也增大。预制T 梁安装重量较轻，施工工艺成熟，施工方法简单，对施工场地要求更低;但其经济指标相对较大，结构刚度小，整体性相对较差。另预制小箱梁先简支后连续刚构的设置及施工较T梁困难，随着墩高的加大，桥梁刚构情况将越来越多，分体小箱梁也将越来越不适应。据此，40m 跨径上部构造推荐采用预应力混凝土T 梁。

3 结语

综前所述可知，空心板性能欠佳、造价较高，因此，在工程设计中我们应更多地选用小箱梁和T 梁。此两种结构综合比较成果见下表:

［1］于传君.中小跨径桥梁全寿命周期成本经济比较研究.辽宁省交通规划设计院.北方交通，2011.