橋梁全長502．5m。主橋是一座全長220m的不對稱連續剛構橋。主橋的橋跨布置為 67m 103m 50m。該橋采用雙向縱坡形式。坡度分別為3%和－3．5%。主梁采用預應力混凝土直腹板箱梁，橫斷面布置為雙箱雙室截面。單個箱梁頂板的寬度為13．75m，橫向設置2%的坡度。按照橋梁景觀設計要求，懸臂長度為0．25m，根部厚0．6m。單個箱室的底板寬度為11．65m，橫向保持水平。兩個箱室的頂板設置1．0m寬的后澆帶。為了增加箱梁的整體性和橫向剛度，主墩頂位置處兩個箱室橫向聯通。梁底下緣按二次拋物線變化。箱梁根部斷面梁高6．5m（北側墩）和4．5m（南側墩），跨中斷面梁高為2．5m主梁設置三向預應力體系，即縱向預應力、橫向預應力和豎向預應力。

豎向預應力鋼筋采用PSB785級JL25精軋螺紋鋼筋，設置于剪力較大的北側墩兩側65m和南側墩兩側44m范圍內，縱向布置間距均為50cm，橫向布置于中腹板以及距邊腹板外緣31cm處。采用單端張拉方式，張拉控制應力采用0．85_fpk。下部結構采用雙肢薄臂實心墩，采用鉆孔灌注樁基礎。本橋采用懸臂施工法施工。

以某連續剛構橋為工程背景，通過有限元軟件對連續剛構橋有無縱坡進行建模對比分析，可以得到在短期效應組合情況下，關于應力的以下結論：

（1）主梁的正應力無論考不考慮縱坡，有無豎向預應力，大小基本不變。

（2）主梁的主拉應力在有縱坡的情況下，大小變化較大，容易超過規范的容許值。為了滿足規范斜截面抗裂驗算時關于主拉應力的要求，所以設計時應充分考慮橋面縱向坡度的影響。

（3）豎向預應力鋼筋的設置能夠顯著減小主拉應力，所以連續剛構橋在設有橋面縱坡時，豎向預應力鋼筋的范圍要適當加大，以確保把主拉應力降低到滿足規范的要求。 2100433B

連續剛構橋由于可以采用懸臂施工法，不影響通航，被廣泛應用于城市和公路橋梁的建設中。由于連續剛構橋一般跨度都比較大，在設計時，一般要進行結構分析，以確定是否滿足設計規范的要求。連續剛構橋在進行理論分析時，通常是按照忽略縱坡的影響進行計算的。但是實際的橋梁通常是有橋面縱坡的，考慮縱坡和不考慮縱坡相當于改變了橋梁結構的形式。由于連續剛構橋是超靜定結構，所以結構形式的變化必然對其產生相應的影響。這種影響在橋面縱坡相對較大時，更加明顯。因此，深入分析大跨度連續剛構橋在考慮縱坡時結構的應力變化，對工程設計具有重要的指導意義。

為了確定成橋狀態的連續剛構橋應力狀態，首先要確定各個施工階段的橋梁應力狀態。為了模擬施工階段，采用橋梁博士3．3進行靜力仿真計算，建立有限元模型。全橋共劃分₈₅單元，₅₁個施工階段，其中主梁劃分為73個單元。兩種模型均考慮了沒有豎向預應力鋼筋的模型和輸入了豎向預應力鋼筋的模型。所以，總共建立了四個模型，各個模型具體情況見表1所列。通過四個模型的對比分析，得出由于橋面縱坡的影響，造成的連續剛構橋主梁在短期效應組合下應力的差別，從而為工程設計提供一定的理論指導。

2．1 無豎向預應力鋼筋有限元分析

通過模型一和模型二比較分析。通過結構在短期效應組合下的應力對比分析可知，在考慮縱坡的情況下，主梁的正應力基本沒有變化。最 大 的 變 化 量 發 生 在 南 側 墩 處，減 小 了0．3MPa，相對于無縱坡時減小了11．9%。跨中合龍段附近，應力有所增加。最大增量為0．19MPa。相對于無縱坡時增加了11．2%。主梁的主拉應力變化較 大。兩 側 邊 跨 主 拉 應 力 減 小，最 大 減 小 了0．376MPa。相對于無縱坡時減小了53．9%。主跨主拉應力增加，最大增量為0．407MPa。相對于無縱坡時增加了47．7%。規范在驗算斜截面抗裂時，是對主拉應力進行驗算。允許值為_{0．4=1．06MPa}。可以看出主拉應力變化量相對于允許值浮動很大。且由圖可知，有部分主梁的主拉應力大于規范允許值。鑒于主拉應力的變化量較大且十分不均勻，所以建議設計時，應該充分考慮由于橋面縱坡造成的主梁主拉應力的變化。

2．2 有豎向預應力鋼筋有限元分析

通過模型三和模型四的比較分析。通過結構在短期效應組合下的應力分析可知，在考慮縱坡的情況下，主梁的正應力基本沒有變化，最大的變化量發生在南側墩附近，減小了0．27MPa，相對于無縱坡時減小了10．9%。跨中合龍段附近，應力有所增加。最大增加了0．2MPa，相對于無縱坡時增加了12．0%。對比還可以看出，豎向預應力對正應力基本沒有產生影響。主梁的主拉應力變化較大。在有豎向預應力作用范圍內，邊跨的主拉應力基本保持不變。但是在有縱坡時，主跨的主拉應力下降明顯，最大減小了0．272MPa。在沒有豎向預應力作用范圍內，主拉應力和圖5中的大小基本相同。

斜截面抗裂驗算時，對于有縱坡的模型，再輸入了豎向預應力鋼筋的情況下，還是有一部分主梁的主拉應力較大，且大于規范的允許值1．06MPa。所以設計時，應該考慮橋面縱向坡度的影響，要在更大范圍內設置豎向預應力鋼筋。

平均縱坡是指一定長度路段的高差與水平距離之比，以百分率(%)表示。它是衡量縱斷面線形設計質量的一個重要限制性指標 。

我國《公路工程技術標準》規定，為了合理運用最大縱坡、坡長和緩和坡段，以利汽車安全順利行駛，二、三、四級公路越嶺線的平均縱坡，一船以接近5.5%(相對高差為200~500m)和5%(相對高差大于500m)為宜，并注意任何相連3km路段的平均縱坡不宜大于5.5%。2100433B

最大縱坡是指各級公路容許采用的最大坡度值，它是公路縱斷面設計的重要控制指標。

1．確定最大縱坡應考慮的因素

(1) 汽車的動力特性：要根據公路上主要行駛車輛的牽引性能確定。在一定的行駛速度條件下確定

(2) 公路等級愈高，要求行車速度愈快，但從汽車的動力特性可知其爬坡能力愈低，因此不同等級的公路有不同的最大縱坡值。

(3)自然因素：公路所經地區的地形、氣候、海拔高度等自然因素，對汽車行駛條件和爬坡能力也有很大的影響。

2．最大縱坡的確定

最大縱坡的確定主要取決于汽車的動力性能、公路等級和自然因素，但另一方面還必須保證行車安全。

高速公路受地形條件或其他特殊情況限制時，經技術經濟論證合理，最大縱坡可增加1%。

在非汽車交通比例較大的路段，可根據具體情況將縱坡適當放緩，平原、微丘區一般不大于2%~3%；山嶺、重丘區一般不大于4%~5%。

大、中橋上的縱坡不宜大于4%，橋頭引道縱坡不大于5%；位于城鎮附近非汽車交通量較大的路段，橋上及橋頭引道縱坡均不得大于3%；緊接大、中橋橋頭兩端的橋頭引道縱坡應與橋上縱坡一致。

隧道內的縱坡不應大于3%，并不小于0.3%；獨立的明洞和長度小于50m的隧道其縱坡不受此限；緊接隧道洞口的路線縱坡應與隧道內縱坡相同。

《公路工程技術標準》規定，在各級公路的長路塹路段，以及其他橫向排水不暢的路段，均應采用不小于0.3%的縱坡，否則應對其邊溝作縱向排水設計。

干旱地區以及橫向排水良好的路段，其最小縱坡可不受上述限制。