1 .国内现状及发展趋势
近年来，我国山区高速公路发展较快，装配式简支梁桥以其施工快捷、造价便宜而成为首选。对于墩高大于30m 的采用一般简支梁桥式则不适宜了，为满足结构安全及行车的舒适性，则需要增大桥墩刚度和稳定性。国内已建高墩桥梁主要有以下两种代表形式：
( 1) 变截面矩形空心墩， 矩形实体墩， 桥面连续，桥面连续处的强度和刚度显弱，上下部结构变形不协调， 进而形成桥面凹凸不平，甚至出现开裂，影响行车的舒适度和行车的安全。
( 2) 先简支后结构连续的连续梁体系，这种结构体系其施工复杂、技术难度大，工期长、工程造价高。为适应我国目前山区高速公路迅速发展趋势，有必要结合工程实践并通过详细理论分析与研究，确立一种适宜山区高速公路施工快捷方便、结构安全、简化的墩梁固接形式， 以提高行车舒适性的高墩桥- 墩梁固接连续刚构桥结构形式。
2 .工程概况
本文系对国家重点公路阿(荣旗)深(圳)公路(粤境段)上(陵)至埔(前)段高速公路( 全长135.60km) 老田庄大桥40m 跨径T 梁墩梁固结体系进行的设计，其墩梁固接桥式方案总体布置如图1 所示。
老庄田大桥是阿(荣旗)深(圳)公路(粤境段)上(陵)至埔(前) 高速公路跨越深谷的一座山区高架桥梁，是粤赣高速公路(粤境段)桥梁工程中的一座重点工程，作为“墩梁固接连续- 刚构桥”的高墩桥梁试点工程。该桥桥跨布置形式为左幅5 ×40m+25m， 右幅5 ×40m， 全长213.06m( 240.06m) ，左右半幅分修， 2、3、4 号墩处墩梁固接形成上下部结构连续，在1、5 号墩( 台) 处设置浅埋式型钢伸缩缝，其他地方采用桥面连续结构，最大墩柱高为48.5m。40m 预应力混凝土T 梁先简支后墩梁固接形成连续- 刚构体系，共一联，本文选取该4 跨一联单幅桥作为分析对象，介绍简支T 梁转墩梁固接的连续- 刚构桥的设计思路和计算方法。
3 技术标准
道路等级：高速公路。
计算行车速度：100km/h。
车道数：双向4 车道。
桥面宽度：行车道净宽2-11.75m，中央分隔带宽0.5m，总宽26.0m。
设计荷载：汽车超- 20 级，挂车- 120。
地震烈度：地震基本烈度Ⅵ度，按Ⅶ度设防。
4 .结构设计及分析
4.1 结构体系
先简支再墩梁固接形成连续刚构体系，按A 类预应力结构进行结构分析和计算，并按规范要求进行应力、强度值控制，并对其关键部位进行变形、裂缝验算。
T 梁预制存梁期后吊装就位，通过T 梁底盖梁顶预埋钢板焊接成整体，形成第一次体系转换- 墩梁固接;半幅桥横向连接后，相邻跨T 梁间缝与盖梁预埋钢筋共同浇注， 形成第二次体系转换- T 梁间固接， 形成刚构体系；最后完成T 梁顶面混凝土现浇层二次截面， 及桥面沥青混凝土铺装等二期恒载。
预制T 梁在存梁期要求完成至少75%的收缩徐变，形成行车时必需的拱度，但不能过大，并能满足临时施工荷载的强度要求，架梁完毕形成简支体系。在安装支座浇注梁端间缝混凝土达到强度， 形成连续刚构体系。由于T 梁已经完成前期结构受力和变形， 并通过支座与盖梁固结，在形成结构连续时本身自重不形成内力重新分配，仅仅因后期收缩徐变、预应力引起的二次应力重分配及现浇层、铺装等二期恒载阶段作用引起的内力、应力。后期荷载作用于结构时结构为连续刚构体系，按连续刚构桥进行结构计算，整体受力，该体系限制并协调墩顶的位移，其位移变形主要通过柔性桥墩的变形以及联跨端伸缩缝来完成，联跨长度根据计算确定，可以达到120m 以上，甚至达300m。
4.2 计算模式
全桥共分为130 个节点，124 个单元。计算按照全桥宽建立模型，全桥共有5 片T 梁，实际建模采用形成一个大T 形截面，并且修正与大气接触的截面周边长度与实际截面相等( 见图2) 。实际桥墩为双柱圆形墩，按照截面面积与抗弯惯性矩相等的原则简化为矩形截面。不同的施工阶段梁体与桥墩的连接性质不同， 采用主从约束节点模拟节点连接性质。
T 梁预制时不计入混凝土现浇层的结构高度，落梁后则作为结构受力构造，T 梁下采用单向受压支座临时支撑，形成结构连续并墩梁固接后予以拆除( 焊接成永久支座) ，固接处采用3 对结点刚臂固接形成刚构体系，全桥为连续刚构体系。
结构分析程序采用GQJS9.0 平面杆系分析程序进行单片梁及整体平面杆系结构分析和计算， 采用桥梁博士V2.9 按梁格法进行核算。
4.3 结构设计
计算分析联跨为横向5 片T 梁布置，预制T 梁长39.94m，梁高241cm，梁顶现浇层为10cm 防水混凝土，组合梁高251cm，桥面铺装为9cm 厚沥青混凝土。横向布置见图3。下部结构采用双柱式桥墩， 构造形式见图4。
联跨上下部结构材料为：固接现浇块采用50 号钢纤维微膨胀混凝土，盖梁、垫石采用40 号混凝土，墩柱和柱间系梁采用30 号混凝土，桩基和桩间系梁采用25 号混凝土。桩基础采用30 号混凝土，为钻( 挖) 孔桩基础，基底嵌入砂岩微风化层不小于3.0m。
4.4 结构分析及计算
4.4.1 施工(计算)步骤
本计算阶段按施工工顺及荷载状况进行模拟计算。桥墩处采用全桥宽5 片T 梁整体计算，并考虑活载横向分配，故整体计算是可靠的。根据活载横向分配计算，控制T 梁受力为汽车荷载最不利状况平均分配值的150%。计算阶段工序步骤如下：
( 1) 下部及基础工程施工，临时支承(台座模拟)及支座安装；
( 2) 立模板，台座浇注预制T 梁混凝土，多单向支承的简支体系；
( 3) T 梁预应力钢束张拉；
( 4) 拆除临时支承， 待强120 天( 即存梁) ，完成75%以上收缩徐变；
( 5) 进行跨梁及梁墩之间结构连续( 墩梁固接) ，永久支座为钢板支座焊接而成；
( 6) 临时支座拆除，形成多跨墩梁固结的连续刚构体系；
( 7) T 梁二次截面( 即桥面现注层浇注施工) ；
( 8) 上桥面铺装等二期恒载；
( 9) 收缩徐变360 天；
( 10) 运营。
为对照计算， 考虑3 种工况：
工况一， 基本工况- 全桥面预制T 梁阶段计入台座支承；
工况二， 单T 梁计入活载横向分配，3 车道偏载；
工况三， 不计预加应力。为考虑多种情况，对墩梁固结刚构体系的基本工况。
进行3 种对比：
工况一， T 梁预制时是否设置临时支撑；
工况二， 墩梁固结处单元是否考虑刚臂；
工况三， 上二期恒载后进行结构连续。
4.4.2 计算结果
( 1) 施工阶段内力图( 见图5～图7)
( 2) 运营阶段内力图( 见图8～图11)
4.3 计算结果分析
工况计算分析结果显示：
( 1) 全桥幅宽作为整体，结构是安全的；
( 2) 第3 种工况下内力图与连续刚构体系的内力图趋势是一致的，说明结构分析模式是正确的，且负弯矩绝对值小，反映了T 梁在转换体系前的收缩徐变及变形的大部分完成对内力的影响很大， 存梁措施是合理的；
( 3) 第1 种工况与第2 种工况主要为整体与最不利单片T 梁的对比，均说明此计算模式在墩梁固结处施工过程中为正弯矩，运营状况下为正弯矩与负弯矩的包络， 负弯矩的绝对值大于正弯矩；
( 4) 运营状况下墩梁固结处负弯矩相对预应力区负弯矩要小的多。
对比计算结果显示：
( 1) 是否模拟台座的支撑情况对结构的内力分配影响较大，跨中弯矩差不多大1 倍，且该状况与实际施工不吻合，不采信；
( 2) 墩梁固结处单元考虑与否刚臂对结构内力计算没有明显影响；
( 3) 上二期恒载后进行结构连续的跨中弯矩要小15%，但由于T 梁按简支计算有一定富裕度，能满足该工况要求，两种方案均可行。
4.4.4 结构检算
墩梁固接部分采用的是普通钢筋混凝土构件，根据规范要求需进行裂缝验算，经计算，裂缝宽度为0.15mm，能满足规范要求，其他检算均满足规范要求。
4.5 T 梁相应处理措施
( 1) 由于墩顶T 梁负弯矩比较小，甚至为正弯矩，故桥面现浇层不作特殊设计，仅根据计算需要设置桥面连续的加强钢筋，即设置钢筋φ16 或φ20@15cm即可；
( 2) T 梁根据计算配置的预应力钢绞线不作规格和数量的更改；
( 3) T 梁张拉端头应作成锯齿状，加强新旧混凝土的结合；
( 4) T 梁张拉端头下端间距最好在50cm 以上；
( 5) T 梁张拉端头间结构连续的混凝土应填加微膨胀剂；
( 6) T 梁端横隔板最好加大尺寸，30～50cm 为宜；
( 7) T 梁底和盖梁顶的预埋钢板在T 梁吊装完成后采用侧边四周焊接，焊接质量要求优，在焊接完成后必须采取防护防腐措施；
( 8) 桥台处T 梁与搭板现浇层形成桥面连续。
5 .体系优点
对高墩中大跨度多联跨的简支结构而言，如40m 跨径T 梁，墩高大于30m 的2 联或多联跨桥，采用预制简支T 梁将墩梁固接形成连续刚构体系，结构简洁安全合理、施工简单方便、造价经济节省、工期短，优点明显：
( 1) 联跨长，伸缩缝少，行车平顺、高速、舒适；
( 2) 墩梁固接，节省了支座，用高墩的柔性适应顺桥向的水平位移，墩梁固接的约束，有利于高墩的稳定和受力；
( 3) 不需设计临时支座，体系转换方便；
( 4) 墩顶负弯矩区采用钢筋混凝土，施工工序少，施工快捷、方便；
6 .结语
高速公路(粤境段)于2003 年底进行设计，2005年8月竣工， 同年12月底通车，施工时间不到一年半。该墩梁固接连续- 刚构桥在确保结构安全的前提下，简化了固接形式，墩梁固接处采用钢筋混凝土结构，降低了施工的技术难度，方便了施工，大大缩短了工期，增加了桥墩刚度和稳定性，提高了行车的舒适度，获得明显的社会、经济效益。证明了该桥型在山区高墩桥梁中的应用是个理想桥型，也为国内类似的山区高墩桥梁设计提供了较好参考，值得大力推广应用。
