先简支后连续结构体系
目前的现状是：对于小跨径的高等级公路桥梁多采用装配式钢筋混凝土板梁的形式，中等跨径的桥梁则采用装配式预应力混凝土箱梁的形式，对于大跨径预应力混凝土连续梁桥。但由于现浇连续梁的施工复杂繁琐、费工费时，人们一直希望将简支梁的批量预制生产和连续梁的优越性能结合起来，实现用箱梁批量预制生产的方式来加快连续梁的建设进度，这就是“先简支后连续”方法得到广泛应用的背景。
先简支后连续桥梁结构就是两跨及两跨以上的预应力混凝土梁通过现浇混凝土形成连续结构，优点有以下几点：
1、刚度大、变形小、伸缩缝少和行车舒适；
2、简支梁的预应力钢束在工厂进行张拉，而负弯矩区的预应力钢束布置及张拉均在主梁上进行，仅需吊装设备起吊主梁，减少了施工设备，又能避免张拉预应力钢束造成地面上的障碍；
3、预制梁能采用标准构件，进行工厂化统一生产和管理，有利于技术操作，节省了施工时间，缩短工期，提高经济效益。
先简支后连续法是指：把一联连续梁、板分成几段，每段长一孔，各段在预制场预制后经移运吊放到墩台顶的临时支座上，在完成湿接缝的各项工序后浇注湿接缝混凝土，然后张拉负弯矩预应力束，拆除临时支座，使连续梁落座到永久支座上，完成结构由简支到连续的体系转换。
简支转连续结构存在结构体系的转换过程，从施工到建成分为两个阶段：预制简支构件的安装架设（简支阶段）；内支座区域现浇湿接缝混凝土、预应力钢筋后期张拉形成完整的连续结构（连续阶段）。简支阶段构件承受的是本身自重和前期预加力以及施工荷载等前期荷载；形成连续梁之后，构件还要承受后期恒载、车辆荷载、后期预加力，以及使用阶段的其它可变荷载等后期荷载。因此，先简支后连续结构的受力与简支梁或者完全的连续梁有较大的差别。主要差别在下面两个方面：
（1）结构变形
在简支阶段由自重、前期预应力筋张拉力、收缩徐变及预应力损失等因素使结构产生的变形, 在湿接缝混凝土浇筑及后期预应力筋张拉后, 其变形即被约束。这样, 前期与后期荷载分别在两个不同的结构体系下产生变形,且变形互不干挠。因此, 后期预应力筋张拉后, 结构的线形将更趋平顺, 使桥梁保持良好的线性。
（2） 内力及内力重分布
结构体系转换过程中, 内力变化比较复杂。在预制装配为简支结构时, 混凝土的龄期较早, 收缩与徐变的变形量都较大, 这时的变形结构是静定体系, 不产生支座反力, 没有内力重分布问题。此时支座产生的不均匀沉陷也不产生次内力。在张拉后期预应力筋后, 张拉力对结构内力及截面应力产生影响。在结构形成连续体系之后, 对于收缩、徐变以及支座不均匀沉陷的分析则应按连续梁体系计算, 这时还应考虑其次内力以及内力重分布等。一般情况下, 从预制张拉、简支拼装到形成连续体系要经历2～3个月以上, 这一期间是混凝土收缩与徐变发生量最大的时期, 结构处于静定结构状态, 混凝土的收缩与徐变的影响仅发生结构的变形而不产生次内力。在形成连续体系后, 部分的后期恒载（主要是桥面铺装）将会产生徐变次内力, 但是与完全连续梁相比, 其产生的徐变次内力要相应小得多。因此简支转预应力连续桥梁在受力性能方面具有优越性, 对混凝土的收缩、徐变, 以及支座不均匀沉陷等影响较小。
中等跨径桥梁的受力特性之一是可变荷载（主要是汽车荷载）产生的内力占总荷载内力的比例较大。图为T形截面简支梁，当跨度20～40m时，跨中弯矩中的汽车-超20级荷载产生的弯矩与总荷载弯矩的比（kM=Mp/（MG Mp））。该简支梁最大的kM高达约50%。图为相同截面形式的三跨连续梁跨中弯矩及内支座弯矩的kM值（图中实线为边跨跨中的数值，虚线为内支座的数值）。
从弯矩比例关系可以看出，随着跨径的增大，汽车荷载产生的弯矩占总荷载弯矩的比例趋于减小。对于中等跨径的桥梁，汽车荷载产生的弯矩约占总荷载弯矩的30%～50%。意味着结构的内力变化幅度比较大，这对全预应力混凝土结构是不利的。因为当结构按全预应力的要求设计时，为了平衡正常使用极限状态总荷载产生的内力必须施加较大的预应力、设置较多的预应力钢筋;当没有汽车荷载作用时，结构仍然处于高压应力状态，因此，结构的反拱度较大，混凝土的徐变影响也较严重，而且徐变变形还将加剧结构的反拱。先简支后连续结构体系，其跨中弯矩明显比简支结构的弯矩小，而内支座的负弯矩要比完全的连续结构内支座的负弯矩小得多。
根据以往多年的设计经验初步估算先简支后连续结构比简支结构桥梁节约钢材12.2%左右；先简支后连续结构桥梁比现浇连续结构桥梁节约施工成本5.6%。可见先简支后连续结构不仅结构性能优越，而且经济效益良好，对于孔数多的大桥、特大桥经济效益更显著。
先简支后结构连续梁桥设计
1、设计思路
①墩项单支座单横梁先简支后结构连续梁桥
以简支梁桥为基础，针对成桥状态的先简支后结构连续梁桥墩项区段将承受负弯矩，在对简支梁在负弯矩区段的构造做必要的改进后，通过墩顶现浇梁湿接头，同时现浇用以嵌固简支梁的墩项钢筋混凝土横梁，并在负弯矩区段翼板内施加预应力或直接借助连接相临跨简支梁伸出的普通钢筋而形成。简支梁桥的支座作为临时支座，连续实现后拆除临时支座，将临时支座反力转换至永久支座。
②墩顶双支座单横梁先简支后结构连续梁桥
以简支梁桥为基础，针对成桥状态的先简支后结构连续梁桥墩顶区段将承受负弯矩，在对简支梁在负弯矩区段的构造做必要的改进后，通过墩顶现浇梁湿接头，同时现浇用以嵌固简支梁的墩顶钢筋混凝土横梁，并在负弯矩区段翼板内施加预应力或直接借助连接相临跨简支梁伸出的普通钢筋而形成。简支梁桥的支座即为永久支座。
③墩顶双支座双横梁先简支后结构连续梁桥
以简支梁桥为基础，针对成桥状态的先简支后结构连续梁桥墩顶区段将承受负弯矩，在对简支梁在负弯矩区段的构造做必要的改进后，通过在墩顶现浇t梁端横隔板湿接头和相临跨简支梁翼板和腹板湿接头，并在负弯矩区段翼板内施加预应力而形成。简支梁桥的支座即为永久支座。
2、简支梁构造改进
简支梁是先简支后结构连续梁桥的基础。由于先简支后结构连续梁桥在服役期的受力行为与简支梁相差甚远，所以，需要对普通简支梁构造进行改进后方能用于先简支后结构连续梁桥．
①墩顶单支座单横梁先简支后结构连续t梁桥
- 以简支t梁为基础，将中墩处端横隔板底缘改为与t梁底缘齐平，以便于墩顶钢筋混凝土横梁浇筑和有利于其对t梁的嵌固作用。
- 将t梁梁肋在横隔板外的伸出长度最少增至25cm，以便于墩顶钢筋混凝土横梁对t梁起嵌固作用。
- 在端横隔板靠墩侧伸出钢筋，并在伸出横隔板的t梁梁肋内预埋向两侧伸出的钢筋，使其与墩顶钢筋混凝土横梁的其他钢筋连接，增强t梁与墩顶钢筋混凝土横梁的整体性。
- 二次预应力如果未锚于t梁中横隔板处，应在锚固处增设部分横隔板(即矮横隔板)，以便改善锚固区域结构受力。
- 将负弯矩区段的普通t梁翼板增厚3～5cm，以便于预应力管道设置和改善该区域结构受力，有利于预应力体系的耐久性。
- t梁翼板、梁肋端面伸出足够的连接钢筋。
②墩顶双支座单横梁先简支后结构连续t梁桥
- 以简支t梁为基础，将中墩处端横隔板底缘改为与t梁底缘齐平，以便于墩顶钢筋混凝土横梁浇筑和有利于其对t梁的嵌固作用。
- 将t梁腹板在横隔板的伸出长度最少增至15cm，以便于t梁与墩顶钢筋混凝土横梁形成整体。
- 在端横隔板靠墩侧伸出钢筋，增强t梁与墩顶钢筋混凝土横梁的整体性。
- 二次预应力如果未锚于t梁中横隔板处，应在锚固处增设部分横隔板(即矮横隔板)，以便改善锚固区域结构受力．
- 将负弯矩区段的普通t梁翼板增厚3～5cm，以便于预应力管道设置和改善该区域结构受力，有利于预应力体系的耐久性．
- t梁翼板、梁肋端面伸出足够的连接钢筋。
③墩顶双支座双横梁先简支后结构连续t梁桥
- 以简支t梁为基础，将中墩处端横隔板厚度增至40cm,并使端横隔板底缘与t梁底缘齐平，以利于其整体性．
- 简支t梁端部150～200cm范围，梁肋宽度增至至少50cm。
- t梁腹板伸出支座中线至少30cm，确保支承的可靠性。
- 墩顶两端横隔板间的t梁翼板采用等厚结构，厚度增至20cm。
- 二次预应力如果未锚于t梁中横隔板处，应在锚固处增设部分横隔板(即矮横隔板)，以便改善锚固区域结构受力。
- 将负弯矩区段的普通t梁翼板增厚3～5cm，以便于预应力管道设置和改善该区域结构受力，有利于预应力体系的耐久性．
- t梁翼板、梁肋端面伸出足够的连接钢筋。
3、总体设计
①先简支后结构连续梁每联跨数一般不超过5跨。
②当桥梁跨径达到30米，桥梁纵坡达到2．5％，且墩高在15米以上，或其他墩梁刚度比适合墩梁固接时，原则上均采用先简支后刚构连续梁桥，以便减少支座维护、更换等工作。
③对于20米以下跨径桥梁，原则上均采用先简支后桥面连续梁桥；对于20米以上跨径桥梁，墩顶连续和墩梁固接应采用预应力构造，对于20米左右跨径桥梁，可以采用以预应力空心板为基础的钢筋混凝土结构连续设计，但应严格限制裂缝宽度。
④支承方式设计
1)双支座先简支后结构连续梁桥支座受力不均、可能出现一排支座脱空频繁出现，支座容易疲劳，影响使用寿命；另外，一排支座脱空还会导致桥墩偏心受压负担增大，对桥墩受力不利。另一方面，双支座先简支后结构连续梁桥支座支承于预制t梁混凝土结构上，即使墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次预应力建立不可靠，导致“连续”失效，一般不至于危机桥梁结构安全(落梁)。同时，双支座简支结构连续梁桥施工工序简单，特别是避免了支座转换，极大的方便了施工。
2)单支座简支结构连续梁桥受力体系及力学行为明确，设计不可预见的不利因素少，理应具有更高的可靠性和耐久性。但单支座先简支后结构连续梁桥支座支承于墩顶梁端湿接头混凝土结构上，新老混凝土接缝正处于剪力主梁最大的部位，如果墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次预应力建立不可靠，可能导致“连续”失效，进而危机桥梁结构安全(落梁)。
3)鉴于目前墩顶梁端湿接头混凝土施工以及墩顶二次预应力建立质量保证度不高，采用双支座简支结构连续梁桥不失为避免出现桥梁结构安全(落梁)的一种措施，但鉴于双支座简支结构连续梁桥支座受力不均，可能出现一排支座脱空，从而导致桥墩偏心受压(负担增大)的问题的存在，设计中必须考虑支座受力不均、支座受力变化幅度大对支座耐久性以及桥墩受力的影响。
4)按照上述简支梁构造改进措施，只要墩顶现浇横梁足够强大，预制梁嵌入墩顶现浇横梁在25cm以上，墩顶现浇横梁钢筋构造合理，并与预制梁(板)各种伸出钢筋形成整体，墩顶连续施工(钢筋混凝土、二次预应力体系)质量得到保证，采用单支座先简支后结构连续梁桥是合理的。
5)单支座先简支后结构连续梁桥具有墩项单、双横梁之分。从连接可靠、结构耐久、适应曲线桥梁受力需要考虑，宜采用单横梁方式。
⑤先简支后结构连续梁桥，必须考虑施工中体系(或支座)转换、各工序下混凝土龄期的不同，并对各施工步骤中结构的安全提供设计保证。设计考虑的施工工序、流程如下：t梁预制→分批张拉t梁内抵抗正弯矩的预应力钢束(一期束)→t梁安装并连接t梁横隔板→现浇墩顶湿接头或墩梁固接混凝土→体系(或支座)转换→张拉抵抗负弯矩的预应力钢束(二期束) →t梁翼板间现浇带混凝土浇筑→二期恒载施加→成桥。
⑥必须根据成桥目标，按照施工过程进行正装、到装结构分析，给出各主要工况下梁、板体及墩顶连续构造的状态参数(几何等)，以便于施工过程控制。设计要求的参数包括：
1)t梁预制预拱度：根据正装、到装结构分析得出．成桥时应具有适应连续梁后期下挠的预拱度。
2)预制t梁存放时间：2个月。
3)墩顶湿接头浇筑及体系转换实施时间：1个月。墩顶湿接头实施温度：一天中温度最低且变化最小的时段。
4)二期恒载施加时间：1个月。
5)二次预应力张拉时间：最好在t梁翼板问现浇带或空心板企口混凝土浇筑前进行。纵向张拉顺序按照结构分析结构确定，一般采用间隔式张拉。
6)二次预应力张拉时混凝土强度：主梁100％，墩项湿接头、t梁横隔板等85％。
7)墩顶湿接头混凝土品质要求：高强度、低收缩、高韧性。其中，3天基长下，标养60天的收缩量控制在350以内。
⑦先简支后结构连续梁桥设计中应充分考虑混凝土收缩徐变、温度变化以及基础不均匀沉降的影响，其中，先简支后结构连续梁桥需考虑支座更换引起的“强迫”位移对结构的影响。一般情况下，先简支后结构连续梁桥对中墩考虑o．8～1．2cm的支座强迫位移进行结构分析．
⑧鉴于简支梁吊装能力一般不存在困难，同时，二次浇筑结构性桥面铺装层的质量控制困难，原则上不采用主梁二次浇筑成型的设计方案。
⑨基本梁一律采用一次预制成型，裸梁上现浇的混凝土层仅起调平作用，不作为结构性混凝土层(不考虑参与主梁受力)，其厚度在8cm以上。当现浇调平层小于6cm时，设置钢筋网后将可能起到反作用，宜采用柔性纤维混凝土。
⑩简支t梁翼板横坡应设计为与桥梁横坡一致，即使在湾道上也应如此，以便桥梁空间几何状态控制。
4、墩顶湿接头构造设计
①对于单横梁单、双支座先简支后结构连续梁桥，在上述简支梁构造改进基础上，将新浇钢筋混凝土墩顶横梁设计为与简支梁形成整体，并对简支梁起嵌固作用。构造上，墩顶横梁与简支梁同高，以端横隔板为侧模。设置由顺盖梁方向的横梁主要纵向受力钢筋(骨架)、简支梁纵向受力钢筋和足够的箍筋形成的普通钢筋体系，设置由上缘纵向抵抗负弯矩预应力钢筋以及可能因支座沉降需要的下缘纵向预应力钢筋形成的预应力体系。
②对于双横梁双支座简支结构连续梁桥，在上述简支梁构造改进基础上，设计强大的端横梁将多片简支梁形成整体。构造上，端横梁高度与简支梁同高，设置由顺盖梁方向的横梁主要纵向受力钢筋(骨架)、简支梁梁肋、翼板纵向受力钢筋和足够的箍筋形成的普通钢筋体系，设置由上缘纵向抵抗负弯矩预应力钢筋以及可能因支座沉降需要的下缘纵向预应力钢筋形成的预应力体系。
5、二次预应力体系设计
①预应力根据负弯矩分布情况分散锚固，锚固点之间距离不小于2米。
②锚固点设在裸梁面上时，施工方便，但锚固齿板尺寸较小，需要精细施工，否则，容易引起锚固齿板高度等几何尺寸超限，影响后续施工质量，容易出现锚固齿板整体性差，危及预应力锚固效果。
③锚固点设在裸梁面下时，施工较复杂，但由于锚固齿板与梁体为一体，在整体模板下，锚固齿板施工质量以及预应力锚固效果容易得到保证。
④从保证二次预应力体系建立精度、可靠性和耐久性考虑，原则上应采用裸梁面下锚固方式。考虑到上述对简支梁翼板、顶板已做厚度增厚的改进，也可以采用在翼板、顶板开部分(不穿透)槽口的方式进行锚固。槽口下应设有临时排水孔。
⑤对于靠近梁肋的预应力柬宜采用塑料园波纹管成孔，以便确保成孔和压浆质量。对于其他在考虑翼板、顶板增厚后仍因尺寸原因不能采用园波纹管成孔的，应采用塑料扁波纹管成孔，同时塑料扁波纹管的净空高度应在3cm左右，以保证压浆质量。
⑥压浆宜采用真空压浆。
先简支后连续桥梁结构验算
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