在公路、铁路、市政等桥梁工程设计中，各种跨径预应力连续梁桥、刚构桥作为一种结构受力合理、施工工艺成熟的桥型正越来越多地被工程设计人员所采用，随着桥梁设计软件的升级完善和设计工程师设计经验、技术水平的进步及施工单位施工能力的提高，预应力连续桥梁的设计趋向大跨、高墩发展，伴随高速公路的建设，在山区等地形不利或限制的情况下修建了许多平曲线半径较小的高墩、大跨曲线连续刚构桥梁。
    在多跨连续桥梁的设计中，桥梁结构合拢是设计和施工过程中重要的工序之一，其合拢顺序、位置、压重结构类型、合拢劲性骨架结构对桥梁的结构的最终线形、应力状态、稳定等都存在决定性的影响。对于悬臂施工的连续刚构桥、连续梁桥、斜拉桥、拱桥等结构，合拢段施工是桥梁建设成败的关键节点，控制桥梁合拢段施工质量的主要因素有: 合拢段压重方法和时间、劲性骨架的结构设计、顶推力( 如需要) 的施加大小和时间、预应力束的张拉、合拢温度区间的选择等。在实际的设计和施工中对劲性骨架设计、计算和制作，从设计计算模型到实际结构材料和构造，很多时候存在重视不够或计算不合理甚至错误的情况，严重影响了合拢段的质量，危害桥梁安全。
    一般而言，连续桥梁的合拢一般包括中跨合拢和边跨合拢，合拢段劲性骨架的作用是在合拢段混凝土浇注时承受桥梁结构在合拢处混凝土由于结构自重、预应力钢束、顶推力、风力和温度等诸多因素作用产生的轴力、弯矩、剪力和扭矩等作用荷载，在混凝土养生期间随着混凝土凝结硬化，逐步与混凝土一起保证结构受力，在桥梁合拢后，保留在结构内的劲性骨架对合拢段的刚度和强度起到加强的作用，如钢管，相当于形成了组合钢—混凝土结构，对于确保合拢段结构质量和增加桥梁的整体性都有一定的贡献。因此，劲性骨架必须具备一定的强度、刚度和稳定性，满足抗拉、抗压、抗剪和扭转的功能，同时又可作为施工支撑平台，满足施工作业要求，必须充分重视劲性骨架设计和制作工作。
    本文对桥梁合拢劲性骨架设计和施工中涉及的一些技术问题进行简要探讨。
    2· 劲性骨架的设置
    劲性骨架的设置方式按照合拢段劲性骨架设置在桥梁结构实体内、外的设置位置一般分为体内置、体外置和体内体外混置三种; 按照设置结构受力方式即是否利用张拉临时或永久预应力钢束以及顶推提供压力一般分为预应力式和非预应力式。一般大跨径桥梁采用预应力式比较多，而中小跨径桥梁采用非预应力式较多。内置式一般采用钢管结构，内穿预应力钢束，施工完成后予以保留，不便拆除，见图1。外置式采用槽钢、工字钢等居多，在桥梁合拢完成后可以拆除，甚至多次循环利用，比较起来经济一些，见图2。
              
              
    合拢劲性骨架采用的材料以钢结构为主，主要有型钢( H 型钢、槽钢、工字钢等) 、钢管、万能杆件、焊接组合结构等，目前也有很多桥梁采用在挂篮基础上附加满足结构受力需要的构造组合体作为合拢劲性骨架的方法，即节省成本，也加快施工进度，甚至有的桥梁边跨采用支架合拢的方法，但一般较少采用，需要经过精细的计算，满足结构受力和稳定要求，并且存在一定的风险，对结构的正常使用和耐久性产生危害，埋下安全隐患，这些问题日益引起人们的重视，促使设计人员更加精心设计，采用经济合理的合拢构造，保证安全。
    3 ·劲性骨架的计算
    目前，桥梁计算程序很多，能够满足一般桥梁设计、施工计算甚至仿真的要求，但是，对于结构计算，更多是技术人员的技术水平和经验起主要作用，因此，在桥梁设计过程中，劲性骨架的计算模拟是非常重要的技术关键点，也是难点，针对不同桥梁结构的具体特点，计算模型一定要和实际结构的力学性能一致或接近，才能确保结构的安全，否则将带来不可挽回的损失。
    劲性骨架的计算一般包括结构整体计算和构件计算以及附属构造计算。
    劲性骨架的整体计算包括全桥结构的全过程施工仿真，在计算中应考虑结构实际施工工况，如预应力混凝土连续桥梁在悬臂现浇法施工过程中，受结构物的方位、温度场升降温、风、雨、雪等各种气象因素的影响，箱梁悬臂端处于不断变化的过程之中，同时结构的约束体系变化( 如桥墩固结) 、材料、温度场、预应力张拉、顶推等各个工序和因素都必须予以考虑，计算结果应提供合拢段构造材料选择、构件型号尺寸选择等需要的各种不利工况组合的内力结果。构件计算包括单元构件的强度、应力、稳定等内容。
    劲性骨架的附属构造计算包括焊缝、锚固钢筋螺栓强度、连接件、高强螺栓强度等其他方面的内容。
    劲性骨架的整体计算模拟中，除正常的结构计算外，需要注意几点容易忽略的问题。
    ( 1) 一个问题是对劲性骨架的计算仿真模拟，在很多程序和技术人员进行设计计算时，一般采用合拢段两悬臂端结构单元节点刚接的办法进行计算模拟，一般说来，这样计算对结构应力不会产生过大的误差，但是结构位移会与真实状态存在差别，在一些个别情况下，会产生不利的结果，例如，当合拢段长度比较短，如混凝土连续刚构桥梁合拢时，为适当减小混凝土主梁的收缩徐变影响或调整桥墩位移与内力，同时适当消除结构弹塑性压缩，一般需要进行顶推情况下，由于劲性骨架弹性收缩、焊接锁定机构焊缝收缩和骨架间隙压密，结构顶开位移会回弹，由于顶开数值很小，回缩位移与顶开位移相比数值比例较大，这样，顶开位移被回缩位移抵消很多，实际永存于结构中的位移、内力会与理想数值差别很大，达不到设计要求的理想状态，起不到对结构受力状态进行调整的目的，例如在一座( 21 + 34 + 21) m 预应力混凝土连续箱梁的设计施工过程中，由于桥墩高度比较小，桥墩与上部主梁采用墩梁固结结构，设计图纸要求采用中跨设置合拢段，顶推位移开口量18mm 的技术以便抵消温度等作用产生的对桥墩不利的应力，劲性骨架全断面采用8 根32 号工字钢，理论顶推力286t，理论计算，采用合拢段两端固结的方式，运营阶段桥墩结构组合最大拉应力为1. 23MPa，但是考虑顶推回缩和劲性骨架实际结构和材料截面等因素，按照实际工艺和实际材料重新计算后，运营阶段桥墩结构组合最大拉应力达到5. 4MPa，分析原因在于桥墩高度很小，约6m 左右，桥墩混凝土应力对于墩顶位移非常敏感，在后期施工中，通过试验，确定顶推后卸载弹性回缩数值，采用提高顶推位移的方式，保证了结构的安全。
    ( 2) 在桥墩高度比较低、桥梁跨径比较小时，劲性骨架受力后的变形较大，节点刚接的模拟计算方式会导致结构应力状态不真实，对桥墩和主梁应力状态会给出错误的结论。
    ( 3) 劲性骨架计算，设计人员往往不考虑温度的影响，但当桥梁跨径比较大时，悬臂端竖直变位较大，桥位处于平曲线时，还存在结构扭转角度问题，这些因素容易成为控制劲性骨架构造的决定因素，尤其梯度温度产生的竖直和桥梁轴线扭转甚至会造成劲性骨架迸裂，酿成事故，而在桥墩高度比较小时，忽略劲性骨架单元刚度会对桥墩得出错误的应力结果。
    针对以上这些情况，解决的最好办法是采用劲性骨架真实构件材料和几何尺寸进行模拟，包括结构位置、刚度、连接方式、抗剪件的模拟，同时，充分考虑施工过程温度效应和施工精度，设计中必须重视。
    一般桥梁设计人员设计时比较重视整体结构计算，而对附属构造等计算比较容易忽略，但实际施工过程中，附属结构往往决定整体结构的安全，因此必须予以重视。
    构件计算和附属计算模拟中，同样需要注意几点容易忽略的问题。如构件的稳定和锚固构造强度问题必须进行精确计算，设计人员往往容易忽略，在大跨度桥梁中，每天环境温度和日照梯度温度作用下，对于悬臂端扭转作用强烈，容易造成锚固构造拔出或撕裂的现象，严重的甚至在锚固端部由于弯矩作用压溃承压钢管，导致事故。其次，钢结构焊缝强度、温度场等影响结构受力的因素，亦应重视，包括焊缝设置形式、焊脚尺寸、焊接质量等，必须全面考虑周全，细节往往决定成败。
    另一个需要引起重视的问题是合拢结构的拆除。在结构拆除前，钢构件中往往存在很大的应力和能量，尤其临时合拢钢束的拆除和应力释放，必须对称逐步释放应力，否则，一旦处理不好，很容易引起事故。拆除时需要注意确定合理的顺序，逐步释放钢构件和钢束中的应力，必要时需要设置防崩以及安全隔离设施，如采用绳索拴结等措施，避免突然释放，引起钢构件结构的震动和弹射，确保安全。