结合实际探讨曲线桥梁设计工作
结合实际探讨曲线桥梁设计工作
摘要：随着交通行业的不断发展，桥梁工程越来越多的出现在人们的生活中，本文根据自身工作经验，介绍了曲线桥梁的受力特点，并分析了曲线梁桥设计中遇到的相关问题，发表在工作中所积累和总结的若干看法。
关键词：曲线梁桥；受力特点；设计要点；下部支承
1、前言
曲线桥梁的美观与实用，线形突出和不占用太多土地等特点受到广大桥梁设计者的欢迎和青睐，从而在实际中得到广泛应用。但是曲线桥梁设计比较复杂，受力状态明显区别于其他结构形式的桥梁，所以设计中更加要求设计师综合考虑各种可能对设计结果有不利影响的因素，特别是对桥主梁和桥墩有影响的因素。在我国已经出现多起因为设计因素而导致的桥梁事故的发生，比如主梁的开裂、偏转或者支座脱落，事故发生后，更需投入人力物力财力对原桥进行拆除，给国家带来严重的经济损失。
综上所述，曲线梁桥的设计，必须引起充分重视，并使用空间分析程序对其上下部结构进行全面的整体的计算。下面就曲线梁桥设计中遇到的一些实际问题进行分析。
2、曲线桥梁的特点及其受力形式探讨
2.1 曲线桥梁梁体的弯扭耦合作用
曲线桥梁的曲梁在受到其他荷载的作用下，和其他受力体一样
会产生弯矩和扭矩，由于受整理受力体的影响，弯矩和扭矩相互作用影响，从而使的梁处于弯扭耦合作用状态。此时，弯梁曲线桥表现出明显区别于其他桥梁的受力状态—截面主拉应力比普通直梁大的多。此时由于扭矩的作用，外侧的竖向挠度明显较大，使得桥产生扭转变形，由于弯扭耦合作用，在梁端可能出现翘曲，当梁端横桥向约束较弱时，梁体有向弯道外侧“爬移”的趋势。
2.2 下部受力复杂
由于每个桥墩的内部和外部的支座反力有明显差异，垂直力有明显不同。弯桥的墩顶水平力，与直桥的制动力，内力，温度变化等引起的地震力相差不大，但也存在径向力，径向力主要由离心力和预应力张拉所产生。
基于上述的曲线梁桥的受力特点，可以得出在单立柱支承曲线梁桥结构设计中，配合其全面的整体空间受力计算分析，只采用横向分布的简化计算方法，不能满足设计要求。必须能承受纵向弯曲，扭曲和变形的作用下，结合它的重量、预应力和汽车活载作用与详细的应力分析相结合，充分考虑其结构的空间受力特性，从而得到一个安全，可靠的结构设计。
3、下部支承方式对曲线桥内力的影响
曲线梁桥的不同支承方式，对其上、下部结构内力影响非常大，根据其结构受力特点一般采用的支承方式为：在曲线梁桥的桥台的两端或盖梁处采用两个或更多个点的支承支座，这可以有效地以这
样一种方式支承，以增加横向的抗扭转特性，以确保横向稳定。曲线桥梁支承设计有很多种方式，可以使用曲线梁桥支承处得到更好的处理，根据平面弯曲，跨度，墩柱横截面，墩柱高度和预应力钢束力合理地选择具体的支承方式。采取矩形宽柱上设置双支承点，或者采用双柱中墩。这样的支承形式，可以提供更大的扭转约束。
独柱墩顶与梁固结的方式，柱墩可以承担部分主梁扭矩，扭转变形对主梁具有约束。采用的不同的方式对曲线梁桥的下部结构的受力有很大的影响，迫使不同的桥梁应采用不同结构的支承方式。通过以往的曲线梁桥设计经验发现以不同的支承方式可以影响桥梁的应力状态，其中特别是主梁的扭矩值和扭矩沿桥梁纵向分部的特点，同时还有主梁的受力状态。
下面将举例说明不同的支撑方式对曲线梁桥的影响。
某立交匝道桥，桥梁跨径为30×2+33+30×2+20=173m，中段有pt=33m(桥梁中线)的圆曲线段，最大圆心角为1830，整个桥梁位于道路回头曲线内。桥梁横截面为单箱单室箱形预应力混凝土梁，梁高1.65m，中墩全部采用独柱，墩柱顶部放置板式橡胶支座。设计中采用空间计算程序进行了详细的受力分析，其中对各中墩单点支承和双点支承(支座间距2.5m)两种结构形式进行了计算比较，图1是两种结构的扭矩图。
从图中可以看出：①采用双点支承时，在主梁的自重作用下，扭矩值较单点支承时的值最大可达30％，说明双点支座可有效减小
主梁自重扭矩；⑦双点支承时，预应力作用下，扭矩值较单点支承的值增大很多，而且扭矩分布规律也发生了变化，说明双点支承增大了主梁预应力所产生的扭矩；③在主梁自重与预应力荷载的合成扭矩仍然是双点支承的大。当然这种规律对所有桥梁不一定有普遍性。
4、实例探析曲线梁桥下部支承设计意见
对结构的抗弯扭耦合性能估计不足，结构抗弯扭耦合性能较薄弱，以致发生过大的扭转变形(如内侧支座脱空)、支座或支座处混凝土发生破坏。一般来说，当曲线桥的半径r＜100m时，就被称为小半径曲线桥，与大半径曲线桥相比，在跨径相同的情况下，因为曲率半径小，小半径曲线桥的“弯扭耦合”作用更加明显，对抗扭性能的要求也更高。在曲线梁桥下部结构设计时，为减少占用土地、改善下部结构布局、增加视野和桥形美观，其下部墩往往往采用独柱支承方式。此种下部结构的抗弯扭耦合性能较差，对小半径曲线独柱墩桥的抗扭性能的研究更应引起我们的重视。我们以铜陵市小半径曲线桥为依托工程，对小半径曲线独柱墩桥支座的抗扭性能和主梁的抗扭性能进行静载试验，得到了一些研究成果。
4.1 工程概述
a匝道桥跨径布置为3×(3×20)m，全长183.44m。桥梁最大纵坡4％，最高处设r=933.821m的竖曲线；横坡由桥梁起点的-2.12％线性过渡到终点的4％，平曲线采用r=50.0m的小半径圆曲线。上
部结构采用梁高1.4m的等高度斜腹板(加圆倒角)钢筋混凝土连续箱梁。下部结构桥墩采用扁柱式墩，墩顶弧形加宽，长边中间刻凹槽，在伸缩缝处采用双柱式墩，墩顶用系梁连接，桥台为轻型埋置式桥台，桩基础。桥面铺装为10cm厚的沥青混凝土，桥梁全宽8.5m。设计荷载等级：城-a级。
4.2 结构受力特点
曲线梁桥受力特点是相对于直桥而言的，由于主梁的平面弯曲使得下部结构墩柱的支承点不在同一条直线上，从而造成曲线梁桥的受力状态与直桥有着很大差别。
(1)从分析直桥角度来看，由于主梁自重和预应力钢束的双重作用，桥梁的荷载是对称的，因此对主梁不产生扭矩和扭转效应，曲线桥梁在这方面有明显不同，由于自重和预应力效应所产生的扭矩和扭转效应必须引起设计人员的足够重视，在较大跨径、大曲率、小半径的曲线桥梁的设计中，主梁组合最大扭矩可以达到纵向最大弯矩值的50％以上。
(2)桥梁支撑点的位置对受力情况有较大影响，因此采用独柱支承，同时考虑到曲线桥梁抗扭能力弱，故，曲线桥梁两端设置抗扭支承，以增加桥的整体稳定性由于端部支座横向受力分部不均，当主梁传递力到两端时，一定概率会导致发生支座反力为负值的情况。还有行车荷载的偏心传递，以及行驶时的离心力也会使曲线桥梁发生偏转和扭转变形。
5、结束语
曲线梁桥在进行边墩盖梁和支座设计时，由于其横向各支座反力相差较大，所以对边墩各支座反力应进行结构空间计算后确定，这样才能计算出反力的最不利值，同时避免边支座产生负反力，才能满足设计要求。只使用平面杆系程序计算出支点总反力后横向平均到各个支座上的方法，不适合曲线梁桥。
互通区小半径曲线桥梁设计环节分析
工程技术 ２Ｑ１ Ｑ：Ｑ （工） Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
互通区小半径曲线桥梁设计环节分析
刘智马清
（西安中交远洲工程勘察设计有限公司，陕西西安７１００６５）
摘要：随着公路网络不断复杂，互通区小半径曲线桥梁技术得到了广泛的普及。本文对互通区小半径曲线桥梁的设计环节
进行分析。分析了其结构受力系统，对主梁环节的优化措施进行探讨。
关键词：互通式；应用深化；管理应用；研究总结；桥梁设计系统
中图分类号：ＴＵ９９ 文献标识码：Ａ
１主梁扭转控制
在施工作业中，曲线桥梁的设计和直
线桥设计存在一定的差异。在直线桥的设
计过程中，由于受到主梁自重影响极其预
应力钢束的营销，其主梁的扭转变及其扭
矩能得到很好的控制。而在曲线梁桥施工
过程中，由于其相关因素的影响，不能实
现对其扭转变形环节及其扭矩环节的有
效控制。从而导致日常施工的不可预测性
的提升。由于其预应力钢柬径向力的影
响，其扭矩值是上下浮动的。由于其独柱
支承模式的应用，也不利于其下部支撑系
统的健全，不能确保其桥梁的抗扭能力的
提升，从而导致一系列的现实问题。为了
实现桥梁的整体稳定性的提升，我们需要
进行桥梁的抗扭支撑的树立，促进其曲线
桥梁的稳定性的提升，以满足实际工作的
需要，促进其桥梁环节的有效应用，保障
其桥梁的端部支座的横向受力的均匀性，
在实际工作过程中，我们要进行其曲线梁
桥应用模式的深化，实现对曲线桥梁特点
的深入应用。
２预应力混凝土箱梁环节控制
在工作过程中，我们也要进行曲线桥
梁的预应力混凝土箱梁环节的控制，确保
其张拉纵向力筋应用环节的完善，实现对
其腹板混凝土的裂缝的有效控制。从而确
保其径向水平压力的有效控制，保证其钢
筋混凝土的腹板超载现象的避免。促进其
混凝土结构的优化，避免出现混凝土崩裂
的现象，从而促进其预应力钢束拉直环节
的优化，实现对曲线桥梁的两端约束环节
试论互通区小半径曲线桥梁设计
２０１１年第０５期 科技疆向导 ◇交通与路建◇ 试论互通区小半径曲线桥梁设计 冯兴奎 ｆ黑龙江省龙政道桥工程有限责任公司 黑龙江 哈尔滨 １ ５００９６） 【摘要】随着我国社会经济的发展以及城市化水平的提高，人们对交通基础设施的要求也是越来越高，各个地区的高速公 路网以及城市道路网中的立交桥也越来越多。为了增强交通枢纽的使用价值，保证桥梁服从路线的布置并符合城市景观的需 要．互通区小半径曲线桥梁的应用日益广泛。本文分析互通区小半径曲线梁桥的特点，并根据这些特点简要探讨设计施工的要 点。 【关键词】互通式；匝道；桥梁设计 互通区小半径曲线梁桥的设计非常复杂．它的预应力效 应、温度效应以及活载的影响面加载都与传统的直线桥梁不 同 借助高精度的分析计算可以比较准确地掌握结构小半径 曲线梁桥的受力特点．进而针对它独特的受力特点在设计施 工的过程当中采用相应的措施．设计出安全可靠并且经济实 用的曲线桥梁。 １。互通区小半径曲线桥梁设计的特点 曲线梁桥的设计不同于直线桥．对直线桥而言．在主梁自 重以及预应力钢束的双重作用之下．荷载在横向面上是对称 的．并不导致主梁的扭矩和扭转变 但是在曲线粱桥中情况则 大为不同．自重、活荷载作用以及预应力导致的扭矩和扭转变 形是不可低估的 预应力钢束径向力所导致的最大扭矩值甚 至能够达到纵向最大弯矩值的５０％ 除此之外．由于桥梁的下 部支撑结构通常都是采用独柱支承的方式．因此桥梁的抗扭 能力比较弱．因此出于对桥梁整体稳定性的考虑就需要在桥 梁的两端设置抗扭支承 主梁的扭矩会导致端部支座的横向 受力不均．严重的情况下甚至会使桥梁一侧的支座出现负反 力 曲线粱桥与直线桥受力以及变形的差异导致曲线梁桥在 设计时需要考虑到曲线桥梁的具体特点 曲线桥梁的预应力混凝土箱梁在张拉纵向力筋的过程当 中．腹板会造成横向分力．这样就容易造成腹板混凝土的裂 缝．原因就是径向水平上的压力使得钢筋混凝土的腹板超载。 超载问题往往会破坏混凝土．严重情况下会导致混凝土的崩 裂．预应力钢束拉直并从腹板内溢出 第二．因为曲线桥梁的 两端约束比较大，所以在长期的温度变化作用之下．桥梁的中 间部分会缓慢地向外侧转动和移动 在降温的时候会出现朝 圆心向内的侧向位移Ａ１：在升温的时候则会出现朝圆心向外 的侧向位移Ａ２ 如果支座的形式以及设置设置不够合理．那么 在升温的过程中．由于支座的摩擦约束以及重力作用会导致 ＡＩ＞Ａ２。长此以往，整个梁体就会不断地移动。最严重的情况下 会导致桥梁的倒塌。第三．墩柱形式、座布置以及支撑横向间 距的设置不够合理的话会导致支座被过早破坏．进而引起墩 柱的开裂。这些问题往往都是梁体在预应力、自重和外部荷载 的共同作用下引起的翘曲以及扭转造成的 ２．互通区小半径曲线桥梁的设计 ２．１互通式小半径曲线桥设计依据 设计任何道路和桥梁前都要考虑车载量的问题 互通区 小半径曲线桥梁的交通量要考虑到当地的经济发展趋势．应 当考虑到设计年限内交通量的正常增长 要根据交通工程学 的原理计算交通量。包括实地的调查与统计．然后建立模型进 行分析和预测，得出设计年限内年的交通量来作为桥梁设计 的依据。除此之外，在计算互通区小半径曲线桥梁的通行能力 时还应当考虑到交通条件、公路技术以及管制条件等各个方 面的因素。这是因为桥梁的通行能力要受到交织路段长、车道 数以及连接部的通行能力等方面制约．所以在要进行综合测 算。 假设主塔为钻石形结构，塔顶高程＋９９．９０９ｍ．塔根高程＋ ３３．０１６ｍ，塔高６６．８９３ｍ。塔柱横桥向宽２．２ｍ，顺桥向宽４．０～ ５．０２９ｍ，中、上塔柱外侧设计了１个装饰槽 为增加横向刚度． 抵抗斜索径向水平分力，主塔上塔柱间设一箱形三角块，下部 内收为实体构件。上、中塔柱截面顺桥向壁厚６０ｅｍ，横桥向壁 厚１００ｅＩＴＩ，中间三角块壁厚８０ｅｍ。下塔柱实体块根部横桥向长 １４ｍ，顺桥向宽５０２．９ｃｍ。由于斜拉索径向力的作用，曲线外侧塔 柱为拉弯构件，曲线内侧塔柱为压弯构件 为解决外侧塔柱受 拉问题。在曲线外侧塔柱布置竖向预应力 竖向预应力布置分 为２部分，高程＋５８．４０９ ＋８０．４０９ｍ处靠内侧塔壁布置８束１２— ７ｃＰ５预应力钢绞线，高程＋３１．０１６－＋５０．９０９ｍ处靠外侧塔壁布置 ２０束１２—７ ５预应力钢绞线 ２．２互通区小半径曲线桥的结构受力设计 曲线桥处于“弯、扭、剪”的受力作用之下．因此在设计的 过程当中要考虑到桥梁的上下部结构抵抗“弯、扭、剪”的措 施 曲线桥的弯扭刚度比关系到结构的变形状态以及受力状 态 通常情况下．扭转弯形越大以及弯扭刚度比越大时就要增 大抗扭刚度并减小抗弯刚度 所以在进行配筋设计时可以配 置抗扭箍筋或者受力钢筋 曲线桥的截面主拉应力要大于直 梁桥．其内、外梁受力不均．所以在互通区小半径曲线桥的设 计中，要全面地考虑桥梁的空间受力问题。ｆ１）竖向刚度。主跨 跨中最大活载时竖向挠度为１／１６１２。说明结构具有较好的竖向 刚度，满足地铁设计规范的要求，保证了大桥建成后轻轨列车 行车的舒适性 ｆ２１侧向刚度及扭转刚度 跨中活载横向位移 最大为０．０３１ｎｌｍ。最小为一１．７２５ｍｍ．跨中活载扭转角最大为 ８．９ｘｌＯ一５ ｒａｄ 最小为一３．３９ｘ１０—４ ｒａｄ 虽然地铁设计规范对于 桥梁的侧向刚度和扭转刚度没有明确规定，但从计算结果可以 看出大桥具有很好的侧向和抗扭刚度。 匣载状态下斜拉索 索力、应力。看出恒载状态内外侧索力不对称，通过不对称索力 调整主梁的恒载扭矩 根据有限变位理论 并记入塔梁Ｐ—Ａ 效应 对成桥阶段空间整体弹性稳定性进行分析 结构１阶失 稳时的变形见图７ 结构１阶失稳表现为主孑Ｌ主梁弯曲失稳。 稳定安全系数ｎ＝２４．５。整体稳定安全系数较大 主梁采用满布膺架法施工，为节省工期，中、上塔柱与主梁 同时进行浇注。斜拉索采用２次张拉，第１次张拉完毕后主梁 整体落架，然后进行第２次斜拉索张拉，一恒、二恒索力全部张 拉到位 后期桥面铺装完成后。无须进行大规模调索 ２．３互通区小半径曲线桥的平面与纵面设计 互通区小半径曲线桥的设计要达到高等级公路的要求． 考虑到互通式立体交叉的重要性以及桥梁的交叉角度、地形、 用地条件等方面的因素．还要适应匝道上车流的速度变化以 保证车流的安全通畅。因此在设计过程中要保证平面线形与 汽车速度的变化相适应。至于纵面设计方面．纵断面线形要尽 可能地保持连续。设计纵坡要追求平缓以避免线形的突变．尽 可能地采用较缓的纵坡来保证行驶车流的安全 总而言之，随着我国现代化公路以及城市中立交桥数量 的Ｅｌ益增加，曲线梁桥的应用范围也Ｅｌ益广泛．特别是在那些 互通式立交的匝道桥设计当中。互通式立交作为各个方向的 车流转换的纽带，它的设计合理与否对整个立交桥以及相连 公路的交通功能都有着十分关键的影响．因此必须做好互通 区小半径曲线梁桥的设计工作。鬣 （下转第３１０页）
立交桥曲线桥梁设计注意事项
随着我国经济建设和对外开放的迅速发展，城市高架桥和立交桥的形式和构造日趋复杂多样。城市高架桥和立交桥由于功能的要求和地形条件的限制，多采用曲线桥和异形变宽桥或匝道桥。
与直线梁桥相比，由于曲率的影响，这些桥梁线型变化多样，结构受力复杂，除承受弯矩、剪力外，还有较大扭矩和翘曲双力矩的作用，因此容易出现裂缝、支座移位等病害。近年来，国内出现了一系列温度等荷载作用下曲线梁桥的侧移、翻转等问题，引起了各界的关注。其中，桥面的整体位移过大而导致破坏的现象为数众多。经专家分析认为，发生这种破坏的主要原因是对曲线桥缺少可靠的设计理论指导。缺少有效的计算方法和完善的技术规范，使得对此类桥型的受力与变形特性缺乏客观认识，致使其结构在诸多方面不能进行可靠的分析。
由于曲线桥梁的构型特点，使得约束变温引起的侧移问题非常突出，如在深圳市有多座曲线桥梁出现不同程度的侧移，有的由于侧移过大而失稳破坏。桥梁的侧移严重地影响了城市交通，并掩藏着巨大的安全隐患。
相关单位以深圳黄木岗立交桥的侧移失稳破坏为工程背景，分析了该类曲线桥梁的破坏机理：（1）导致曲线桥失稳破坏的主要原因是约束变温效应。当升温19℃（气温达到37℃），桥体发生整体侧移。变温效应过大的原因是梁端部支座切向约束过刚。当升温引起的侧向位移达到一定程度时支座反力增大，导致桥体失衡外移；（2）导致曲线桥破坏的另一相关因素是曲线桥重心位置设置不当。由于各中间支座的外偏心矩不够，致使桥梁两端双支承的内支座在气温高于19℃（竣工温度为18℃）时就脱空。重心的偏差使桥梁端部在大部分运营过程中处于单点偏支承状态，一遇升温桥体就会向外翻转。这一方面加剧了桥梁的失稳侧移，另一方面也导致各支座受力不均匀，严重时造成橡胶垫被挤出或破坏，正如所观测到的橡胶垫破坏情形。
提出了三点设计方面的改进建议：
（1） 温度荷载取值：85规范对箱梁上下缘温差规定为5℃，与桥梁实际情况差别较大，如深圳市黄木岗A匝道的箱梁上下缘温差的实测值在10℃以上。箱梁上下缘温差的不同，导致曲线桥的受力和变形也随之不同。通过分析，建议将箱梁上下缘温差取为10℃。
小半径曲线桥梁设计问题的分析
・８８・ 北 方 交 通 ２０１２
小半径曲线桥梁设计问题的分析
郑兴富
（辽宁仁合工程招标代理有限公司，沈阳１１０００６）
摘要：对于小半径曲线桥存在的支座脱空和箱梁抗扭问题，提出了切实可行的处理方法。 关键词：小半径曲线桥；支座脱空；箱梁抗扭 中图分类号：Ｕ４４２．５ ３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１２）０５—００８８—０３
随着我国公路事业的发展，越来越多的高速公
路在全国建成，由于高速公路是封闭式交通，在与其
他道路连接时会采用互通式立交形式。在互通式立 交中小半径曲线桥梁也越来越多的遇到，也就是弯
坡斜桥梁。曲线梁由于增加了恒载偏载、活载偏载、 离心力、温度效应的平面影响等多种复杂荷载工况， 其受力非常复杂，近ｌ０多年来，国内广东、福建、浙
江等地多次出现支座脱空、桥墩开裂、箱梁梁体横向
爬移等病害，甚至出现过桥梁垮塌的严重事故。因 此在设计过程中重视小半径曲线梁桥受力特点，有
针对性地采取措施尤为重要。本文将针对小半径曲 线桥支座的脱空和箱梁抗扭计算问题做一些简单论
述。 桥梁中的支座是联系上部结构与下部结构的重
要构件，它是梁体与桥墩台支承处设置的传力装置。 支座不仅仅要传递很高的荷载作用，还要保证桥梁
结构一定的位移。实际工程中，小半径曲线桥支座 脱空的现象在工程中常有发现。支座脱空后，其本 身应该承担的上部结构荷载，转移到相邻的支座，使 相邻的支座局部承压增加而破坏。同时，主梁在反
复荷载作用下，会产生振动，影响桥梁的使用性能， 降低主梁的稳定性。同时对于曲线桥还应注意的是
篇梁抗扭问题，高速公路互通式立交桥中的弯箱梁 挢 ｝ｌｌ墩多布置成独柱支承构造。在独柱式点铰支承
曲线连续梁中，．Ｊ二部结构在外荷载作用下产生的扭 矩不能通过中问支承传至基础，而只能通过曲梁两
端抗扭支承来传递，从而易造成曲梁产生过大扭矩。
本文就工程实际情况，提出一些切实可行的处理方 法，以供大家参考和借鉴。 １ 支座脱空工程实际事例及处理方法
试论互通区小半径曲线桥梁设计 2
２０１０年第１０期 （总第２００期） 黑龙江交通科技 ＨＥ ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪＩ Ｎｏ．１０，２０１０ （Ｓｕｍ Ｎｏ．２００） 试论互通区小半径曲线桥梁设计 殷旭东 （中交第一公路勘察设计研究院有限公司） 摘要：现代化公路和城市立交的数量逐年增加，弯梁桥的应用已经非常普遍，尤其是在互通式立交的匝道 桥设计中应用更为广泛。互通式立交是不同方向车辆进行转换的纽带，匝道是互通式立交基本单元，多为小 半径曲线桥梁，其设计合理对整个立交以及与其相连的快速道路的交通功能起着至关重要的作用。介绍了 互通式小半径曲线桥设计的依据、基本原则，并指出在设计中需要考虑的主要因素。 关键词：匝道；互通式；桥梁设计 中图分类号：Ｕ４４２ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１０）１０—００５４—０１ １互通式匝道小半径曲线桥设计依据——车载量 任何道路在设计前都要考虑通车后的车载量，作为立交 匝道处更应该如此。 互通区桥梁的车速要与环境相协调，地形、地质、场地条 件较好的地段可是当提高设计车速，环境条件较差时，可适 当降低。第二个与车速相关的因素是立交形式、匝道位置， 若是采用定向连接或半定向连接，车速可高些；若采用环形 匝道，外环车速高些，内环车速则低些。除此之外，车速还须 与被交路等级相适应。 互通区匝道的交通量设计，应该要考虑到社会经济的发 展，其远景设计年限交通量应包括正常增长的交通量以及诱 增交通量。交通量的设计应根据交通工程学原理，进行切实 的调查、统计，通过科学的分析、预测，建立相关的数学模型， 求得设计年限内年平均日交通量作为设计依据。 互通区匝道小半径曲线桥的通行能力的考虑要与公路 技术、交通条件、管制条件等因素相关。匝道处通行能力受 车道数、交织路段长、匝道出人口与主线或被交线连接部的 通行能力等因素的影响和限制，因该要在桥梁设计前对其进 行综合的验算、检查等。 ２互通区小半径曲线桥的平面、纵面、横断面的设计 互通区小半径匝道曲线桥平面线形设计。匝道桥的设 计要符合高等级公路的路线线形要求，所以匝道曲线桥的平 面线形设计要与匝道类型、等级相适应，考虑到互通式立体 交叉的重要程度以及地形、地物、用地条件、交叉角度等因 素，并要适应匝道上行驶车辆的速度变化，保证车辆能够连 续、安全的运行。所以在设计时，要考虑到平面线形与汽车 行驶速度的变化相适应，以及交通量、通视条件、工程规模 等。另外在平面线形设计中最重要的是平曲线半径、平曲线 超高等的问题。一般地，确定匝道圆曲线半径的大小，在考 虑立交形式、用地规模、拆迁数量和工程造价等基础上，应与 设计速度、超高横坡度以及行车安全和舒适性相适应。平曲 线超高一般以匝道中心线作为匝道超高的旋转轴，沿超高缓 和段逐渐变化，直至达到圆曲线内的全超高。小半径曲线桥 的超高按规范取值一般都在８％以上，而没有路基边坡，这 在视觉上往往横向坡度比一般有路基边坡的匝道横向坡度 大。 互通区小半径曲线桥的纵面线形设计。匝道曲线桥及 其同主线相连接的部位，纵断面线形应尽可能连续，避免线 形的突变，设计纵坡应尽量平缓，最好只有一次起伏，避免多 次变坡，并尽可能采用较缓的纵坡以保证行驶的舒适与安 全，加速上坡和减速下坡匝道严禁采用等于或接近于最大纵 坡值。另外，纵断面线形必须与平面线形结合起来进行立体 线形的综合设计。在匝道曲线桥纵坡变化处，必须设置竖曲 线，其半径及长度，必须依据设计速度，符合相应的规范值。 一般互通区曲线桥长度较短，纵面起伏变化，坡差较大，故竖 曲线半径一般较小。 互通区小半径曲线桥的横截面设计。匝道横断面由行 车道、路缘带、硬路肩和土路肩组成，设计时一般要考虑到互 通式立交等级、匝道设计车速和交通量等因素合理确定匝道 横断面组成、断面尺寸。在分别考虑平面、纵面、横断面的设 计之后，应该将三方面综合考虑，进行综合全面的设计。 ３小半径曲线桥的结构受力设计 梁体的弯扭耦合作用是曲梁在外荷载的作用下，同时产 生弯矩和扭矩，并互相影响，使梁截面处于弯扭耦合作用的 状态。曲梁桥的截面主拉应力一般比相应的直梁桥大，这也 是其独特的受力特点。内梁和外梁受力不均是因为存在较 大的扭矩，产生外梁超载、内梁卸载的问题。若是出现这种 问题，活载偏置时，内梁可能产生负反力，加之支座若不能承 受拉力，就会梁体与支座脱离，即“支座脱空”。墩台受力复 杂是由内外侧支座反力相差大造成的。弯桥下部结构墩顶 水平力，除了受到内力、地震力等应力外，还有离心力和预应 力张拉产生的径向力。所在小半径曲线桥的设计中，要全面 考虑桥梁整体空间受力情况，对此进行分析、计算，严格按照 设计要求。 弯梁桥一般处于“弯、剪、扭”的复合受力作用，所以在 设计上、下部结构时必须要考虑到抵抗“弯、剪、扭”的措施。 弯梁桥的弯扭刚度比直接关系着结构的受力状态和变 形状态。一般的，弯扭刚度比越大，扭转弯形越大，设计时就 要考虑整体结构能尽可能减小抗弯刚度、增大抗扭刚度。在 进行配筋设计时要考虑扭矩效应，可配置抗扭箍筋，或在腹 板侧面布置受力钢筋。另一种行之有效的办法是通过预应 力筋的径向偏心距来消除曲粱内某些截面过大的扭矩，改善 主梁的受力状态。在下部支撑方面，曲线桥可采用抗扭型支 承（多支点或墩梁固结）和单支点铰支承。对于较窄的桥 （桥宽Ｂ≤１２ ｍ）和曲线半径较小（一般约Ｒ≤１００ ｍ）的曲 线梁桥，其主梁扭转作用较大，而加上桥窄的原因，一般小半 径曲线桥采用独柱式下墩，所以其选用支承结构形式时应视 墩柱高度不同而确定，一般的较高的中墩可采用墩柱与梁固 结的结构支承形式；而较低的中墩可采用具有较弱抗扭能力 的单点支承的方式。除此之外，选择采用墩柱与梁固结的支 承形式时，必须注意墩柱的弯矩变化。一般墩柱较矮的，主 梁的扭转变形大，墩柱弯矩也很大，这种情况就适合采用矩 形截面墩柱。 参考文献： ［１］孙广华．曲线梁桥计算［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９７． ［２］邵容光．混凝土弯梁桥［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９６． ［３］ 中交第一公路勘察设计研究院（．ｆｉＧ Ｉ）２０—２００６）．公路路线 设计规范［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２０ｏ６． ［４］潘黎明．浅谈曲线桥梁设计计算［Ｊ］．山西建筑，２０１０． 收稿日期：２０１０—０７—１８ 作者简介：殷旭东（１９７７一），男，陕西乾县人，工程师，研究方向：桥梁涵洞设计工作。 ・５４・
关于曲线桥梁的构造设计
第２２期总第２２４期
２０１０年１１月 内蒙古科技与经济
Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｃｏｎｏｍｙ ＮＯ．２２．ｔｈｅ ２２４ｔｈ ｉｓｓｕｅ
ＮＯＶ．２０１０
关于曲线桥梁的构造设计
王俊利 ，李海川
（１．呼和浩特市公路勘察设计院；２．内蒙古交通设计研究院有限责任公司，内蒙古呼和浩特０１００００）
摘 要：针对公路桥梁设计中经常遇到的曲线上设置桥梁的情况．提出了装配式粱（板）桥和整体式
现浇梁（板）桥的结构型式。
关键词：曲线桥粱；构造设计；装配式梁（板）ｇｅ；整体式现浇梁（板）桥
中图分类号：Ｕ４４８．４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ＯＯ７—６９２１（２ＯｌＯ）２２一Ｏ１ｏｏ—Ｏ１
在公路桥梁设计中，特别是山区高等级公路，由
于受地形、地质、地物等条件限制，平、纵指标相对较
低，经常会遇到在曲线上设置桥梁的情况，通常采用
的结构形式为装配式梁（板）桥和整体式现浇粱（板）
桥
１ 曲线桥梁桥型选择及总体布置
曲线桥一般选用连续梁和简支梁，连续弯桥应
首选箱梁，简支梁桥以空心板为最佳方案。在总体布
置时，要从结构受力和结构变形两个方面考虑。注意
调整梁内扭矩分布，使梁内及支座受力均匀，同时使
梁端段横纵向变形在规范要求之内。曲线桥在横截
面设计时在桥跨范围内设一些横隔板，加强横桥向
刚度保持全桥稳定性。截面变化较大的位置设渐变
过渡段，以减小应力集中效应。
２曲线桥梁构造设计
２．１装配式梁（板）桥
装配式梁（板）桥的施工方法为预制、安装，具有
施工简单、工艺成熟、可工厂化施工、工程造价较低、
对桥墩高度的适应能力较强等优点，在桥墩高度较
大的情况下，可避免使用大量支架，在桥梁中使用最
为普遍。装配式梁（板）桥一般适用于直线桥梁或平
曲线半径较大的曲线桥梁。
曲线上设计装配式梁（板）桥，因平曲线半径，跨
径受到限制，尽管地形、地质条件较为复杂，桥墩高
关于铁路曲线桥梁墩台支座垫石中心坐标计算方法的探讨
. .
. .
. . 资.料 . .. 浅谈铁路曲线桥梁墩台支座垫石坐标计算方法
张燕 陈雄文
摘要：桥梁墩、台及支承垫石中心坐标的准确计算和测设是桥梁施工成败的
核心技术之一。本文重点介绍了铁路曲线桥梁墩、台定位的相关计算问题，
并以兰渝铁路LYS-13标段张家磨房大桥为实例，详细阐述了曲线桥梁墩、
台支承垫石中心的坐标计算，供大家参考学习。
关键词：曲线桥梁 墩台 支座 定位
1 引言
我公司承担的兰渝铁路LYS-13标段南充东至高兴段，有17座桥梁，13座桥梁位于半径1200m到7000m的曲线上，简支T梁均采用平分中矢的方式布置。施工中过程中，需要在曲线上进行大量的支座垫石放样，但直线桥和曲线桥放样有着一定的差别，现场施工放样常常由于概念不清、思路不明导致出错，造成架桥工作不能顺利开展和成本的增加。现以兰渝铁路张家磨房大桥施工放样为例，对曲线桥梁支座垫石放样进行详细阐述。
2 曲线桥梁的几个概念
2.1 桥梁工作线
曲线桥的中线是曲线，而预制梁通常是直的，导致线路中线与梁中线不能完全吻合，设计时采用将梁平均布置在曲线上，以使各跨梁的中线连线成为与线路中线基本相符的折线，这条折线就是桥梁的工作线。
2.2 偏距与偏角
曲线梁在墩台上布置时,为了使直线梁趋近于曲线,将梁向外侧移动一定距离E,致使梁两端并不位于线路中线上,这段距离E就称为偏距,对于平分中矢法,偏距E就等于中矢值的一半,对于切线布置法E就等于中矢值。而相邻两跨梁中心线的交角则称为偏角。
高墩多跨小曲线半径连续刚构桥施工关键技术探讨
高墩多跨小曲线半径连续刚构桥施工关键技术探讨
谢晨光
（新疆路桥桥梁工程建设有限责任公司，新疆乌鲁木齐８３００００）
摘 要：本文结合实际工程，详细地阐述了高墩、多跨、小平曲线半径连续刚构桥梁施工的关键技术及重点、难点。本文研究 了翻板抽芯模板设计，并介绍了施工流程，研究了塔式起重机配合抽芯翻板的高墩施工工法，对高墩施工具有很强的指导和
借鉴意义。通过分析对比了托架法和支架法，提出了“预制装配＋现浇”施工横隔板的方法。并对该桥进行了施工监控，结果 显示施工控制达到了预期目的，桥梁成桥线形符合设计要求。
关键词：高墩；多跨；小平曲线；连续刚构桥；关键技术 中图分类号：ｕ４４５．４ 文献标识码：Ｂ
１前言
在山区沟壑地区修建高速公路，预应力混凝土连续
刚构桥以其较大的跨越能力、良好的结构性能、低廉的 工程造价等优点被工程界广泛应用。本文根据山区桥
梁的施工特点，采用有限元模拟仿真计算分析方法与现
场施工相结合，以具体实际工程为背景，研究了山区高 墩大跨弯连续刚构桥悬灌施工的关键技术。积累了高
墩大跨弯连续梁悬灌施工经验，可以为以后类似桥梁提
供一定技术参考，为类似的桥梁设计理论和施工技术的
开发和完善提供可靠的研究。
２工程概况
某预应力混凝土连续刚构特大桥全长１ １２１ｍ，跨越 山区沟壑地区，位于半径为８０５ｍ的平曲线上，主跨为
１２７ｍ，其中６～９＃桥墩为主墩，采用变截面薄壁矩形空
心桥墩，最高墩１２０．５ｍ，桩基础采用直径为２．５ｍ的嵌岩
桩，主墩设计高度见表１所示。
表１ 主桥设计墩高（单位：ｍ）
３翻板抽芯模板
３．１ 模板设计
高墩外模板使用预制的定型大块钢模，由角模＋大 块平模＋抽块模板组成，在浇筑墩柱水泥混凝土过程 中，往上翻转角模和大块平模，浇筑完一段水泥混凝土，
将抽块模板抽出，依次往上翻转，直至墩身水泥混凝土
浇筑完成。在内外模板上用角钢焊接成Ｌ型以方便铺
设钢板搭设施工平台，施工平台挂设安全防护网，现场
桥梁工程曲线箱梁设计研究
＜ ×
孙 磊
（河北省唐山市交通勘察设计院有限公司，河北唐山０６３０００）
摘要：曲线梁桥与直线梁桥相比，主要区别在于其容易产生扭转，这样就存在弯曲扭转的耦合，而这种耦合也使得曲线 桥梁的设计变得复杂。因此，设计人员必须在综合考虑各影响因素的情况下，结合工程实际情况，按照规范精心设计，才能 确保曲线桥梁安全可靠。 关键词：曲线箱梁；支承条件；温度应力；预应力筋束 中图分类号：Ｕ４４８．２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—４７８６（２０１１）０８—０１０２—０２ ＤＯＩ：１０．３８６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—４７８６．２０１１．０８．０３ｌ Ｊ ｌＣ
ｕｒｖｅｄ Ｂｏｘ Ｇｉｒｄｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｊ
Ｉ ｓｕＮ Ｌｅｉ
ｌ （Ｈｅｂｅｉ Ｐｒ０Ｖｉｎｃｅ Ｔａｎｇｓｈａｎ ｎａ伍 ｓ“ｒｖｅｙ “ｄ Ｄｅ ｉｇｎ ｎ ｉ ｕ ｅ ｃ。。’ｎｄ’，Ｔａｎ ｈａｎ ０６ ０００，ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｌｉｅｓ ｉｎ ｃｕｒｖｅｄ ｇｉｒｄｅｒ ｂｒｉｄｇｅ ｉｓ ｐｒｏｎｅ ｔｏ ｒｅｖｅｒｓｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ Ｌ＿＿ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｇｈｔ—ｌｉｎｅ ｂｒｉｄｇｅ．ＳＯ ｔｈａｔ ｅｘｉｓｔ ｂｅｎｄｉｎｇ ｔｏｒｓｉｏｎ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｗｈｉｃｈ ａｌｓｏ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｕｒｖｅ
ｆ ｂｒｉｄｇｅ ｂｅｃｏｍｅｓ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｄｅｓｉｇｎｅｒｓ ｍｕｓｔ ｃｏｎｓｉｄｅｒ ｖａｒｉｏｕｓ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ Ｉ ｃａｓｅ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｌ ｃｕｎ ｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｓａｆｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ・
曲线桥梁设计开题报告
曲线桥梁设计开题报告
曲线桥梁设计开题报告
一、引言
桥梁作为人类交通工程领域中的重要组成部分，承担着连接两地、跨越障碍物的重要功能。曲线桥梁作为一种特殊形式的桥梁，具有独特的设计要求和挑战。本开题报告旨在探讨曲线桥梁设计的相关问题，并提出研究的目标和方法。
二、背景
曲线桥梁是指在桥梁的平面布置中引入水平和垂直曲线的桥梁形式。与直线桥梁相比，曲线桥梁在设计和施工过程中面临更多的技术难题。首先，曲线桥梁的水平曲线要求桥梁在转弯处具有一定的半径，以确保车辆的安全通行。其次，曲线桥梁的垂直曲线要求桥面在高程上呈现一定的变化，以适应地形的起伏。因此，曲线桥梁设计需要兼顾结构力学、土木工程和交通工程等多个学科领域的知识。
三、研究目标
本研究旨在探讨曲线桥梁设计中的关键问题，并提出相应的解决方案。具体目标如下：
1. 分析曲线桥梁设计的基本原理和要求；
2. 研究曲线桥梁的结构力学特性，包括受力分析和变形控制；
3. 探索曲线桥梁设计中的施工技术和工艺要点；
4. 分析曲线桥梁对交通流的影响，提出相应的交通管理策略；
5. 验证曲线桥梁设计的可行性和有效性。
四、研究方法 为达到上述目标，本研究将采用以下方法：
1. 文献综述：通过查阅相关文献，了解曲线桥梁设计的基本理论和实践经验，为后续研究提供理论基础；
2. 数值模拟：运用计算机辅助设计软件，建立曲线桥梁的数值模型，进行结构力学分析和变形控制；
3. 实地调研：前往实际曲线桥梁工程项目现场，了解施工技术和工艺要点，获取实践经验；
4. 数据分析：通过采集交通流数据，分析曲线桥梁对交通流的影响，并提出相应的交通管理策略；
5. 模型验证：通过对已建成曲线桥梁的实测数据进行分析，验证所提出设计方法的可行性和有效性。
五、预期成果
本研究的预期成果包括：
1. 曲线桥梁设计的理论研究成果，包括设计原理、结构力学分析方法和施工技术要点等；
2. 曲线桥梁设计的实践经验总结，包括交通管理策略和施工工艺要点等；