小半径曲线梁桥设计要点
小半径曲线桥梁设计分析
小半径曲线桥梁设计分析摘要：在进行市政桥梁工程建设时，小半径曲线桥梁经常会出现病害问题，导致桥梁工程应用寿命不断缩减。
以我国某一市政桥梁建设为例，在对病害问题进行分析时可以发现，这一项目原设计方案存在较多缺陷问题，因为桥梁设置形式与地理条件存在冲突，导致项目建设完成之后，内部缺陷问题比较严重，但未得到及时发现和解决，影响了桥梁项目运营效果。
企业也未对其进行及时维护，导致问题变得更加严重，因此需要做好桥梁改造处理。
本文就小半径曲线桥梁设计进行相关分析和探讨。
关键词：小半径；曲线；桥梁；设计分析近阶段我国在进行市政桥梁工程建设时，施工规模正在不断扩大，建设范围也在不断增加，这对桥梁设计工作开展提出了更高要求。
设计人员在对各种桥梁工程进行设计时，需要对区域内情况进行全面了解，在此基础上制作最优设计方案。
尤其是在对小半径曲线桥梁进行设计时，需要引进更加先进设计思维和技术，才能提高设计方案应用可行性和经济性。
设计人员还要做好传统小半径曲线桥梁设计改造，确保所有桥梁工程在运用时都能发挥更好效果，为我国居民出行提供更加优质服务[1]。
一、项目案例以我国某一市政小半径曲线桥梁项目设计为例，项目施工区域跨越山区小河沟，设计车道为三车道，荷载为公路一级，安全等级为二级，设计基准期为100年，桥面宽度为11.5米，环境类别为一级，结构重要性系数为1.0，桥梁位于平曲线上，圆曲线半径60米。
在对项目进行实际设计时，采用了重力式桥台和桩基承台基础，上部结构设计为16米左右，钢筋混凝土连续箱梁采用了现浇作业方式，桥梁长度为74米，使用了梁格法计算方式，各项参数验算均满足项目规定要求[2]。
二、小半径曲线桥梁设计方法（一）明确桥梁受力特点在对本项目进行设计时，会受到离心力作用影响，导致结构受力不均匀，因为桥梁支座外侧与内侧反力相差比较大，不同墩柱竖向力存在较大差异，桥梁墩顶不仅会受到与直线桥相同内力有效，还会因为运用力张拉和离心力作用影响，引发径向力。
211086347_浅论小半径曲线桥梁的设计
144研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2023.03 (下)由于曲线桥预应力、温度效应、活荷载效应等因素的影响，与常规的线性、半径桥相比，其受弯扭耦合、翘曲等因素影响较大，对其上、下结构的构造和加固处理产生了较大的难度，而弯曲桥的特殊力学现象是由桥长、跨、半径、墩台、支座等因素综合影响的结果。
1 小半径曲线桥梁设计的力学特性曲线梁桥的受力性能，其弯曲半径对梁体的弯曲有一定的影响，从而使其发生弯曲，从而使其既受到弯矩的作用，又受到扭力的作用，这就是弯扭耦合。
弯曲扭转耦合的结果是，弯曲箱梁桥的受力性能主要表现在下列方面。
（1）外梁外力不均匀因外梁外力过大、内梁卸载等原因，导致梁桥外缘的弯曲应力比内缘大，外缘的变形比内缘大，内梁和外梁的内力分布不均匀，内梁和外梁的受力不均匀，在箱梁上引起内腹筋和外腹板的受力不均。
在动载荷作用下，梁的支承部分会产生负向反作用力，严重时会导致梁与支撑分离。
（2）箱梁桥的挠曲变形曲线通常大于同直径的弯桥，其弯曲变形是由弯矩和扭力叠加而成。
（3）横向水平力车辆在曲线梁桥上行驶时，会对桥面产生水平的离心力，这是一种很好的方法。
预应力、混凝土收缩徐变和温度的改变，不仅会引起桥面的纵向水平力，而且还会引起横向的水平力。
由于外部载荷作用于桥梁，其横向水平力将导致梁身的截面力矩和桥墩的弯矩增加，从而导致桥面的侧向位移和侧向偏移。
（4）弯曲变形和变形对弯箱式桥梁来说，在弯曲和扭耦合作用下，其整体截面应力比直线桥梁要大，尤其是在弯曲和变形的影响下，这种问题更严重。
但其计算结果一般仅占基础弯矩和纯扭剪应力的5%～10%，经初步估计，在设计时可采用加横梁的方法，尽量减少断面的变形。
2 工程案例以江苏省常州市金坛区金坛高铁为例，采用3×25m 的连续梁桥作为研究对象。
项目地处江苏省金坛城区西南部、小桥村以南、金坛高铁枢纽金坛高铁站附近，地处常州市北部G233,S241东侧，金龙路以南，万嘉路以西。
桥梁工程中小半径曲线梁桥的设计要点
桥梁工程中小半径曲线梁桥的设计要点摘要：随着我国城市交通压力的不断增加，大量的高架桥和立交桥被兴建，但是由于城市交通功能的要求和地形环境的诸多限制，这些桥梁多采用的是曲线型构造。
曲线型结构的桥梁受力比较复杂，其中以小半径梁桥最为特别，除了一般的受力外，还要承受扭矩和翘曲双力矩的共同作用，所以小半径曲线梁桥出现的问题较多。
本文就小半径曲线梁桥出现的问题做了相应的说明，并就这些问题进行了深入的探讨并着重说明了设计中要注意的要点。
关键词：桥梁工程；小半径曲线梁桥；设计要点Abstract: Along with the urban traffic increase of pressure, a lot of viaduct and flyovers be built, but because the city traffic function requirements and terrain environment many of the limitations of the Bridges take the form of a curve type structure. The structure of the bridge type curve stress is more complex, among them with small radius of the most special bridge, in addition to the stress of the general, but also bear torque and warp the joint action of double moment, so small radius of the problem of the curved girder Bridges is more. This paper is small radius of the problem of the curved girder Bridges related instructions, and these problems thoroughly discussed and the focus on the design to the main points of attention.Key Words: Bridge engineering; Small radius curve beam bridge; Design key points of the小半径曲线梁桥，虽说在现实生活中有了很广泛的应用，但是由于其承载量，预应力及温差引起的弯矩、扭矩等作用力的受力较复杂，因此很容易产生设计考虑不全面，支座脱空、移位甚至崩塌的问题，给人民生命财产安全带来了极大的隐患。
小半径连续曲线箱梁桥设计要点
小半径连续曲线箱梁桥设计要点摘要：直线梁桥复杂，为保证结构安全，其设计时需验算的内容较直线桥多，尤其是箱梁剪扭组合验算及腹板束防崩设计，应引起设计人员足够的重视。
本文结合某小半径连续曲线箱梁桥的工程例子，按梁格法进行建模计算，并且总结了结构构造的处理措施。
关键词：小半径；弯梁桥；梁格法；空间分析；1 前言曲线梁桥在公路和城市立交桥的设计中，因为适应的方向线具有良好的能力，减少障碍，改变人力和材料成本，再加上曲率半径小，造型美观等优点，是一种广泛使用的桥型。
由于地形条件和线性约束，对曲线梁桥小半径曲线的出现是必然的，曲线梁桥与直梁桥的几何特性相比，具有更复杂的几何特性、决定了期更复杂的受力和变形特点。
小半径曲线梁桥不仅具有弯矩，扭矩，曲线梁桥的耦合作用，而且还有弯矩、扭矩的耦合作用，这给弯梁桥的结构设计及计算分析带来较多的困难和不便。
在本文中，结合小半径连续曲线箱箱梁匝道桥的工程实例的半径，通过计算和分析梁格法建模，结了结构构造的处理措施。
2 工程概况某匝道桥跨径组成为4 ×25m，桥宽为16m。
桥面铺装采用10cm 厚的水泥混凝土。
桥梁平面位于R =58m 的圆曲线及 A =40m 的缓和曲线上。
纵断面位于纵坡为1. 42% 和－ 3. 96% ，半径为1500m 的竖曲线上。
桥梁设计荷载等级为公路－Ⅰ级。
以此为背景，通过结构计算分析，总结曲线箱梁受力特征，探讨其受力特点及构造处理。
3曲线梁上部结构受力特点立交匝道桥受多种因素的限制，桥面宽度窄且多为小半径曲线桥，而且设置较大超高值；为了与两侧衔接，匝道桥往往设置较大纵坡且长度较大，因此匝道桥具有斜、弯、坡、异形等特点，给桥梁的线型设计和构造处理带来很大困难。
弯扭耦合效应是曲线梁桥力学性质的最大特点，曲梁在外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且互相影响，使梁截面处于弯扭耦合作用的状态，其截面主拉应力往往比相应的直梁桥大得多，这是曲梁独有的受力特点。
小半径曲线桥梁设计要点
小半径曲线桥梁设计要点作者：程亮亮来源：《科学与财富》2014年第11期摘要：因曲线桥梁受力复杂，设计及施工难度大，很多建成后的曲线桥梁在运营的过程中也逐渐出现了很多病害。
本文结合多年的设计经验，提出小半径曲线桥梁设计中应该注意的几点事项。
关键词：小半径；曲线桥梁；受力；支承方式；支座一、曲线梁桥的力学特性曲线梁桥在竖向荷载作用下，由于曲率半径的影响，必然产生扭转，而扭转又导致挠曲变形，这样梁体不仅受弯矩作用，同时还受扭矩作用，这称之为弯扭藕合作用。
弯扭耦合作用导致曲线箱梁桥具有以下几点力学特性。
（一）梁内外侧受力不均由于扭矩的作用会造成外梁超载、内梁卸载等问题，致使弯梁桥外边缘弯曲应力大于内边缘，外边缘挠度大于内边缘，内梁和外梁受力不均，反应到箱梁上则是内外腹板受力不均。
当活载偏置时，内梁支点甚至可能产生负反力，甚至会出现梁体与支座脱离的问题发生。
（二）挠曲变形曲线箱梁桥的挠曲变形一般要比相同跨径的直线桥大，弯桥的挠曲变形是弯曲和扭转的迭加。
（三）横向水平力汽车在曲线梁桥上行驶时会对桥梁产生水平方向的离心力。
预应力、混凝土收缩徐变及温度变化等不仅对桥梁会产生纵向水平力，也会产生横向水平力。
外荷载对桥梁产生的横向水平力会增大梁体截面扭矩和桥墩弯矩，并有可能造成横向的位移或者是桥梁在平面的转动。
（四）翘曲与畸变对于弯箱桥梁，由于在弯扭耦合的作用下会出现综合截面应力相对直线桥梁而言较大的问题，特别是在截面扭转以及畸变作用下，这一问题更突出。
但其数值往往只占基本弯曲应力和纯扭转剪应力的5%～10%，经过初步的估算，在设计过程中可以采取增设横隔板的设计处理方式，尽可能的控制截面畸变变形。
二、小半径曲线桥梁的设计要点（一）箱梁的设计1、箱梁跨径的选择弯梁桥的弯扭刚度比对结构的受力状态和变形状态有着直接的关系：弯扭刚度比越大，由曲率因素而导致的扭转弯形越大，因此，对于弯梁桥而言在满足竖向变形的前提下，应尽可能减小抗弯刚度、增大抗扭刚度。
小半径曲线桥梁设计方法分析
小半径曲线桥梁设计方法分析摘要本文结合多年工作实践，主要介绍小半径曲线桥梁的力学特性，分析曲线桥梁存在的病害及成因，提出了小半径曲线桥梁设计应该注意事项。
关键词曲线桥梁；设计方法；特性；成因近年来，随着经济的快速增长，城市交通的发展也越来越迅猛，由于受原有地物或地形的限制，以及城市交通功能的需要，小半径曲线桥梁在城市立交中应用越来越广泛。
因曲线桥梁受力复杂，设计及施工难度大，很多建成后的曲线桥梁在运营的过程中也逐渐出现了很多病害。
本文结合多年的设计经验，提出小半径曲线桥梁设计中应该注意的几点事项。
1曲线桥梁受力特性1）梁体的弯扭耦合作用。
曲线梁在外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且互相影响，使梁截面处于弯扭耦合作用的状态，其截面主拉应力往往比相应的直线梁桥大得多，这是曲梁独有的受力特点。
曲线梁桥由于受到强大的扭矩作用，产生扭转变形，其曲线外侧的竖向挠度大于同跨径的直桥；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）内梁和外梁受力不均匀。
在曲线梁桥中，由于存在较大的扭矩，因而通常会使外梁超载、内梁卸载，尤其在宽桥情况下内、外梁的差异更大。
由于内、外梁的支点反力有时相差很大，当活载偏置时，内梁甚至可能产生负反力，这时如果支座不能承受拉力，就会出现梁体与支座的脱离，即“支座脱空”现象。
3）离心力作用。
由于内外侧支座反力相差较大，使各墩柱所受垂直力出现较大差异。
曲线梁桥下部结构墩顶水平力，除了与直线桥一样有制动力、温度变化引起的内力、地震力等外，还存在离心力和预应力张拉产生的径向力。
因预应力钢束所具有的空间曲率，使得预应力束对于梁体将有水平径向力，这种径向力将对梁体的剪切中心产生扭转，而该扭转的存在又会使得曲线梁中产生附加的弯矩和扭矩，即在曲线梁中产生更显著的“弯、剪、扭”效应。
2现实中曲线桥梁存在的病害及成因1）曲线梁体向曲线外侧径向整体侧移。
支座布置不合理。
小半径曲线桥梁设计要点探析
小半径曲线桥梁设计要点探析一、小半径曲线桥梁的结构受力特点小半径曲线桥梁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，形成了其独有的受力特点：（1）主梁受曲率影响，梁截面发生竖向弯曲的同时会产生扭转，而产生的弯矩和扭矩相互影响，使梁处于弯扭耦合状态；（2）由于弯扭耦合作用，弯桥的变形比同跨径的直桥要大，主梁外边缘的挠度大于内边缘的，而且曲率半径越小，桥越宽，这一趋势越明显。
同时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；（3）曲线桥梁上汽车荷载的偏心布置及其行驶时的离心力，也会造成曲线梁桥向外偏转并增加主梁扭矩和扭转变形。
另外，曲线桥梁即使在对称荷载作用下也会产生较大的扭矩，该扭矩通常会使得外梁超载，内梁卸载；（4）主梁的扭转传递到梁端部时，会造成端部各支座横向受力分布严重不均，通常呈曲线外侧支反力变大，内侧变小的趋势，有时内侧支座甚至会出现负反力。
（5）曲线桥的中横梁是保持全桥稳定的重要构件，与直线桥相比，其刚度一般较大。
（6）采用连续梁体系的曲线桥，预应力效应对支反力的分配有较大的影响，在计算支座反力时必须考虑预应力效应的影响。
二、小半径曲线桥梁的设计要点（一）小半径曲线桥梁支座的布置形式曲线箱梁桥支座的布置型式通常采用三种形式（如下图）：a. 全部采用抗扭支承， b. 两端设置抗扭支承，中间设单支点铰支承，c.两端设置抗扭支承，中间既有单支点铰支承，又有抗扭支承的混合式支承。
近年来，在曲线箱梁桥工程实际应用中，两端为抗扭支座（双支座），联内安置几个单点铰支座，即中支点下部采用独柱支承的曲线桥多次发生侧倾事故。
其主要原因多为主梁在偏心荷载作用下发生扭转，当转角大到一定程度时，支反力的下滑分力将超过支座侧向的约束能力，扭矩将全部转移到梁端造成曲线内侧支座脱空，主梁发生倾覆。
所以此类支座布置的形式在工程应用中已不多见。
对于小半径的曲线箱梁，通常全部采用抗扭支承。
小半径曲线铁路简支梁桥设计需注意的几点问题
小半径曲线铁路简支梁桥设计需注意的几点问题摘要：特殊困难条件下，小半径曲线铁路简支梁桥采用湿接缝加宽方法，能以较大跨度布置孔跨，节约工程造价，但会给梁体布置、墩顶垫石尺寸及桥面横向布置带来一系列问题。
本文以塔黄旗北沟左线特大桥为例，探讨因湿接缝加宽引起的一系列问题及解决办法和注意事项。
关键词：铁路梁桥简支梁小半径曲线湿接缝加宽1概述在特殊条件下，受地形、既有线等外界因素的制约，铁路线路无法满足通桥（2012）2101梁部所需的最小曲线半径（1200m），特殊地段桥梁不得不采用小半径曲线。
为保证桥梁工程的经济性、合理性，设计过程中需注意一些特殊问题。
2工程概况虎丰张唐联络线，连接在建虎（什哈）丰（宁）铁路及张（家口）唐（山）铁路。
线路从虎丰线的塔黄旗站内引出（双线），跨越潮河后分为左右两线，分别跨越塔黄旗北沟沟口，外包在建张唐线后引入塔黄旗东站站内。
在首尾两个车站站位均已经确定的前提下，受山区河谷地形限制，局部地段采用半径R=500m 的曲线半径，本文仅以塔黄旗北沟左线特大桥为例，对小半径曲线简支梁桥的设计做几点浅析。
3 问题由来根据《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1-2005第3.3.6条文之规定，新建Ⅰ、Ⅱ级铁路道碴槽挡碴墙内侧距离线路中心不应小于 2.2m。
考虑到施工误差等因素，通桥（2012）2101梁将此距离定为2.25m。
即E值在5cm内（f=2E=10cm）时，曲线布置满足规范要求。
梁体布置采用平分中矢法，E、f相应关系参见图1所示。
图1曲线平分中矢布置方法示意根据计算结果，在半径R=500m圆曲线上，若满足采用跨度16m、24m、32m 简支T梁的规范要求，f值如下表1所示：表1 不同跨度对应f值R（m）梁长L0（m）f（cm）f限值10cm500 16.5 6.4500 24.6 14.4500 32.6 25.6可见，当曲线半径R=500m时，计算跨度为24m、32m的简支梁曲线布置时f值已经超限，桥面布置不能满足规范的刚性要求。
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对 预 力 束 与 箱 梁 内弧 侧 之 间 的混 凝 土产 生崩 弹 作 用 ， 这 种径 向 力 对 箱 梁腹 板 的 受 力 是 很 不 利 的 。 故
为 了解 决 这 个 问 题 ， 钢 束 布 置 时 ， 邻 两 预 应 力 在 相
钢 束 之 间 留有 １ ｍ 的 混 凝 土 厚 度 ，箱 梁 腹 板 留 ４ｅ
有 １ ｍ 的混 凝 土厚 度 保 护 层 来 抵 抗 这 种 侧 向 崩 ８ｃ 弹 力 ， 时在 腹 板 内设 置 防 崩 钢 筋 。 崩 钢 筋 示 意 同 防
常使 用 的现象 。该 文结 合某 跨铁 路 跨立 交 桥的设 计 ， 谈小 半径 曲线 箱梁 的设 计要 点 。 浅
关 键 词 ： 半 径 曲 线 桥 梁 ； 计 要 点 ； 梁 ； 交 桥 小 设 箱 立 中 图 分 类 号 ： ４ ８２ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：０ ９ ７ １ （ ００） — ０ ９ ０ Ｕ ４ ．１ Ａ １０ — ７ ６ ２ １ １ ０ ３ — ２ １
（ ） 半径 曲线 梁桥 的构造 形 式 与直 线 梁 桥 有 １小 不少 相 似 之处 ， 由于 它是 曲 线 梁桥 ， 结 构 受 力 但 其
的 特 点 不 同 ， 构 造 处 理 上 也 相 应 有 其 较 多 特点 。 在 （） ２ 由于 曲线 梁 桥 比直 线 梁 桥 的受 力 复 杂 ， 对
大 扭 矩 和 翘 曲 双 力 矩 的 作 用 。 在 施 丁 运 营 中会 出 现 很 多 问 题 ， 生 问 题 的 原 因 是 多 方 面 的 ， 的 在 连 续 梁 曲线 内侧 端 支 座 脱 产 有
空 ； 的 曲线 梁体 向 曲线外 侧 径 向整体 侧 移 ； 的墩 梁 同结 处在 立 柱 顶部 （ 梁底 衔接 处 ） 有 有 与 产生 水平 环 形 裂缝 等 危及 桥 梁正
小 半 径 曲线 梁 桥 的 纵 向预 应 力 钢 束 沿 箱 梁 腹
板 平 面 曲线 线 型 变 化 而 布 置 成 水 平 曲线 ，预 应 力 钢 束 对 混 凝 土 产 生 较 大 的径 向力 ，它 除对 相 邻 两 预应力 束之 问的混凝 土产生 局部承压作 用外 ， 还
１ ２ｍ。 主 梁 为 单 箱 单 室 箱 梁 ， 梁 高 在 第 一 跨 由 ２ １４ｍ 渐 变 为 ２０ｍ，在 第 三跨 又 由 ２０ｍ 渐 变 为 ． ． ． １４ｍ； 高 为跨 径 的 １１ 。 顶 板 宽 ８０ ｍ， 板 宽 ． 梁 ／７ ． 底 ４０ｍ， 梁 翼 板 悬 臂 ２０ ｍ， 板 厚 ５ ｍ， ． ． 箱 ． 腹 ０ ｅ 顶 底
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１ 工 程 概 况
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除原 平 交 道 口并 在原 道 口位 置 西 侧 新 建 一 座 上 跨 立 交 桥 ， 于 受 平 面 线 形 的 限 制 ， 跨 主 桥 采 用 由 上 ２ ３ ＋ ６ｍ＋ ５ｍ预 应 力 混凝 土连 续 弯 箱 梁 。 ５ｍ＋ ６ｍ ３ ２
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２ １ 年 １ 月第 １ 期 ００ １ １
城 市 道桥 与 防 洪
桥梁结构
３ ９
小半 径 曲线 梁桥 设 计要 点
校飞燕 ， 邢 亮 ， 河 锦 张
（ 姚市 交通设 计 院 ， 江余姚 ３ ５ ０ ） 余 浙 １４ ０
摘 要 ： 阶段桥 梁 由于 地彤 条件 的限 制 ， 采 用 曲线桥 梁 和 匝道 桥 。特别 是 小半 径 曲线 梁桥 ， 承 受弯 矩 、 力 外 ， 有较 现 多 除 剪 还
型
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４ ０ ， ０２
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Ｆ２ ２ Ｆ
２ 设 计 标 准
（ ） 计 荷 载 ： 路 一Ⅱ级 ； １设 公 （ ） 度 荷 载 ： 构 体 系 温 差 ±２ 【， 度 梯 ２温 结 ２ｃ 温 ＝ 度 参 照 １ ｍ 沥青 铺 装 参 数 ； ０ｅ （ ） 面 净 宽 ： ． ｍ； ３桥 ８０ （ ） 计 车 速 ： ０ｋ ／ 。 ４设 ４ ｍｈ
线路 中心线 ｉ
图 １ 箱 梁 跨 中 横 断 面 （ 位 ：ｍ ） 单 ｃ
弯 扭 偶 合 作 用 明 显 ， 构 扭 矩 较 大 。为 减 小 扭 矩 ， 结
在 各 墩 均设 置 双 支 座 。支 座 布 置 示 意 见 图 ２ 。
３４ 防崩 钢 筋 设 置 ．
３ 设 计 参 数
由于 本 桥 曲线 半 径 较 小 ， 构 在 荷 载 作 用 下 ， 结
收 稿 日期 ：０ ０ ０ — ７ ２ １— ６ ０
见图 ３ 。
箱 梁 采 用 单 向预 应 力 体 系 。纵 向预 应 力 筋 采 用 高强 度 低 松 弛 钢 绞 线 （２ ７ ５及 ７ ７ ） 钢 束 １— — 巾５ ， 均 为一 端 张拉 。箱 梁 跨 中预 应 力 钢 束 布置 见 图 １ 。
３ ３ 支 座 布 置 ．
４ 设 计 要 点
３ １ 箱 梁 构 造 ． 桥 梁 上 部 结 构 为 四跨 一 联 预 应 力 混 凝 土 连 续 曲 线 箱 梁 ， 于 在 圆 曲线 和 缓 和 曲线 上 ， 线 半 径 位 曲 最 小 为 ８ ０ｍ。分跨 布 置 为 ：５ｍ＋ ６ｍ ３ ２ ２ ３ ＋ ６ｍ＋ ５ｍ＝