曲线梁桥设计计算分析
曲线梁桥设计计算分析
赵站伟，刘锋民
（武汉市公路勘察设计院，湖北武汉４３００１５）
摘要：通过实际项目内的工程计算和设计，介绍了
曲线梁桥的受力特点和设计要点；通过运用不同
的计算方法进行结果验证对比，得到了与理论相
符合的理想结果。
关键词：曲线梁桥；力学特征；设计要点
中图分类号：Ｕ４４８ 文献标识码：Ａ
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅｄ ｂｅａｍ
ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ
ＺＨＡＯ Ｚｈａｎ—ｗｅｉ，ＬＩＵ Ｆｅｎｇ—ｍｉｎ
（Ｗｕｈａｎ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｕｂｅｉ Ｗｕｈａｎ ４３００１５ Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｆｒｏｍ ａｎ ａｃｔｕａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ
ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅｄ ｇｉｒｄｅｒ Ｂｒｉｄｇｅｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ；Ａｃ— ｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｃｏｍｐａｒｅ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｉｔ ｇｅｔｓ ｔｈｅ ｉｄｅａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｕｒｖｅｄ ｂｅａｍ ｂｒｉｄｇｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ—
ｔｉｃｓ；ｄｅｓｉｇｎ ｐｏｉｎｔｓ．
引言
曲线梁桥以其因地制宣、整体桥型美观、结构轻 盈等特点，近年来在我国发展迅速。但曲线梁桥与同 等规模直线桥比较，受力较复杂，设计和施工难度增
大。有不少的曲线梁桥在运营中也逐渐出现了较多 病害，包括梁体产生扭转变形、侧向变形、外沉内翘、 “爬坡”现象等…。要避免曲线梁桥出现病害，保证桥
梁安全运营，必需了解曲线梁桥的受力特点，正确进 行曲线梁桥简化分析计算，才能判断数值分析结果的
正确与否。采用同济大学开发的“桥梁博士”和北京 迈达斯技术有限公司开发的“ｍｉｄａｓ Ｃｉｖｉｌ”对工程进行
收稿日期：２０１３＿＿０１—０４ 作者简介：赵站伟（１９７９一），男，河南洛阳人，工程师，研 究方向为桥梁设计。
一４２一 了计算，得到了与理论相符的结果。
１ 曲线梁桥的力学特征
曲线梁桥最主要的受力特性是，主梁截面在发生
竖向弯曲时，由于曲率影响，必然产生梁体的“弯一 扭”耦合作用。与相同跨径直线梁桥相比较，其受力 性能特征：（１）其弯矩比相应直桥增大，其截面主拉应
力比相应的直梁桥大得多。（２）曲线粱桥的变形比相 同跨径直线桥要大，曲线外侧边缘挠度大于内边缘挠
度，且平曲线半径越小、桥面越宽，这一趋势越明 显 。（３）在对称外荷载下也会产生较大的扭矩，通 常会使曲线外侧主梁超载，内侧主梁卸载，内外侧主
梁产生应力差别。（４）支承反力有曲线外侧变大、内 侧变小的倾向，当活载偏置时，内侧支承甚至可能产 生负反力，同时也应防止外侧支座超载。（５）中横梁
除了具有直线桥中的作用外，还是保持全桥稳定的重 要构件，其刚度需要加大，并增设中横隔板。（６）主梁
内纵向预应力钢束的效应对支座反力分配有较大影 响，计算时必须考虑其影响。
２ 曲线梁桥的支承布置形式
（１）曲线梁桥按支承方式可分为点铰支承和抗扭 支承；（２）对于连续曲线梁桥，为了保证梁端扭转变形 不至于过大导致伸缩缝破坏，一般在梁的两端设置能
抵抗外扭矩的抗扭支座，中间支承可以采用抗扭支承 或点铰支承，或交替使用两种支承形式。在曲线半径 较大时，中间采用独柱墩与采用双柱墩，虽然弯矩和 剪力差别较小，但扭矩有明显差别；（３）通过均布力矩 作用在曲线桥与直线桥是扭矩图的对比，曲线半径越 小传递到端支承的扭矩也越小。由于互通内的匝道
桥宽度一般较小，端支承的间距不大，若存在较大的
扭矩将使内侧端支座产生负反力，支座脱空，同时靠 近端支承的梁体也要承受较大的扭矩 。
在曲线半径较大时建议不设计中间独柱墩的多
跨连续梁，尤其是在桥宽较宽的直桥上不应设置多跨 中间独柱墩。近年来已出现过数次独柱连续梁桥横
向倾覆事故，虽然现行的公路桥规在横向倾覆稳定性
方面没有相关的规定，但该问题必须引起高度重视。
姜宏伟：多孔玄武岩水泥稳定碎石基层的施工技术
确定的延迟时间内完成，并达到要求的压实度，同时 没有明显的轮迹。（８）碾压过程中，基层表面应始终 保持湿润，如水分蒸发过快，应及时补洒少量的水，但
严禁大量洒水碾压。（９）碾压完成后，用灌砂法检测 压实度，并和碾压遍数进行校核，压实度不够时重新 压实；若重新压实后压实度还不够，应检查材料密度
引起的压实度问题。多孔玄武岩原材料因空隙多少 存在不均匀性质，密度随之变化。必要时可将现场混 合料进行重型击实试验，确定最大干密度，计算压实
度。材料密度变化，使灌砂法检测压实度不能完全反 映压实程度。当碾压遍数超过试验路确定碾压遍数， 路面有石子被压碎情况，可认为压实程度足够，不再
做过度碾压。 ７养生及交通管制
（１）每一施工段碾压完后立即覆盖养生，覆盖物 尽量选择保水性好、能够回收利用的材料。（２）养生 期间覆盖物要保持湿润，多孔玄武岩成型较慢，养生
期适当加长，一般需要７～１０ ｄ。（３）摊铺中洒水方 式，建议采用洒水车接水管在另半幅洒水养生。（４） 养生期间采用防护栏封闭交通，并设专人看管，严禁
其他车辆通行。
８ 结语
水泥稳定碎石基层使用多孔玄武岩，作为路面基 层主要材料有较高的利用价值。但施工控制要求较
高，需要一定的施工经验，尤其要控制混合料含水量、 压实质量，是多孔玄武岩施工控制的重要环节。多孔 玄武岩作为路面基层主要材料可以推广应用。
参考文献： ［１］ ＪＴＪ０３４—２０００．公路路面基层施工技术规范［ｓ］ ［２］ ＪＴＧ Ｅ４０—２００７．公路土工试验规程［ｓ］． ［３］ ＪＴＪ０５７—１９９４．无机结合料试验规程［ｓ］．
（上接第４３页）
３．４桥墩设计 马家湖大桥右幅第五联连续箱梁，１７＃～２０＃墩均 采用了抗扭支承，同时将箱体宽度加大，将悬臂长度 由常规的２ ｍ宽减小为１．５ ｍ宽，这样可以有效提高
梁体的抗扭刚度并加大支座问距，本例１７＃、２０＃墩处 支承间距为４．０ ｍ，１８＃、１９＃墩处支承间距为３．５ ｍ。 桥墩平均高１２ ｍ，根据本桥的特点采用矩形薄壁墩， 壁厚１．８ ｍ宽５．２ ｍ，桥墩外壁四角均设置Ｒ１５ ｅｍ的
圆弧倒角；承台尺寸为６．８ ｍ ｘ ６．８ ｍ，厚２．５ ｍ，桩基 础采用摩擦桩设计。
表３汽车作用内力
４ 结语
曲线梁桥与同等跨径直线相比，在设计方面建议 加大箱体宽度并减小悬臂长度，加强横隔板设置；加 强腹板侧面受力钢筋、防崩钢筋设计，尽量设置抗扭
支座并拉大支座间距；加强桥墩的抗推能力，梁端设 置防侧滑装置，给伸缩缝留出足够的变形空间；墩高
较高或纵坡大时考虑墩梁固结；在计算中预应力计算 线型按空间计算，不能忽视温度作用和汽车离心力的 作用。
－．－－——４６－－－－—— 参考文献： ［１］ 刘效尧徐岳．梁桥（第二版）［Ｍ］．北京：人民交通出 版社，２０１１． ［２］ 孙广华．曲线梁桥计算［Ｍ］．北京：人民交通出版 社，１９９７． ［３］ 范立础．桥梁工程［Ｍ］．北京：人民交通出版 社，２００１． ［４］ 李海霞．预应力混凝土曲线梁桥支承设计初探［Ｊ］． 交通科技，２００２（０２）．
基于ANSYS的曲线桥梁格分析方法
第４期（总第２１７期） 山西交通科技 Ｎｏ．４ 主墨 坠 Ｓ 曼 垦 ￡ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ Ａｕｇ．
基于ＡＮＳＹＳ的曲线桥梁格分析方法
卢艮喜
（山西远大公路桥梁建设养护有限公司，山西 忻州０３４０００）
摘要：结合具体的工程实例，基于ＡＮＳＹＳ平台上利用空间梁格法来分析曲线梁桥结构的 力争陛能。通过利用单梁法、梁格法以及壳单元法来分别对该曲线桥进行结构分析。以壳单元
分析结果为基准，通过对比分析发现，梁格法在计算精度上优于单梁法，并且能够考虑曲线桥 的横向效应。 关键词：曲线桥；梁格法；ＡＮＳＹＳ；结构；分析 中图分类号：Ｕ４４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—３５２８（２０１２）０４－００３０－０４
曲线梁桥在高等级公路线形设计和交叉路线、
城市立交以及特大桥桥头引道上都有广泛的应用。 曲线梁桥作为桥梁工程中的一种重要桥型，其应用
和研究得到越来越多的工程师及科研人员的关注。
与直线桥不同的是，由于曲线梁桥结构具有“弯一 扭耦合”效应＿ｌ】，因而其结构内力分析较直线桥复杂，
一般需要对其进行空间结构内力分析。国内已有文
献［２１对实际的工程实例应用空间梁格法成功地进行 结构内力分析和配筋计算。对此，本文通过具体实例
来介绍如何在ＡＮＳＹＳ软件中利用梁格法分析曲线 梁桥。
１梁格理论简介
梁格的基本理论是曲线梁桥结构为曲线主梁与 横梁处于弹性支承关系上的结构，利用节点的挠度 和扭角的关系计算节点力，进而求出横向分布系数，
它是在刚性横梁法的基础上得到的。其适用条件为 主梁与横梁联系十分紧密的桥梁结构，实际桥梁结 构可简化为相应的由横梁和主梁共同组成的平面格 构。
空间梁格法的基本思路是用一个等效梁格来代 替实际桥梁结构。实际曲线梁与比拟梁格之间的等
效关系主要表现在梁格各构件的刚度计算上，理论 上，实际曲线梁和等效梁格在承受相同外荷载时，应 当具有相等的挠度和扭转，等效梁格中的每一构件
整体式桥台曲线箱梁桥的概念设计
第１２卷第２期 ２０１２年６月 上海应用技术学院学报（自然科学版） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＨＡＮＧＨＡＩ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ（ＮＡＴＵＲＡｌ ＳＣＩＥＮＣＥ） Ｖｏ１．１２ Ｎ ２ Ｊｕｎ．２０１２
文章编号：１６７１—７３３３（２０１２）０２—００９７—０５
整体式桥台曲线箱梁桥的概念设计
林志平
（福建省高速公路有限责任公司，福州３５０００１）
摘要：提出了整体式桥台曲线箱梁桥结构体系的概念，并针对该桥型概念设计中关于设计原 则、总体布置与构造、关键构件设计等若干核心问题进行总结和分析，提出了相关建议：合理边 中跨比取０．４５～１．０，高跨比取１／１７￣１／２０；台高Ｈ宜控制在Ｈ／Ｉ＝１．５￣２（Ｉ为桥台的纵桥
向厚度）；采用钢筋混凝土矩形桩时，桩基长细比宜控制在４０￣８０，而当采用圆形桩时，桩径≤
１．０ ｍ等。研究结果有助于整体式桥台曲线箱梁桥的设计与应用。
关键词： 整体式桥台；曲线箱梁；概念设计 中图分类号：Ｕ ４４２．５ 文献标志码：Ａ
Ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ａｂｕｔｍｅｎｔ Ｃｕｒｖｅｄ Ｂｏｘ Ｂｒｉｄｇｅｓ
Ｌ／ＮＺｈｉ－ｐｉｎｇ
（Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ａｂｕｔｍｅｎｔ Ｃｕｒｖｅｄ Ｂｏｘ Ｂｒｉｄｇｅｓ（ＩＡＣＢＢ）ｗａｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＩＡＣＢＢ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄｅ—
ｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｇｅｎｅｒａｌ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｃｒｕｃｉａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ，ｅ 【ｃ．ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ：ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｉｄｅ—ｍａｉｎ ｓｐａｎ ｒａｔｉｏ ｉｓ
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
连续曲线梁桥的设计探讨
连续曲线梁桥的设计探讨
杨剑，戴秋鹤 （南昌市公路勘察设计院，江西南昌 ３３００７７）
摘要：在南昌市某连续曲线梁桥设计的基础上，对
此类梁桥设计的一些问题进行了探讨，从而总结
出设计经验。
关键词：曲线梁桥；设计；探讨
中图分类号：Ｕ４４８ 文献标识码：Ａ
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ
ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｕｒｖｅ ｂｅａｍ ｂｒｉｄｇｅ
ＹＡＮＧ Ｊｉａｎ，ＤＡＩ Ｑｉｕ—ｈｅ
（Ｎａｎｃｈａｎｇ Ｃｉｔｙ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｊｉａｎｇｘｉ Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００７７ Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｎａｎｃｈａｎｇ ｃｉｔｙ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｕｒｖｅｄ ｇｉｒｄｅｒ ｂｒｉｄｇｅｓ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ
ｔｈｅ ｂｅａｍ ｂｒｉｄｇｅ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｏ ｓｕｍｍａｒｉｚｅ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｕｒｖｅ ｂｅａｍ ｂｒｉｄｇｅ；ｄｅｓｉｇｎ；ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ
１ 总体设计
１．１ 总体布置 本公路桥为新建双幅桥梁，桥梁纵坡为双向 ２．８％；桥面横坡为行车道２％，人行道１％，左幅桥设 ２％超高；桥梁中心线与拟建河道斜交６７．７。。桥梁长 ４５３．６８３ ｍ，其中主桥长１３７ ｍ，桥梁全宽３８．０ ｍ。
根据河道Ｖ级航道等级净宽要求和平面线形，桥 梁上部结构主桥左幅为（３５．０６４＋６０＋４２．５８６）ｍ预 应力混凝土变截面连续箱梁，主桥右幅为（４２．４０５＋ ６０＋３３．９７２）ｍ预应力混凝土变截面连续箱梁；左引
桥为（４×２５＋２×３０）ｍ组合箱梁；右引桥为（３×２５＋ ３×２５）ｍ组合箱梁，全桥共５联１５跨。桥梁下部结
构主桥桥墩为矩形截面实体墩，钻孑Ｌ灌注桩基础；引 桥墩台为桩柱式墩台，钻孔灌注桩基础。
曲线梁桥受力分析及对比
曲线梁桥受力分析及对比
摘要：首先概述了曲线梁桥的受力特点，其次系统分析了影响曲线梁桥力学特性的各项因素。最后，通过建立有限元模型，计算得出内力分布图，对比分析了四跨连续曲线梁桥和同等跨径直线梁桥的内力分布情况，认为曲线梁桥支点反力存在外侧大内侧小等受力不均匀性问题，并根据得出的结论提出相应的建议，为曲线梁桥的设计、施工提供参考。
关键词：曲线梁桥；有限元；受力不均匀性
Force Analysis and Comparison of Curved Girder Bridge
Zhang Yiyong
(1. Chongqing Jiaotong University school of civil
engineering,Chongqing 400041)
Abstract: Firstly,the stress characteristics of the curved girder
bridge are summarized. Secondly, various factors affecting the
mechanical characteristics of the curved girder bridge are
systematically analyzed. Finally, through the establishment of a
finite element model, the internal force distribution diagram was
calculated, and the internal force distribution of a four-span
continuous curved beam bridge and a straight-line beam bridge of the
same span was compared and analyzed. Based on the conclusions drawn,
异形变截面曲线箱梁桥有限元分析
第２８卷第７期 ２０１２年４月 甘肃科技 Ｇａｎｓｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌ ２８Ⅳ０．７ Ａｐｒ． ２０１２
异形变截面曲线箱梁桥有限元分析
闫 岩，饶 胜
（兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州７３００７０）
摘要：以南京某地铁高架桥为工程背景，采用ｍｉｄａｓ／ｃｉｖｉｌ空间有限元软件，针对异形变截面曲线箱梁进行了结构分 析，根据规范要求验算了强度、抗裂性和应力等受力特性，并列出了计算结果，为同类桥型的分析计算提供了参考。 关键词：异形曲线梁桥；有限元分析；应力验算 中图分类号：Ｕ２１２．３３２
随着交通事业及城市建设的迅猛发展，特别是
大量立体及平面交叉桥梁的修建，使得中、小桥梁的
结构形式越来越注重于路线线形、行车舒顺和美观
要求，于是出现了许多平面几何形状不规则的桥梁，
采用了多种曲线和异形的桥梁结构。高架桥和立交 桥在主桥通往匝道，或主线通往分支线的连结处，通
常需要设置变宽度、或变坡度、或变曲率的分叉连接
段，此类分叉连接段即为异形桥梁结构。采用异形
桥梁结构将立交的主线和支线进行连接，可以达到
使结构线型顺畅，减少对地面交通影响的目的。就
目前而言，关于异形桥的计算理论，国内外都尚未形
成理论体系，无论是理论解析方法、数值解析方法，
还是简单的实用计算法，还都处于研究阶段。异形
桥计算中的许多关键规律仍未发现，其设计理论与 方法、力学特点、构造特点、施工要点均不很清晰，尚
未能提出作为设计计算的确定办法，有关规范也没
有对异形桥的设计做出明确的条文规定。而比较可
靠的数据、结论都来自相应的实桥试验结果或者实
桥设计建造者的经验，目前对异形桥的计算普遍缺
少研究和总结，很少见到关于异形桥的专门文献。
以南京某地铁高架桥为工程背景，通过大型有 限元软件ｍｉｄａｓ／ｃｉｖｉｌ建立空间有限元模型，对异形
变截面曲线梁桥进行了强度、抗裂性及应力等方面 的计算。
ｌ 工程概况
小半径大跨度预应力混凝土曲线箱梁设计
小半径大跨度预应力混凝土曲线箱梁设计
【摘 要】为了满足社会的交通运输需要，我国的路桥工程建设项目越来越多。并且随着桥梁设计施工水平的提升，桥梁的结构形式也变得多种多样。其中小半径大跨度曲线箱梁就是一种较为复杂的桥梁结构，现本文就重点对这一结构的设计问题进行研究分析，指出在其设计中应注意的问题。
【关键词】小半径；大跨度；预应力混凝土；曲线箱梁；设计
某桥梁工程采用小半径大跨度预应力混凝土曲线箱梁的结构形式，施工方法则采用悬臂浇筑法，全线均要求实现无缝施工。其中曲线的最小半径为400m。由于该工程为小半径大跨度曲线箱梁，且要求无缝结构，所以结构形式较为复杂，给设计人员提出了较高的要求。以下本文就对其设计过程进行详细的分析探讨。
1.工程设计难点
在对本桥梁工程进行设计时，首先考虑到荷载对桥梁结构的要求。本桥梁需要承受一定的恒载和活载。其中恒载包括桥梁自重、桥面二期荷载等。而活载则主要包括了车辆荷载、人群荷载等。由于桥梁每天所承受的活载并不相同，其负荷情况较为复杂，给设计带来一定难度。另外，大跨度桥梁自身的高度较大，尤其是在曲线所在的位置，高度更大，使得截面的中心发生了外移，再加上截面外缘尺寸已经超出了内缘尺寸，更是进一步促使了截面的重心偏向外部，引起了一定的扭矩。在设计中若不消除这一扭矩，则会使曲线箱梁向外侧翻转，影响桥梁的整体结构稳定性。
2.主梁截面设计
如上所述，为了消除截面上因重心外移而产生的扭矩，在对主梁的截面进行设计时，我们着重从截面类型的选择、腹板厚度的确定以及梁高的设计等几个方面入手优化设计方案，具体如下：
2.1截面类型
曲线形式的箱梁结构要比直线梁结构的受力更为复杂，会受到拉压、弯、扭以及畸变等多种作用力而出现变形现象，从而影响曲线梁的整体稳定性。所以所选择的截面类型应该具有较高的抗扭性能。而箱型结构正是这样一种截面类型，其不但整体性较好，且具有较大的抗扭刚度。为此本工程决定采用箱梁作为结构的截面类型。
钢筋混凝土曲线梁桥开裂分析及加固方案
・２２０・ 工程科技
钢筋混凝土曲线梁桥开裂分析及加固方案
郭晓程范新明
（西安市地下铁道有限责任公司工程－ｓ－￣：，陕西西安７１００１８）
摘要：本文介绍了钢筋混凝土曲线梁桥主梁裂缝损伤情况，通过结构分析对其承载能力及裂缝宽度作以评定。进而，从裂缝成因入 手提出能够应用于工程实践的裂缝补强方案，并通过计算分析该方法的效果，为同类桥型的裂缝补强方法提供参考。
关键词：ＲＣ梁；损伤；裂缝补强；弹性支承；刚性支承
１桥梁概况 该桥梁为钢筋混凝土现浇曲线箱梁桥，是一座匝道桥的一联。
其跨径组合为２５＋２Ｘ２９＋２Ｘ２５＋２０米，位于半径Ｒ＝２６０ｍ的平曲线 上，桥面净宽：净１１．５０＋２Ｘ０．５（防护栏）＝ｌ２．５０米。主梁为单箱双室
现浇箱梁，梁高１．５０米，箱宽７．５０米，翼缘板长２．５Ｏ米。跨中、支点 肋宽各为０．３０米，０．５０米。下部采用柱式墩，肋板式桥台。
该桥在建成荷载实验后，２５米边孔箱梁在距支点０．４Ｌ处出现 裂缝，宽度多在０．０５～０．２５ｍｍ之间，个别达０．３ｍｍ。裂缝长度０．３—
３．５ｍ之间，间距ｌ３ ２０ｃｍ。两侧边肋处出现多处裂缝，部分裂缝宽
度超过《公桥规》规定值０．２ｍｍ。在２９米中孔墩墩顶箱梁两侧上缘 出现裂缝，裂缝宽度大部分在０．１２—０．２６ｍｍ之间，个别达到
０．３１ｍｍ。裂缝长度在０．３～０．５ｍ之间。所有裂缝走向正弯矩区底板 裂缝均为横向裂缝，负弯矩区肋板裂缝均垂直于桥轴线。
２裂缝病害分析 为进行正确客观的病害分析，首先应模拟原桥梁结构实际工况
建立计算模型，从而对原桥承载能力进行复核。考虑到本桥为空间 连续弯梁桥，用传统的平面杆系分析程序分析原桥结构无法反映出
各控制截面弯矩、扭矩的最不利耦合工况。同时，应简化计算墩台、 支座联合弹性常数以模拟主梁弹性约束，使得计算结果更符合实际
情况。 空间曲梁单元计算模型： 每个桥台及分隔墩安放三个橡胶支座，支座规格为
曲线连续梁桥的结构设计
科技创新与应用Ｉ ２０１３年第６期 路桥科技 曲线连续梁桥的结构设计 许传贵 （辽宁乾成工程设计咨询有限公司，辽宁沈阳１１０００３） 摘要：曲线梁桥是高速公路和城市立交中普遍应用的一种桥型。文章根据曲线梁桥的结构受力特点，论述了曲线梁桥在施工及成 桥运营阶段出现病害的原因，论述了曲线梁桥在设计中应注意的问题，并提出了该类型桥梁设计中的一些经验做法和解决方案。 关键词：曲线梁桥；结构设计；受力特点 １概述 目前在高等级公路及城市立交中曲线梁桥的应用得到了普遍的 认可，尤其在城市立交匝道设计中最为广泛。曲线梁桥的设计中常采 用箱型截面，因其具有材料用量少、结构自重小、抗扭刚度大、整体稳 定性好、截面应力分配合理等优点，而在曲线梁桥中应用非常普遍。 现阶段曲线梁桥的设计和理论研究已经取得了很多成果，但由 于曲线梁桥结构受力复杂、施工过程中标高不能准确的控制，由于设 计的原因导致在项目的施工或使用过程中已多次发生过事故。常见 问题主要为：曲梁内侧支座脱空；主梁横向侧移量过大；横向刚度不 足引起扭曲变形；固结墩墩身开裂；梁体的外移和翻转进一步导致支 座、伸缩缝的剪切破坏和平曲线超高的丧失等。故在曲线梁桥的设计 与施工过程中应充分考虑结构的弯、剪、扭受力特性，对结构内力进 行准确分析及合理优化，消除设计带来的不安全隐患。 ２曲线梁桥受力特点 ２．１“弯一扭”耦合作用 曲梁由于自身及外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且相 互作用。表现为曲梁内外侧尺寸不同、支座反力不等、外荷载偏心及 预应力径向作用共同引起较大的扭矩，使梁截面处于“弯一扭”耦合作 用的状态，其截面主拉应力比相应的直梁桥大得多，这是曲梁所独有 的受力特点。 在变形方面，强大的扭矩作用致使曲线梁桥产生扭转变形；曲线 外侧的竖向挠度要大于同等跨径的直桥；由于“弯一扭”耦合作用，在梁 端可能出现“翘曲”；当梁端处横桥向约束较弱时，梁体有向曲线外侧 “爬移”的趋势。 在受力方面，由于存在较大的扭矩，通常会使外梁超载、内梁卸 载，尤其当活载偏置时，内侧支座甚至会出现负反力，如果支座不能承 受拉力，就会出现梁体与支座发生脱离的现象，即“支座脱空”现象，这 种现象在小半径的宽桥中特别明显。 ２．２下部墩台受力复杂 曲梁内外侧支座反力相差较大，导致各墩柱所受垂直力有较大 差异。曲线桥墩顶水平力不仅由制动力、温度变化引起的内力、地震 力等产生外，还有汽车离心力和预应力张拉产生的径向力，这也是比 直线桥墩顶受力复杂之处。 故在曲线梁桥结构设计中，应进行全面的三维空间受力分析，只 采用横向分布等简化计算方法，不能满足设计要求。必须对其在承受 纵向弯曲、扭转和翘曲作用下，结合自重、预应力和汽车活载等荷载进 行详细的受力分析，充分考虑其结构的空间受力特点才能保证结构设 计的安全性。 ３曲线梁桥的结构设计 直线梁桥在设计中主要考虑梁的“弯、剪”作用，而曲线梁桥结构 处于“弯、剪、扭”的复合受力状态，故桥梁整体要以抵抗复合受力状态 进行结构设计，并在构造设计中加强抵抗措施。 ３．１弯扭刚度比 曲线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变形越大。故在曲 线梁桥设计时，满足曲梁竖向变形的同时，应尽可能减小抗弯刚度、 增大抗扭刚度，来抵抗对整体结构产生的不利影响。所以在曲线梁桥 中．抗扭惯矩较大的箱形截面和低高度梁的应用最为广泛。 ３．２截面设计 曲线箱梁桥截面设计时，要在桥跨范围内设置一些横隔板，并且 要比相应的直梁桥有所加强，增加横桥向刚度并保持全桥稳定性。在 截面发生较大变化的位置，要设渐变段过渡，减小应力集中效应。 ３．３预应力钢束及配筋设计 合理分配曲线梁轴线两侧预应力钢束的根数，使预应力等代荷 载形成的内扭矩消减曲梁在自重、恒载作用下产生的扭矩；调整预应 力钢束锚下控制应力，构成预应力束应力的偏心，形成内扭矩来调整 曲线梁扭矩分布。 一１８８一 考虑扭矩对整体结构的影响，曲线梁不仅应在腹板侧面布置较 多受力钢筋，而且其截面上下缘钢筋也比同等跨径的直桥多，同时配 置较多的抗扭箍筋。 ３．４下部支撑方式的选用 曲线梁桥下部支撑方式的选取，直接影响桥梁整体结构内力的 分布情况。对于曲线梁桥，中间支承一般分为两种类型：抗扭型支承和 单支点铰支承。根据以往的设计经验下部支撑方式的选用可参照以 下原则： ３．４．１对于宽度较宽、曲线半径较大的曲线梁桥（桥宽Ｂ＞１２ｒｎ、半 径Ｒ＞１００ｍ），主梁所受的扭转作用小、桥体宽度较大及横向连接来增 加横向的稳定性，故在中墩位置采用具有抗扭较强的多柱或多支座 的支承方式，亦可采用墩柱与梁固结的支承形式，即抗扭型支承。 ３．４．２对于宽度较窄、曲线半径较小的曲线梁桥（桥宽Ｂ≤１２ｍ、 半径Ｒ≤１００ｍ），主梁所受扭转作用大，尤其是预应力钢束径向力作用 所产生的主梁横向扭矩，导致扭转变形很大。由于桥窄因此宜采用独 柱墩，但应视墩柱高度的不同来选用支承结构形式。较高的中墩可采 用墩柱与梁固结的结构支承形式，较低的中墩可采用具有较弱抗扭能 力的单点支承的方式。这样可有效降低墩柱的弯矩和减小主梁的横 向扭转变形。但这两种支承方式都需对横向支座偏心进行调整。 ３．５墩柱截面的合理选用 正如以上所述，当采用墩柱与梁固结的支承形式且墩柱较矮的 情况下，宜采用矩形截面墩柱。因为矩形截面沿主梁纵向抗弯刚度较 小，而沿主梁横向抗弯刚度较大，这样不仅减小了主梁横向扭转变形， 而且较少了墩柱的配筋。针对整体结构的受力特点拟定构造和配置 钢筋，使整个设计更加合理安全。 ３．６支座形式的合理选用 根据以上所介绍的结构受力特点及设计中的经验做法来选取相 对应的支座类型，具体如下： ３．６．１曲线连续梁桥选用中墩支座时，尽可能横桥向位移固定，限 制主梁横向侧移，可采用盆式或普通板式橡胶支座。 ３．６．２当桥长大于１００ｍ时，梁端支座可采用盆式橡胶支座及带 有横桥向位移固定装置的四氟板橡胶支座，保证桥梁顺桥向自由滑 动、横桥向位移固定；当桥长小于１００ｍ时，梁端支座可以采用普通板 式橡胶支座。对于曲线梁桥支座设计，选用“梁端设普通板式橡胶支 座、所有中墩设横桥向自由滑动的盆式支座”是非常危险的，应引起设 计者的重视。 ３．６．３当曲线梁桥较宽时，桥梁整体升降温变化在墩顶产生的横 桥向水平力会较大，尤其是当所有中墩支座均为横桥向位移固定时， 水平力增加更为明显，整体计算时应关注水平力变化情况。 ４结束语 曲线梁桥由于其结构受力的特殊性，较同等跨径的直梁桥要复 杂得多，因此在进行设计和计算时应引起足够的重视。通过对曲线梁 桥结构受力特点的分析及设计中存在问题的总结，并提出了曲线梁 桥设计中的一些经验做法和解决方案，对同类桥梁的设计具有一定 的参考价值。 参考文献 『１］姚玲森曲线梁『Ｍ１．北京：人民交通出版社，１９８９ 『２１邵容光，夏淦等．混凝土弯梁桥『Ｍ１．人民交通出版社，１９９４． 『３１吴西伦．弯梁桥设计『Ｍ］．人民交通出版社，１９９０． １孙广华．曲线梁桥计算ｆＭ１．人民交通出版社，１９９５． 『５１何维力．独柱支承的曲线梁桥设计【ＪＪ．北京建筑工程学院学报，２００１． 『６１赵巧燕．多跨混凝土弯梁桥若干问题研究［Ｊ】．北京工业大学工学硕 士学位论文，２００３．
曲线梁桥支座设计方法探讨
２０１１年７月第７期 城市道桥与防洪 桥梁结构 １２１
曲线梁桥支座设计方法探讨
王 强 （深圳市市政设计研究院有限公司，广东深圳５１８０２９）
摘 要：该文针对曲线梁桥支座在使用中出现的诸如爬移、扭转、内侧脱空等现象，提出在支座设计时，可通过调整支座的布 置方式予以解决。 关键词：曲线梁；支座；改善受力状态；减少病害 中图分类号：Ｕ４４８．４２、Ｕ４４３．３６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—７７１６（２０１１）０７—０１２１—０３
０前言 ２工程简介
随着城市交通的发展，由于线形限制和城
市交通功能的需要，小半径曲线梁桥在道路立交 工程中得到普遍应用。因曲线梁桥受力复杂，设计
和施工难度较大，若梁体抗扭设计考虑不足，会引
起以下病害：固结墩墩身开裂，主梁平曲线圆弧内 侧出现水平裂缝；曲线内侧支座脱空；梁体向外侧
加速偏移，导致支座、伸缩缝的剪切破坏和平曲线
超高的丧失，甚至翻转落梁。
近年来，频频出现曲线梁桥整体侧移、垮塌的 事故，究其原因，主要是由支座布置不合理，以及
其他方面的原因引起。因为支座的布置情况决定
了全桥的计算图式，从而影响全桥的内力分布。
桥梁建成后，在运营期间受环境温差、车辆荷载等
外荷载的作用，会出现一些诸如爬移、扭转、内侧 支座脱空现象等，而这些问题在设计时，可以通
过调整支座的布置方式加以解决…。因此，对曲线
梁桥，研究其支座反力的分布十分重要。
１ 曲线梁桥支座及布置方式
顺桥向，支座的布置方式要综合曲率半径、单
跨跨径，以及一联的跨数等因素来考虑【 。通常有
三种布置方式：全部设置抗扭支座；跨中设置独
柱墩点铰式支座；抗扭支座和点铰式支座混合设 置。对城市立交，由于路线和路旁建筑的制约，限
制了下部结构桥墩的位置，抗扭支座的应用也有
横桥向，曲线梁桥通常采用抗扭支撑和点铰支撑
两种形式ｌ３】。抗扭支座能有效地改善梁体的扭转 变形；点铰式支座只是相应地减小了曲线梁桥的