斜弯桥的布梁设计控制要点

2012-12-28耿传鹏高代强

中国新技术新产品 2012年11期

耿传鹏高代强

（西安中交远洲工程勘察设计有限公司，陕西西安 710065）

随着时代的发展，，桥梁不仅要满足我们的安全使用，正常、还应是美观的，人们对桥梁的要求也越来越高。自80年代开始特别是90年代以来，桥梁美学设计正在变得越来越重要。随着高速公路及其它高等级公路的迅猛发展，因而出现很多斜弯坡桥，要求公路设计特别注意线形美观。因此，由于其形状的特殊性使许多设计者感到非常棘手，为斜弯坡桥其设计基本原理与普通桥梁并无多大差别。伴随交通事业的快速发展，为适应地形、地物及其它要求，位于曲线中的预制梁桥，公路的平面线形以曲线为主。需要通过合理的布梁设计，来满足线形要求，预制结构在桥梁工程中应用，标准化程度高、施工进度快的降低施工难度。

1 斜弯桥设计

1.1 “斜”桥的设计

所谓“斜”即路线走向与被交叉物，斜桥斜做，河流和道路不是垂直交叉，即桥梁的墩台布置平行于被交叉物。处理斜桥通常有下述三种做法，除上述处理办法以外，。改移河流或道路。高速公路上下行桥梁，错位布置:即桥梁墩台采用独柱式，还有一种做法为斜桥正做，使上下行墩台与被交叉物，通过调整上部构造的跨径，斜桥正做，平行亦与路线正交。桥梁的墩台，但不平行被交叉物，布置垂直于路线走向，与被交叉物存在一个交角。

1.2 “弯”桥的设计

所谓“弯”即桥梁所在位置，将位于曲线上桥梁做成折线形，位于路线的平面曲线上。通过调整防撞栏杆的宽度，处理弯桥通常有下列做法，将位于曲线上桥梁做成直线形，使之满足路线平面线形的要求。各墩台平行布置，该种方法适用于总长度较小的桥梁。计算出起终点弦线与弧线之间的最大差值，直接按计算的长度预制构件。根据实际情况可适当移动桥梁中心线，适用于单跨较小但总长度较大的桥梁。通过调整上部构造的宽度及防撞栏杆宽度，采用这种做法时若桥梁总长度过大，使之满足路线平面线形的要求。墩台不宜平行布置，直接做成符合路线平曲线要求的线形，这时上部构造的长度会略有不同，而改为采用放射状的扇形布置方法，上部构造预制为等长度，通过现浇端部砼解决。应采用SAP 或其它结构计算程序，通常采用现浇的施工方法，其结果计算较为复杂，进行分析计算。将位于曲线上桥梁，这种方法适用于较大距径桥梁。

2 布梁设计

2.1 平行布梁

当曲线半径较大，为实现曲线线形需要调整内外边梁的悬臂长度，桥跨总长不是很长的情况下，可以考虑平行布梁方式。调整的范围取决于上述的矢高E，可以设置为小于25 厘米，对于空心板结构E 值，E 值不能太大，可以设置为小于10 厘米，还可以根据实际的情况将E 设置为其它值。对于小箱梁或T 梁E 值，均分布梁基线，以桥跨起终的连线作为布梁基线，将其法线旋转至设计角度得到墩台轴线。按梁板的宽度偏置布梁基线，根据预先设置的E 值，与墩台轴线相交得到各片主梁的梁位。可以大致推算出平行布梁的适用范围，它只需一套模板，对施工来说平行布梁是最方便的布梁方式，甚至不用调整模板就能将所有梁板预制好。从平行布梁的原理可以看出，从而保证每跨内梁板长度相同，全桥的墩台中心线均平行，板两端的角度相同，位于大半径曲线中的单跨，下部的盖梁尺寸亦相同。

2.2 径向布梁

采用平行布梁内外，可以考虑采用径向布梁。边梁悬臂长度调整幅度过大时，采用径向布梁的桥梁，施工时需调整，因主梁长度不同，对于梁长变化幅度小的，架梁后通过调整封锚端，施工时可等长度预制，现浇横梁的厚度实现梁长变化。径向布梁时，将法线旋转一个设计角度后，先作出各跨布置线与路线交点处曲线的法线，得到各墩台盖梁的中心线。相对于墩台中心连线偏置，相对于路线中心线偏置，偏置基线为直线。布梁时按照每片主梁的宽度偏置设计中心线，分别连接前后两盖梁上的交点，定位出偏置后曲线与墩台盖梁中心线的交点，便得到各片主梁的中心线，径向布置保证了墩台盖梁中心线，偏置的基线为曲线。曲线切线方向的夹角相同，故布梁后各片主梁梁长不同，但同一跨前后墩台盖梁中心线不平行，内外边梁梁长差值即为内外弧长差。对于正交桥梁上述两种偏置方式的结果相同，相对于路线中心线偏置的斜交桥梁，对于斜交桥梁情况则存在差异。对于T梁和小箱梁结构，同一跨前后接缝的宽度可调整，因具有较宽的湿接缝，同一跨相邻主梁的中心线不平行。对于空心板梁这类没有湿接缝的结构，故偏置的基线可采用路线中心线。偏置的基线采用路线中心线，应尽量避免这种偏置基线，相邻的主梁会出现冲突的现象，而采用墩台中心连线作为桥梁偏置基线。采用径向布梁方式内外边梁悬臂的调整幅度，需要注意的是所有的下部结构相应需偏移E/2 值。

2.3 安装控制

在施工中均要引起注意，应先进行复核计算，否则在安装梁板时难以准确就位。遇到这种情况时，确定是否需要对梁板预制宽度，根据数据大小进行调整或调整多少。如果出现曲线半径较小，斜交角较大的情况，跨径较大，若不进行调整梁板预制的宽度，则梁板安装宽度的差异就会增大，很容易造成梁板安装宽度超宽，可通过调宽安装接缝加以解决，且难以解决。安装宽度比标准桥面宽度小的一侧，所谓调整就是将每片梁宽度适当减小，尤其当侧墙或耳墙较长时，可通过调整接缝宽度，桥梁轴线弯曲半径较小时，来保证梁板就位的准确性。对于预制装配式弯桥，而对于桥台侧墙尾部，在施工设计图中标明了桥梁主体部分各点坐标，耳墙尾部往往未标明其坐标，即与桥台轴线相垂直或按斜度延伸放样的话，施工中如果按照以往直线桥的常规作法放样，就会使桥台部分线形不顺，所以在桥梁桥台或耳墙施工放样时必须注意。应将其尾部坐标推算出来，影响到其上防撞护栏的线形布置，精确放样使得整座桥梁与路线能够比较好的衔接。

2.4 施工质量控制

桥梁施工，受力比较平均，所需要的材料，重量较为轻便，都需要具有抗压性较强，并且对于桥面上混凝土使用使用必须按比例调试。假如桥梁出现投入使用周期较短，根据桥梁所建的地区区域地形条件，便出现工程施工问题。大多数情况，由于施工队的建设没达到规范，做到因地制宜。而传统意义上的沙石浇灌的混凝土，使用的范围比较广，虽然硬度较大，但在极端天气的影响下，承重功能也会有所下降。在材料使用上，会逐渐出现开裂或坍塌现象，混凝土调试上充分考虑地区的空气湿度，地基土壤的松软程度和粘合强度，这种材料都具备了安全的性能。受压之后变形的幅度也就较小，施工问题还存在包括偷工减料、材料以次充好等问题，材料的选择属于施工质量问题，对于桥梁的安全造成极大的影响。