魏 霞，丁 洁，李雪松，干学军，邹莹雪

(1.湖北省交通规划设计院股份有限公司，武汉 430051；2.湖北省城建设计院股份有限公司，武汉 430051；3.武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070)

公路设计中的桥梁设计是保证公路畅通的重要因素之一[1]。桥梁上部结构型式繁多，有标准化装配式预制结构、现浇箱梁结构、钢箱梁结构、大跨径斜拉悬索结构等[2]。桥梁设计时主要从设计、施工两方面考虑，在满足结构受力要求的前提下，综合考虑后期方便施工、缩短建设周期、节约造价等因素选择合适的上部桥梁结构型式[3]。标准化装配式结构是综合各种因素的首选桥梁上部结构型式，一般对于40 m以下跨径桥梁，上部结构优先选择预制结构[4]。但是，预制结构的应用也有局限性，预制结构在曲线上的应用受到曲线半径的限制。在曲线梁桥的设计中，上部结构的布梁方式、上部结构布梁对下部结构的影响是设计中经常忽视的问题。曲线桥梁布梁方式分为两类：平行布置和径向布置，每种布梁方式又因为偏移基线的不同，会出现不同布梁结果。

1 墩台平行布置

采用平行布置时全桥墩、台中心线均平行。多跨平行布梁又可以分为相对于桥台中心线偏移、相对于桥墩中心线偏移等方式。

1.1 相对于桥台中心连线偏移

相对于桥台中心连线偏移是以桥台中心连线为布梁基线，根据梁间距偏移梁板，布梁基线为一条直线，即弯桥直做，如图1所示。采用此方法布梁，全桥梁板平行，各跨梁与墩台夹角a相同，下部结构尺寸相同。但当桥跨较长时，外边梁悬臂长度相比较标准断面悬臂长度变化值较大(矢高较大)。

1.2 相对于墩中心连线偏移

相对于墩中心连线偏移是以相邻墩台中心线连线为布梁基线，布梁基线是几条折线组成，即弯桥折做，如图2所示。全桥各跨梁板长度相同，施工时只需要一套模板即可，每跨梁片与墩台夹角各不相同,且半径越小，各跨梁体和墩台线夹角差别越大。

1.3 墩台处梁体的错台

相对于墩中心连线偏移时，相邻梁跨之间对应梁片存在错台，原因是偏移是按照两梁之间正距偏置，在桥墩处由于两联与桥墩线夹角a不同，梁之间间距也不等。下构设计时，注意墩台挡块布置及桥墩盖梁长度会发生变化。

1.4 两种布梁方式边梁悬臂的差别

相对于桥台连线偏移和相对于桥墩连线偏移两种布梁方式布梁，内外边梁的悬臂长度变化不同。表1中以500 m平曲线半径，上部构造标准跨径16 m，悬臂长度为100.0 cm布梁为例，列出两种布梁方式下边梁外悬臂最大和最小值。

表1 不同布梁方式边梁悬臂长对比

从表1中可以看出，桥跨较长时，相对于桥台连线偏移布梁，会使曲线内外边梁悬臂相比较标准悬臂长变化较大。故当多跨桥梁平行布梁时，半径较大，单跨布梁时，可采用相对于桥台中心连线偏移方式；当半径较小时，多跨布梁时，可采用相对于墩中心连线偏移方式布梁。平行布梁方式不适用于桥跨较长时布梁。平行布梁需要模板较少，对上构预制施工来说是最方便的布梁方式。但是下构标高及桥面标高计算复杂，桥面横坡均为纵坡和横坡的合成坡度；桥梁长度较长时，为了和路线整体相符，必须弯桥折做，此时会造成墩台尺寸长短不一，给设计和施工增加难度。

2 墩台径向布梁

径向布置即各墩台轴线垂直于路线设计线，由于曲率半径的影响，径向布置时，同一孔跨中各片梁长不相等，半径越小内外梁长差越大。

径向布置可以分为相对于桥台中心连线偏移、相对于墩中心连线偏移和相对于路线中心线偏移几种方式，图3、图4、图5分别给出了三种布梁方式的布梁平面图。三种布梁方案在各跨梁长、梁体与墩台夹角、梁体在墩台处距离有一些相同点和不同点，表2列出了三种布梁方式在这三方面的区别。图表中的B值为梁体横向间距。

表2 不同径向布梁方式下对比

由表2可知，对于径向布梁时，相对于桥台连线偏移这种方式会使每片梁长各不相同，下部墩台尺寸也会各不相同，且这种方式布梁，边梁外悬臂变化最大。故不推荐采用此种布梁方式。

采用相对于墩中心连线偏移时，特别是平曲线曲率变化较大时，可能导致下部墩台盖梁长度不同，故一般也不推荐采用。

径向布梁时，最常采用的是相对于路线中心线偏移方式，这种方法布梁，会使各跨对应梁片长度相同，梁片与墩台夹角相同，下部各墩台结构尺寸相等。故在实际工程中，应采用此方法。

3 径向布梁时矢高在实际工程中处理方式

3.1 半径小、矢高大时布梁方式

工程实际中，曲线梁桥多采用径向布梁方式。曲线桥布梁会存在矢高。半径越小，矢高越大，矢高会造成外边梁悬臂长度过大，内边梁悬臂过小。实际布梁时，为避免内外边梁悬臂长度差值过大，布梁时会采用偏移1/2矢高的方式布置，如图6所示。

先把布梁基线向曲线外侧偏移1/2矢高作为布梁基线，采用此方法布梁内外悬臂变化会缩小。以平曲线半径500 m，桥跨为3×30 m，边梁外悬臂标准长度为100.0 cm为例，采用两种布梁方式悬臂长度比较见表3。

表3 不同布梁方式边梁悬臂长对比

从表3中可知，偏移1/2矢高后布梁，将会使内外边梁悬臂差值缩小，减小预制梁外悬臂的变化幅度。

3.2 偏移1/2矢高布梁时注意事项

偏移1/2矢高作为布梁基准线布梁后，上部构造梁体整体向曲线外侧偏移，此时边梁和挡块之间距离C1、C2会发生变化，C1会缩小，C2会增大，见图7。如果仍然按照标准断面时的下部构造尺寸设计，会造成C1过小，而C2过大。此时应将下部构造向曲线外侧偏移1/2矢高，才能保证梁体与挡块之间间隙足够；或是外侧挡块位置外移，加长盖梁长度。

3.3 外悬臂处理方式

为适应路线平面线型，曲线桥布梁后，内外边梁悬臂会出现每个断面均不等的情况，实际工程中，通常采用两种调整方式满足平面线型。一是通过调整护栏满足线型要求，这种方法预制梁体时，外悬臂可采用等值预制，方便施工，但是会增加桥宽，这种方法一般在半径较大，悬臂长度变化较小时采用；二是通过预制外边梁时按照实际悬臂长度预制，此种方法预制模板复杂。

3.4 径向布梁时弦弧差处理

径向布梁时，虽然各跨对应梁片梁长相同，但是同一跨径内，内外梁片梁长不同。工程实际中，通常采用两种方式解决梁长不相等的问题。

1)预制梁长相同，采用湿接缝和封锚端调整梁长

此时同一跨内各梁预制梁长L相等，所需模板较少，上构施工方便。但是墩顶现浇湿接缝长度C和封锚端长度B各梁均不相等，湿接缝长度为扇形。为保证临时支座或是永久支座到预制梁端距离，会出现下构墩台盖梁宽度曲线内外侧不相等情况，内侧所需宽度小，外侧所需宽度大。

这种方式处理梁长变化，预制梁体时较为方便，但是下部构造设计与施工均较复杂。

2)封锚端和湿接缝长度不变，改变预制梁长调整

通过调整预制梁长实现梁长变化时，封锚端和墩顶湿接缝长度保持不变，但是同一跨各公路常规桥梁的设计预制梁长均不相同。这种方式实现梁长变化时，因为预制梁长的不停变化，会使预制梁种类较多，施工时应对预制梁体进行编号，否则安装梁体时会混乱。但是这种方式布梁，下部构造尺寸相同，下构施工设计较方便。

4 结 语

通过以上讨论，当半径较大，桥长较短时，可以采用平行布梁方式；当桥长较长时，一般推荐径向布梁，且宜采用路线中心线为基线进行偏移，当半径较小时，为减小内外梁长差和边梁悬臂变化值，可将基线偏移1/2矢高进行布梁。

当桥宽较窄时，允许采用预制结构的曲线半径较小；桥宽较宽时，允许采用预制结构的曲线半径较大。设计时不能因为曲线半径的过小而放弃预制梁结构，还应结合路幅宽度、桥梁跨径综合考虑。

标准化装配式预制上部结构施工质量可靠，建造周期短，预制上部结构梁体时可以同时施工下部结构桥墩桩基，相比现浇结构，节省工期且节约造价。实际设计中，应尽量采用预制结构并根据实际平曲线半径、桥梁长度、桥宽选择合适的布梁方式布梁。