談曲線梁橋的設(shè)計(jì)

趙宏亮

(山西晉城公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西晉城 048026)

1 工程概述

在特殊的條件限制下，為了滿足路線縱坡的要求，就要相應(yīng)地延長(zhǎng)路線長(zhǎng)度，因此路線線形的曲折幾乎是不可避免的;在這些地段往往還要跨越一些構(gòu)造物，為了保證線形的順暢，服從路線的整體走向，曲線形橋梁的設(shè)置就顯得尤為必要。這種結(jié)構(gòu)橋下墩柱少，空間視野開闊，而且整體橋型美觀輕巧，富有時(shí)代感。

煤礦場(chǎng)區(qū)大橋橋梁孔跨布置為3×(4-20)鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁。20 m跨徑現(xiàn)澆箱梁采用單箱雙室結(jié)構(gòu)，懸臂長(zhǎng)1.5 m，梁高為1.4 m;橋墩采用柱式墩，樁基礎(chǔ);橋臺(tái)采用柱式臺(tái)，樁基礎(chǔ)?，F(xiàn)澆箱梁采用滿堂支架和鋼管柱架設(shè)槽鋼支架現(xiàn)澆，橋面鋪裝為5 cm～15 cm現(xiàn)澆混凝土調(diào)平層和10 cm瀝青混凝土(見圖1)。

圖1 某煤礦場(chǎng)區(qū)大橋

該橋平面位于直線和圓曲線(半徑:110 m，左偏)內(nèi)，墩臺(tái)徑向布置?？紤]到橋梁位于較小曲線半徑上，墩臺(tái)支座均采用雙支座，支座間距6.5 m。本橋采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下:

1)汽車荷載等級(jí):公路—Ⅰ級(jí);

2)橋面寬:0.5 m+10 m+0.5 m;

3)設(shè)計(jì)行車速度:20 km/h;

4)地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)為0.05。

下面以該大橋的設(shè)計(jì)為例，對(duì)曲線梁橋在設(shè)計(jì)過程中的橋位選擇、跨徑選擇、橋梁斷面選擇等方面進(jìn)行闡述。

2 橋位選擇

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況可知，橋梁的布設(shè)位置只有兩個(gè)，一個(gè)是從煤運(yùn)道路所在孔的輸送帶下方通過;另一個(gè)是從輸送帶的上方較低的部位通過。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果得到:在滿足凈空高度的條件下，從輸送帶下方通過的路線縱坡達(dá)到10%，不但不利于煤運(yùn)車輛的安全，更不利于橋梁的布設(shè);最后我們選擇從輸送帶的上方較低的部位通過。

3 跨徑選擇

由于該橋大部分處于曲線內(nèi)，而曲線橋梁設(shè)計(jì)主要是其半徑的取值大小。曲線梁橋在受力后會(huì)產(chǎn)生彎矩和扭矩，這兩種作用的組合產(chǎn)生的效應(yīng)互相影響，使得設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行受力分析時(shí)十分復(fù)雜。根據(jù)長(zhǎng)期以來的實(shí)踐證明，曲線橋和直線橋在同跨徑時(shí)其跨中彎矩較大，但是在計(jì)算時(shí)如果兩種橋跨中彎矩非常接近時(shí)，曲線橋可以按直線橋進(jìn)行設(shè)計(jì)。本橋選擇跨徑時(shí)擬定了18 m和20 m兩種進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)布孔。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和業(yè)主意見，最終確定采用20 m跨徑進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4 橋梁橫斷面選擇

根據(jù)JTG D20-2006公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路的圓曲線半徑不大于250 m時(shí)，應(yīng)設(shè)置加寬。該橋位于110 m半徑的曲線上，應(yīng)該采用第1類加寬值0.8 m。在設(shè)計(jì)行車速度為20 km/h時(shí)，行車道寬度為3 m。為了使橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)趨于簡(jiǎn)便，加上兩側(cè)人行道寬度，橋梁橫斷面寬度采用11 m。

5 支座的設(shè)置

對(duì)于曲線梁橋來說，在支承線上設(shè)置堅(jiān)固的橫梁對(duì)于改變支承線處的結(jié)構(gòu)內(nèi)力是非常有效的，設(shè)計(jì)時(shí)為了讓該橋在長(zhǎng)期的作用下能夠自由伸縮，本橋墩臺(tái)支座均采用雙支座，在每聯(lián)箱梁中墩處設(shè)一個(gè)固定盆式支座和一個(gè)單向支座(僅允許在橫向有位移)，在其余墩臺(tái)上均設(shè)置一個(gè)雙向盆式支座和單向盆式支座(僅允許在縱向有位移)。這樣的支座設(shè)置可以使曲線梁橋的所有位移都朝向一個(gè)固定點(diǎn)(中墩)(見圖2)。

圖2 橋梁支座設(shè)置圖

6 橫隔梁及橫隔板

根據(jù)JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范第9.3.2條規(guī)定，內(nèi)徑小于240 m的彎箱梁應(yīng)設(shè)跨間橫隔板，其間距對(duì)于鋼筋混凝土箱形截面梁不應(yīng)大于10 m;因此該橋除在箱梁兩端設(shè)置端橫隔梁外，在跨中還設(shè)置中橫隔梁，這樣不但可以減輕腹板受拉翼緣的水平徑向力，而且可以起到阻礙梁肋轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。

7 結(jié)語

煤礦廠區(qū)大橋在設(shè)計(jì)過程中，由于該橋所在位置現(xiàn)場(chǎng)情況較為復(fù)雜，遇到了一般梁橋設(shè)計(jì)過程中所不同的橋位選擇、跨徑選擇、橋梁斷面選擇等方面的內(nèi)容，通過采取相應(yīng)的技術(shù)措施，最終解決了這些問題，值得類似工程設(shè)計(jì)借鑒。

[1]吳西倫.彎梁橋設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社，1990.

[2]梁建東.井岸二橋主橋設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2010，36(11):330-331.