斜彎橋的布梁設(shè)計(jì)控制要點(diǎn)

耿傳鵬 高代強(qiáng)

（西安中交遠(yuǎn)洲工程勘察設(shè)計(jì)有限公司，陜西 西安 710065）

隨著時(shí)代的發(fā)展，，橋梁不僅要滿足我們的安全使用，正常、還應(yīng)是美觀的，人們對(duì)橋梁的要求也越來越高。自80年代開始特別是90年代以來，橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)正在變得越來越重要。隨著高速公路及其它高等級(jí)公路的迅猛發(fā)展，因而出現(xiàn)很多斜彎坡橋，要求公路設(shè)計(jì)特別注意線形美觀。因此，由于其形狀的特殊性使許多設(shè)計(jì)者感到非常棘手，為斜彎坡橋其設(shè)計(jì)基本原理與普通橋梁并無多大差別。伴隨交通事業(yè)的快速發(fā)展，為適應(yīng)地形、地物及其它要求，位于曲線中的預(yù)制梁橋，公路的平面線形以曲線為主。需要通過合理的布梁設(shè)計(jì)，來滿足線形要求，預(yù)制結(jié)構(gòu)在橋梁工程中應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)化程度高、施工進(jìn)度快的降低施工難度。

1 斜彎橋設(shè)計(jì)

1.1 “斜”橋的設(shè)計(jì)

所謂“斜”即路線走向與被交叉物，斜橋斜做，河流和道路不是垂直交叉，即橋梁的墩臺(tái)布置平行于被交叉物。處理斜橋通常有下述三種做法，除上述處理辦法以外，。改移河流或道路。高速公路上下行橋梁，錯(cuò)位布置:即橋梁墩臺(tái)采用獨(dú)柱式，還有一種做法為斜橋正做，使上下行墩臺(tái)與被交叉物，通過調(diào)整上部構(gòu)造的跨徑，斜橋正做，平行亦與路線正交。橋梁的墩臺(tái)，但不平行被交叉物，布置垂直于路線走向，與被交叉物存在一個(gè)交角。

1.2 “彎”橋的設(shè)計(jì)

所謂“彎”即橋梁所在位置，將位于曲線上橋梁做成折線形，位于路線的平面曲線上。通過調(diào)整防撞欄桿的寬度，處理彎橋通常有下列做法，將位于曲線上橋梁做成直線形，使之滿足路線平面線形的要求。各墩臺(tái)平行布置，該種方法適用于總長度較小的橋梁。計(jì)算出起終點(diǎn)弦線與弧線之間的最大差值，直接按計(jì)算的長度預(yù)制構(gòu)件。根據(jù)實(shí)際情況可適當(dāng)移動(dòng)橋梁中心線，適用于單跨較小但總長度較大的橋梁。通過調(diào)整上部構(gòu)造的寬度及防撞欄桿寬度，采用這種做法時(shí)若橋梁總長度過大，使之滿足路線平面線形的要求。墩臺(tái)不宜平行布置，直接做成符合路線平曲線要求的線形，這時(shí)上部構(gòu)造的長度會(huì)略有不同，而改為采用放射狀的扇形布置方法，上部構(gòu)造預(yù)制為等長度，通過現(xiàn)澆端部砼解決。應(yīng)采用SAP 或其它結(jié)構(gòu)計(jì)算程序，通常采用現(xiàn)澆的施工方法，其結(jié)果計(jì)算較為復(fù)雜，進(jìn)行分析計(jì)算。將位于曲線上橋梁，這種方法適用于較大距徑橋梁。

2 布梁設(shè)計(jì)

2.1 平行布梁

當(dāng)曲線半徑較大，為實(shí)現(xiàn)曲線線形需要調(diào)整內(nèi)外邊梁的懸臂長度，橋跨總長不是很長的情況下，可以考慮平行布梁方式。調(diào)整的范圍取決于上述的矢高E，可以設(shè)置為小于25 厘米，對(duì)于空心板結(jié)構(gòu)E 值，E 值不能太大，可以設(shè)置為小于10 厘米，還可以根據(jù)實(shí)際的情況將E 設(shè)置為其它值。對(duì)于小箱梁或T 梁E 值，均分布梁基線，以橋跨起終的連線作為布梁基線，將其法線旋轉(zhuǎn)至設(shè)計(jì)角度得到墩臺(tái)軸線。按梁板的寬度偏置布梁基線，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的E 值，與墩臺(tái)軸線相交得到各片主梁的梁位?？梢源笾峦扑愠銎叫胁剂旱倪m用范圍，它只需一套模板，對(duì)施工來說平行布梁是最方便的布梁方式，甚至不用調(diào)整模板就能將所有梁板預(yù)制好。從平行布梁的原理可以看出，從而保證每跨內(nèi)梁板長度相同，全橋的墩臺(tái)中心線均平行，板兩端的角度相同，位于大半徑曲線中的單跨，下部的蓋梁尺寸亦相同。

2.2 徑向布梁

采用平行布梁內(nèi)外，可以考慮采用徑向布梁。邊梁懸臂長度調(diào)整幅度過大時(shí)，采用徑向布梁的橋梁，施工時(shí)需調(diào)整，因主梁長度不同，對(duì)于梁長變化幅度小的，架梁后通過調(diào)整封錨端，施工時(shí)可等長度預(yù)制，現(xiàn)澆橫梁的厚度實(shí)現(xiàn)梁長變化。徑向布梁時(shí)，將法線旋轉(zhuǎn)一個(gè)設(shè)計(jì)角度后，先作出各跨布置線與路線交點(diǎn)處曲線的法線，得到各墩臺(tái)蓋梁的中心線。相對(duì)于墩臺(tái)中心連線偏置，相對(duì)于路線中心線偏置，偏置基線為直線。布梁時(shí)按照每片主梁的寬度偏置設(shè)計(jì)中心線，分別連接前后兩蓋梁上的交點(diǎn)，定位出偏置后曲線與墩臺(tái)蓋梁中心線的交點(diǎn)，便得到各片主梁的中心線，徑向布置保證了墩臺(tái)蓋梁中心線，偏置的基線為曲線。曲線切線方向的夾角相同，故布梁后各片主梁梁長不同，但同一跨前后墩臺(tái)蓋梁中心線不平行，內(nèi)外邊梁梁長差值即為內(nèi)外弧長差。對(duì)于正交橋梁上述兩種偏置方式的結(jié)果相同，相對(duì)于路線中心線偏置的斜交橋梁，對(duì)于斜交橋梁情況則存在差異。對(duì)于T梁和小箱梁結(jié)構(gòu)，同一跨前后接縫的寬度可調(diào)整，因具有較寬的濕接縫，同一跨相鄰主梁的中心線不平行。對(duì)于空心板梁這類沒有濕接縫的結(jié)構(gòu)，故偏置的基線可采用路線中心線。偏置的基線采用路線中心線，應(yīng)盡量避免這種偏置基線，相鄰的主梁會(huì)出現(xiàn)沖突的現(xiàn)象，而采用墩臺(tái)中心連線作為橋梁偏置基線。采用徑向布梁方式內(nèi)外邊梁懸臂的調(diào)整幅度，需要注意的是所有的下部結(jié)構(gòu)相應(yīng)需偏移E/2 值。

2.3 安裝控制

在施工中均要引起注意，應(yīng)先進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，否則在安裝梁板時(shí)難以準(zhǔn)確就位。遇到這種情況時(shí)，確定是否需要對(duì)梁板預(yù)制寬度，根據(jù)數(shù)據(jù)大小進(jìn)行調(diào)整或調(diào)整多少。如果出現(xiàn)曲線半徑較小，斜交角較大的情況，跨徑較大，若不進(jìn)行調(diào)整梁板預(yù)制的寬度，則梁板安裝寬度的差異就會(huì)增大，很容易造成梁板安裝寬度超寬，可通過調(diào)寬安裝接縫加以解決，且難以解決。安裝寬度比標(biāo)準(zhǔn)橋面寬度小的一側(cè)，所謂調(diào)整就是將每片梁寬度適當(dāng)減小，尤其當(dāng)側(cè)墻或耳墻較長時(shí)，可通過調(diào)整接縫寬度，橋梁軸線彎曲半徑較小時(shí)，來保證梁板就位的準(zhǔn)確性。對(duì)于預(yù)制裝配式彎橋，而對(duì)于橋臺(tái)側(cè)墻尾部，在施工設(shè)計(jì)圖中標(biāo)明了橋梁主體部分各點(diǎn)坐標(biāo)，耳墻尾部往往未標(biāo)明其坐標(biāo)，即與橋臺(tái)軸線相垂直或按斜度延伸放樣的話，施工中如果按照以往直線橋的常規(guī)作法放樣，就會(huì)使橋臺(tái)部分線形不順，所以在橋梁橋臺(tái)或耳墻施工放樣時(shí)必須注意。應(yīng)將其尾部坐標(biāo)推算出來，影響到其上防撞護(hù)欄的線形布置，精確放樣使得整座橋梁與路線能夠比較好的銜接。

2.4 施工質(zhì)量控制

橋梁施工，受力比較平均，所需要的材料，重量較為輕便，都需要具有抗壓性較強(qiáng)，并且對(duì)于橋面上混凝土使用使用必須按比例調(diào)試。假如橋梁出現(xiàn)投入使用周期較短，根據(jù)橋梁所建的地區(qū)區(qū)域地形條件，便出現(xiàn)工程施工問題。大多數(shù)情況，由于施工隊(duì)的建設(shè)沒達(dá)到規(guī)范，做到因地制宜。而傳統(tǒng)意義上的沙石澆灌的混凝土，使用的范圍比較廣，雖然硬度較大，但在極端天氣的影響下，承重功能也會(huì)有所下降。在材料使用上，會(huì)逐漸出現(xiàn)開裂或坍塌現(xiàn)象，混凝土調(diào)試上充分考慮地區(qū)的空氣濕度，地基土壤的松軟程度和粘合強(qiáng)度，這種材料都具備了安全的性能。受壓之后變形的幅度也就較小，施工問題還存在包括偷工減料、材料以次充好等問題，材料的選擇屬于施工質(zhì)量問題，對(duì)于橋梁的安全造成極大的影響。

結(jié)論

曲線中的斜彎橋布梁較為復(fù)雜，設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必選擇合理的布梁方式，對(duì)上下部的幾何尺寸影響較大，橋梁設(shè)計(jì)不僅承擔(dān)著運(yùn)輸功能，安全是橋梁建設(shè)的根本，它的建造還要符合安全、經(jīng)濟(jì)、美觀等要求。理應(yīng)引起高度重視，也是設(shè)計(jì)施工部門建設(shè)的核心，才能保證橋梁造福于千千萬萬的人民群眾，為今后類似項(xiàng)目的橋梁設(shè)計(jì)提供有益參考。

[1]于向前，李寶銀，彭璐璐.關(guān)于橋梁設(shè)計(jì)中安全性與耐久性的探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（9）.

[2]魏松，陳祥晨.橋梁結(jié)構(gòu)安全性與耐久性問題的思考[J].工程質(zhì)量.2010（9）.