装配式曲线梁桥的布孔要点

周念

（湖北省交通规划设计院，湖北武汉 430000）

装配式曲线梁桥的布孔要点

周念

（湖北省交通规划设计院，湖北武汉 430000）

我国高速公路通过几十年的发展，已进入一个平稳发展的时期，桥梁工程往往控制整个工程的难度和进度，在这些桥梁工程中，中小跨径桥梁占相当大的比例，而中小跨径的桥梁上一般采用装配式构件。上部结构采用装配式构件在公路桥梁中占很大的比例，本文提出装配式曲线桥桥梁上部构件的处理办法，指出各自适用范围。

装配式曲线梁桥 布孔方法 要点

我国高速公路通过几十年的发展，已进入一个平稳发展的时期，桥梁工程往往控制整个工程的难度和进度，在这些桥梁工程中，中小跨径桥梁占相当大的比例，而中小跨径的桥梁上一般采用装配式构件。装配式构件的桥梁，其结构型式简单，受力特点明显，因此仍会在未来的桥梁建设中大量采用。公路桥梁的平面一般服从路线设计，桥梁往往处于平曲线上。从方便施工角度，本文探讨一下装配式曲线梁桥的布孔方式。

公路的平面是由若干平曲线、直线组成的。由于高速公路的平曲线半径较大，采用“以折代曲”的布置方式完全能够实现在曲线桥上采用装配式构件。问题在于如何使得这种以折代曲的方式能更好地模拟成曲线、并能更好地减少板梁长度和角度的变化。

装配式梁桥的结构型式分简支结构和先简支后连续结构两种。先简支后连续结构在梁体的预制阶段和简支结构是相同的，只是在安装就位后有一个体系转换的过程。装配式梁板的布置方法大体可分为平行法、径向法。

1 径向布置

径向布置也称做等角度布置，即各墩台线与其半径线（径向线）的法线夹角相同。由径向布置形成的桥梁，平面上看似一个扇形的桥梁。这种桥梁的主要特点有以下几个方面。

（1）曲线半径越小，同一跨内最大板长与最小板长的差值越大，但板长差值的百分比与桥梁跨径无关。

（2）桥梁斜度越大，同一跨内最大板长与最小板长的差值越大，但板长差值的百分比与桥梁跨径无关。

（3）桥梁宽度越大，同一跨内最大板长与最小板长的差值越大，但板长差值的百分比与桥梁跨径无关。

（4）同一曲线半径的桥梁各跨板端角度相同，各墩台盖梁的长度相同。

径向布置的桥梁，在同一曲线上时其各墩台盖梁的长度是相同的。对于直线上的桥梁，其墩台盖梁的长度可用L=K/cosφ表示，其中，L为墩台盖梁的斜向长度，K为墩台盖梁的正向长度，φ为桥梁斜度。

（5）板梁及墩台种类的多少和桥梁的跨数无关。

采用径向布置的桥梁，其板梁和墩台的尺寸在各跨之间是完全一致的，和桥梁的跨数多少没有关系。

对于装配式的桥梁来说，如何降低预制板梁长度的不一致，板端角度的不一致对方便设计和施工是重要的。同时，也应考虑到下部墩台盖梁长度以及由此产生的柱间距是否相同，以减少设计和施工的繁琐。

采用径向布置的桥梁，仅在板梁的长度上是有差别的，但各跨的板端角度、下部盖梁的长度都是相同的。即使板梁的长度有差别，但也仅仅是横桥向的差别，对纵向各跨来说是一致的，因此应用的范围是较广的。

2 平行布置

平行布置也称做不等角度布置，即各墩台线与其半径线（径向线）的法线的夹角不相同，但各墩台线均平行。由平行布置形成的桥梁，两端支撑边的延长线不会交于曲率中心，平面上看是一个类似扇形的桥梁。这种桥梁的主要特点有以下几方面。

（1）预制板的长度于斜度无关，与桥梁宽度无关。当桥梁的曲线半径确定后，预制板梁的长度即确定，而且这个数值不会随桥梁的斜度变化，不会随桥梁宽度变化。其每块板梁的夹角与相应斜度的差值亦为一定值。

（2）预制板梁的长度，和曲线半径的大小无关。无论曲线半径多大，预制板梁的长度基本上都是一定值，其影响值仅是由于弧弦差带来的。如在半径R=250m时，13m跨径的预制板长为12.959，16m跨径的预制板长为15.957仅和标准的预制板长分别相差0.00lm、0.003m。当半径R=500m及以上时，差值更是在毫米位后了，并且这个规律不随跨数的多少发生改变。

（3）曲线半径越小，墩台盖梁的长度差值越大。曲线半径越小，相邻跨墩台盖梁的长度的差值越大。

（4）桥梁斜度越大，墩台盖梁的长度差值越大。在同一曲线半径、同一跨径、同一桥梁斜度下，桥梁斜度越大，相邻墩台盖梁长度的差值越大。

（5）桥梁宽度越大，墩台盖梁的长度差值越大。

在同一曲线半径、同一跨径、同一桥梁斜度下，桥梁宽度越宽，相邻墩台盖梁长度的差值越大，但基本呈线形增长。

（6）桥梁跨数越多，上部板梁的角度及下部墩台盖梁的种类越来越多。随着桥梁跨数的增多，各跨的上部板梁的角度、各墩台盖梁长度、角度的差别越来越大。

采用平行布置的桥梁，每跨内横桥向各板梁的板端角度、长度都是相同的，各墩台的长度和角度上是有差别的，各跨板梁的长度是相同的但角度是有差别的，随着跨数的增多，这种差别越来越大，上部板梁角度及下部墩台的种类也越来越多。

3 各种方式建议的适用范围

对于采用径向布置的桥梁来说，当最大板长及最小板长相差在2%以内时，由板的计算跨径不同引起构件内力变化是可以忽略的，其板长可以通过构造处理措施（增加板长或调整封锚厚度等）来实现。

对于板长差相差在2%以上时，由于其计算跨径对板的内力产生的影响较大，应按不同板长进行计算、配筋。在这种情况下，采用装配式的简支空心板就显得很不方便，失去了装配式桥梁的优点，建议采用整体浇筑的构件。

对于采用平行布置的桥梁来说，桥梁跨数不宜超过4跨。否则，无论对上部梁板还是下部墩台，设计及施工都是繁琐的。

以上讨论是简支结构的桥梁，对于先简支后结构连续的桥梁来说，由于墩顶现浇段的存在（一般均大于0.5m），因此使得板梁采用径向布置的可能性大于平行布置。这是因为，采用径向布置的板梁虽然板梁的长度不等，但在预制板梁时完全可以采用相同尺寸进行预制，其板梁间的差值可以由墩顶现浇段的长度进行调整，并且下部墩台的种类完全一致，降低了设计和施工的难度。需要注意的是，应按上述简支梁的思路进行分析，确定墩顶现浇段的纵向最大、最小长度，以满足墩顶现浇段施工。

4 结语

建议对先简支后结构连续的桥梁，按径向法进行布置，通过墩顶现浇段长度的控制确定上部板梁的种类，最大限度地减少预制板梁的种类，方便设计和施工。

需要注意的是，曲线梁和直线梁在受力上是不同的，曲线梁的弯矩和剪力不仅由荷载的竖向力效应引起，而且也由荷载的扭矩效应引起，但扭矩效应所占比例很小。因此当采用闭口截面的空心板、实心板截面时，可按直线梁的截面取，其抗弯、抗扭强度一般都能满足要求；但采用肋板式截面（T梁），则其肋板厚（主要是在支点附近的肋板厚）必须大大增加。