浅析中小跨径曲线简支梁桥的平面设计

张德宣

（苏州同尚工程设计咨询有限公司，江苏 苏州 2 15021）

浅析中小跨径曲线简支梁桥的平面设计

张德宣

（苏州同尚工程设计咨询有限公司，江苏 苏州 2 15021）

城市桥梁设计中，由于各方面因素的制约，有部分桥梁位于道路曲线段上，给设计与施工造成了一定的不便。作为城市建设中较为常见的简支梁桥，如何能在控制建设成本、缩短工期、施工简单的前提下采用最优的平面设计，通过具体工程实例，详细介绍了几种道路曲线段上中小跨径简支梁桥的平面设计方法，既满足桥梁规范要求，而且施工便利，有效节约了工程的建设成本

简支梁桥；平分中矢法；平面设计

0 引 言

随着交通运输事业的发展，尤其是近年来高速公路、城市立交和高架道路的日益增多，斜桥和弯桥得到了越来越广泛的应用[1]。

作为在城市桥梁设计中常见的中小跨径简支梁桥，是梁式桥中应用最早，使用最广泛的一种桥型[1]。但是由于各方面客观因素的制约，有些桥梁设计范围内的道路线形为曲线段，本文通过具体的工程实例分析，详细介绍了几种桥梁平面设计方法，既能满足规范要求，而且施工便利、节约成本，有力的支援了我国交通事业的发展。

1 弯桥设计简述

针对位于曲线段上的中小跨径简支梁桥，平面设计主要有以下两种概念：

1.1 弯桥直做

弯桥直做，顾名思义，就是在道路曲线段上，仍然采用直线桥梁的设计方法，上部简支板梁采用直线梁，下部墩台也采用直线墩台。主要适用于道路平曲线半径较大的情况，可与桥梁两侧道路线形基本衔接顺畅，既不增加施工难度，也控制了建设成本、节约工期，简支梁设计一般在单跨、多跨小桥中较为常见。

1.2 弯桥弯做

当由于道路线形、跨径大小等客观因素导致无法采用简易可行的弯桥直做方法时，弯桥弯做也是切实可行的一种平面设计方法，即在道路曲线段上，仍然采用弯桥的设计方法，上部简支板梁采用曲线梁，下部墩台采用直线墩台，特殊情况下也可采用曲线墩台。主要适用于道路平曲线半径较大的情况，可与桥梁两侧道路线形吻合，更为美观大方，但是施工有一定的难度，需要对桥梁结构线形通过坐标、桩号准确定位，建设成本较高、施工工期也略长，而且会压缩河道宽度，简支梁设计一般在单跨、多跨中桥中较为常见。

2 桥梁平面设计方法分析

2.1 弯桥直做设计方法

2.1.1 平分中矢法

平分中矢法是弯桥直做设计中最常见的一种方法，针对道路中心线为圆曲线，由于设计的是直线桥梁，桥梁的设计中心线与道路设计中心线并不吻合，在桥梁跨径中心线位置，桥梁中心线与道路中心线的存在着矢距D。因此，当车辆通过时,会存在一片梁受力较大、另一片梁受力较小的情况，为了使得两片梁受力平衡，将桥梁沿着法线方向平移D/2，使得跨径中心线处的偏距与背墙边缘线处的偏距相同，见图1。平分中矢法适用于矢距D≤10 cm的中小跨径桥梁。

实例介绍：太仓市璜泾镇湘杨路罗家塘桥，桥配跨形式为3×10 m，右偏角70°，桥梁全宽8 m。上部结构采用预应力混凝土简支空心板梁，桥面连续，下部结构采用柱式墩、台，钻孔灌注桩基础。桥梁位于R=2 550 m的圆曲线平面上，布设跨径后计算，矢距D=4.4 cm，符合平分中矢法弯桥直做的设计原则，故设计时将桥梁结构整体平移D/2=2.2 cm，具体平面设计见图2。

图1 平分中矢法示意图

图2 罗家塘桥平面布置示意图

由图2中可以看出，设计时对桥梁设计中心线采用了桩号、坐标双控，并结合桩位坐标表，可以便于施工单位施工前进行复核，准确定位放样，与道路顺畅连接。

2.1.2 增加宽度法

桥梁平面设计中如果矢距过大时，而又由于特殊情况无法采用其它弯桥设计时，可以采用增加桥梁宽度的方法，能够较为有效的简化施工、缩短工期，见图3。

图3 增加宽度法示意图

实例介绍：兴化市沙王线朱复桥，桥配跨形式为1×10 m，桥梁加宽后净宽9 m。上部结构采用预应力混凝土简支空心板梁，下部结构采用柱式台，钻孔灌注桩基础。桥梁位于R=65 m的圆曲线平面上，道路宽度为8 m，由于道路平曲线半径较小，且工期紧张，经与业主沟通后采用了比较实用的增加宽度法设计，见图4。

由图4中可以看出，采用增加宽度法的设计原则是不压缩道路的宽度，本次设计桥梁净宽为9 m，而道路宽度为8 m，仅需要增加1 m也就是常用的一块空心板梁的宽度即可，所费成本不高，有效降低了施工难度、缩短工期。

2.2 弯桥弯做设计方法

图4 朱复桥平面设计图（单位:cm）

2.2.1 径向布孔法

径向布孔法也是弯桥设计中最常见的一种方法，是以道路中心圆曲线的圆心为基点，分别向跨径分孔线引出法线，桥梁墩台结构的轴线方向就是对应的法线方向，见图5。

图5 径向布孔法示意图

实例介绍：阜阳市S202省道下穿京九铁路公路顺接桥，桥配跨形式为3×13 m，桥梁全宽18 m。上部结构采用预应力混凝土T梁，下部结构采用柱式墩、重力式桥台，钻孔灌注桩基础。桥梁位于R=500 m的圆曲线平面上，该桥跨越河道无通航要求，故采用了径向布孔法进行平面设计，见图6。

图6 公路顺接桥板梁平面布置图（单位:cm）

由图6中可以看出，采用径向布孔法进行桥梁平面设计，整体结构与道路现形相吻合，且墩台轴线方向均为圆弧线的法线方向，墩台横向尺寸一致，仅上部空心板梁为曲线梁，施工时需要严格按照长边、短边尺寸、圆弧半径进行精确预制。

2.2.2 平行布孔法

桥梁平面设计中矢距D＞10 cm时，且桥梁为斜交的斜弯桥时，可采用平行布孔法，即桥梁墩台轴线相互平行，但是每个墩台的尺寸均不一样，上部板梁结构可以通过折线法划分，每孔范围内板梁角度均不一样，桥梁两侧曲线通过边板悬臂进行调整，对后续施工具有一定的技术要求，板梁预制、下部墩台施工均需准确定位，见图7。

图7 平行布孔法示意图

实例介绍：苏州市相城区康阳新村区间联接桥，桥配跨形式为3×8 m，桥梁全宽15.5 m。上部结构采用钢筋混凝土简支板梁，桥面连续，下部结构采用柱式墩、重力式桥台，钻孔灌注桩基础。该桥为斜交桥梁，且位于人口密集的居民小区，对桥梁外观也有一定的景观要求，故采用平行布孔法，保证桥梁结构与道路线形相吻合，见图8。

图8 区间联接桥板梁平面布置图（单位:cm）

由图8中可以看出，本桥平面设计中的关键在于采用折线法划分板梁，每一孔板梁长度均为7.96 m的标准长度，仅板梁斜交角度不一样，两侧圆弧线形通过边板悬臂来调整。墩台轴线相互平行，从而伸缩缝宽度也是定值，但是每个墩台横向尺寸均不一样，设计施工时需特别注意。

3 设计关键点分析

（1）首先根据道路圆曲线半径大小、矢距大小来确定桥梁平面设计的原则，如果矢距D≤10 cm，在桥梁总长不大的前提下，考虑采用平分中矢法弯桥直做；

（2）当圆曲线半径较小从而导致矢距D偏大时，可以考虑采用径向布孔法来设计桥梁平面，前提条件是河道宽度较小、不考虑通航；

（3）如果存在工期较紧张，桥梁位于较为偏僻对外形美观不是很注重或业主建设经费较为充裕等客观情况，可以直接增加桥梁宽度，采用宽桥窄路的做法，但是后期需要在桥梁两侧设置宽桥窄路警示标牌；

（4）采用平行布孔法设计时，一定要注意各个关键节点的标高、桩号、坐标的定位，做到严格把关，并在后续施工时与施工单位及时交流，保证工程的顺利完成。

4 结语

在进行中小跨径的曲线简支梁平面设计时，需结合道路线形、地质概况、河道宽度、斜交角度、施工的难易程度、业主及专家等各方面的综合意见，并通过对工程现场进行实地踏勘，选取最优的桥梁平面设计方案，既做到美观大方，又能契合工程实际情况，施工便捷，节约造价。

[1]范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]JTG D60-2015,公路桥涵设计通用规范[S].

U448.21+7

B

1009-7716（2017）01-0068-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.01.019

2016-10-20

张德宣（1983-），男，江苏盐城人，工程师，从事桥梁设计工作。