桥梁策划中曲线梁桥的运用

1、桥梁策划中曲线梁桥的运用     作者：李结标 单位：清远新厦建设工程咨询有限公司圆曲线上桥跨内各片T梁的梁长Li计算公式如下:L1=2(Rf+i)tan2(i=1n)其中f=fmaxdfmax=R(1cos2)=180*l0/R/式中:R为弯道半径，f为跨中位置桥面中心线距离路线设计中心线的距离(设计采用的偏移值)，fmax为桥跨按弦线布置后，桥跨中位置桥面中心线与路线中心线间的最大距离，d为桥梁设计向弯道外侧的平移值(根据fmax大小而定，一般情况下，当fmax小于10cm，d值可以为0，因为这种弦弧距离差值可以通过桥面护栏、外边梁接长等方式调整桥面

2、曲线)，i为跨内各梁肋中心到桥面中心线的距离，为桥跨对应的圆心角，l0为设计控制跨径(为两桥墩中心线的里程桩号差，即弧长)。公式中长度单位:cm，角度单位:度，梁号i从弯道内侧由内向外编号(i=1n)，n为横断面上梁的片数;梁板位于弯道外侧公式中取“+”，反之取“”。对于本例，该桥913跨位于圆曲线上，由R=69991cm和l0=3000cm，可得桥跨对应的圆心角=256°，从而有fmax=16.1cm。由于fmax太大，超过边梁翼缘板可调范围f容=10cm，故将桥跨梁板平面位置向弯道外侧平移d值布置(取d=7.5cm)，则:f=fmaxd=86cm，进而可根据各片梁的i计算出所有的

3、Li。2.2位于缓和曲线上的桥跨内各梁长度计算如图2，该桥16跨位于缓和曲线上，缓圆点(HY)位于第7跨上，先根据缓和曲线一般公式，可以计算得到桥跨两段的弦偏角1、2，进而得到缓和曲线上桥跨内各片T梁的梁长Li计算公式。对于16跨:Li=l0内移itan(l)+tan(r)，i=15l=l2，r=r2对于第7跨:Li=l0内移itan(l)+tan(r)，i=15l=l2，=2式中:Li为梁长;其它参数如图所注;公式中长度单位:cm;角度单位:度。根据上述公式即可计算得到该桥位于缓和曲线上的16跨各号梁中线长度。横向坡度的控制为了抵消离心力的作用，需将弯桥桥面做成具有一定超高率的单向横坡。通常

4、从直线段的正常双向坡断面过渡到圆曲线段具有一定超高率的单向横坡断面，需设置一定长度的超高缓和段(超高缓和段一般设置在缓和曲线内，有时二者长度一致)。梁板顶横坡通常只能设计为固定的某个值(一般不大于3%为宜，示例中采用2%和3%两种)，故无论是在圆曲线段(除非圆曲线超高横坡不大于3%)，抑或是缓和曲线超高渐变段，都需要考虑桥面横坡k%的形成方式。一般情况下是将各跨T梁顶板设置某一固定横坡i%，不足部分通过桥面铺装调整。具体为:首先计算各跨的平均超高横坡度j%=(k1%+k2%)/2，ki%为各墩顶位置超高横坡度，如果j%3%，则该跨梁板预制横坡度i%=3%，否则采用i%=Fix(j%)，即不大于

5、j%的某个整数值横坡;其次根据各梁板宽度计算梁板顶最大或最小铺装厚度(pmax、pmin，p为标准铺装厚度)，若上述铺装厚度不满足有关规范要求调整i%的取值(必要时可以采用非整数横坡，但全桥尽量类型简化);最后根据各墩顶位置的理论超高横坡值ki%计算各支承垫石厚度(最小厚度应满足相关规范要求，否则调整i%的取值)。需要注意的是:按本文方式在桥墩位置由全部梁板顶形成的桥面横坡分别为k1%、k2%，因为各桥墩相同位置的支承垫石高度分别相同且垫石顶形成的横坡分别为k1%、k2%，故上述计算的梁板顶最大或最小铺装厚度(pmax、pmin)是对应相等的。不建议采用各墩顶全部梁板形成横坡采用固定值j%的方

6、式，因为那样铺装层最大或最小厚度(pmax、pmin)不易计算和控制。根据图可以知道由于梁板顶的预制横坡i%与对应桥面横坡k%是通常不一致的(除非i%=k%)，必将在梁板横向接缝处形成台阶，台阶高度dt=pmaxpmin，设计者必须根据梁板的横向接缝类型合理控制dt值的大小，对有采用现浇湿接头连接的T梁，应适当加大现浇宽度，同时采用有关构造措施，避免弯折度过大，受力不利(如图3)。反拱设置采用装配式后张法预应力混凝土T梁，其现场施工方便和经济效益性好等优势明显，但由于为提高梁体承载能力而施加的高预应力却引起了梁体上拱，在小跨度预制梁中，预应力引起上拱的数值较小，可作为梁的预拱度。在大跨度的预制

7、梁中，预应力引起上拱的数值较大，并随之带来了梁体预制、安装施工控制困难和桥面铺装层厚度不匀(而不得不进行局部调坡和加厚)致使铺装费用增加，进而影响桥面设施(如防撞护栏)的平顺性、美观性及通车运营后桥梁的力学性能和行车舒适性等一系列问题。预制梁体张拉结束时反拱表观值:fI=fpfg(1)存梁期末反拱表观值:f=|fP12fp12(fg+fg)|*1+(t，)(2)式中:fp张拉结束时的预应力反向起拱值;fg张拉结束时梁体自重产生的挠度值;fp存梁期末由于预应力“时随损失”引起的预应力反向起拱降低值;fg存梁期末由于梁体自重产生的挠度值;(t，)张拉龄期S天，计算龄期t天的混凝土徐变系数。从式(1

8、)可以看出预应力筋张拉完成时的初始起拱值fI和存梁期末混凝土的徐变系数(t，)是决定存梁期末反拱大小的主要因素，在一定的工艺流程所需要的混凝土张拉龄期和存梁期限下，最直观有效地控制反拱发展程度的方法之一是:张拉初期的堆载预压以减小f的值。考虑如果预先把梁体设计预制成二次抛物线形，则后期也可达到张拉初期梁体平直的要求。但在这种情况下，梁体仍受挠曲徐变变形的影响，此时存梁期末T梁的表观反拱值为(ff0)，这样就实现了以预设梁体挠曲线来削弱控制预应力起拱的目的。对简支T梁而言预应力筋对混凝土作用所需的“平衡挠曲线”一般应是二次或多次抛物线，按施工精度要求预设底模成二次抛物线即可。但是实际情况和理论值

9、仍有一定的差距，因为:(1)目前对混凝土徐变的研究仍很不成熟，由于水泥用量、水灰比大小、骨料硬度以及混凝土养护时温度的差异等影响因素，徐变理论值的精确性是很差的，其偏差可达30%;(2)T梁中横隔板及非预应力筋对T梁刚度的影响，一般认为可使刚度提高10%20%左右。在本桥的是施工过程中，制梁台座采用C25钢筋砼结构，顶面作成反拱，反拱正矢E=20mm(向下)，最小预拱度(向上)残留值=15mm。台座反拱设置示意见图4所示。为了防止预制梁上拱过大，预制梁与现浇湿接缝及桥面铺装混凝土由于龄期差别产生过大收缩差，存梁期不应太长，宜为13个月。存梁期密切注意梁的上拱值，若超出计算值的30%，应采取控制措施。预制梁时应在底模上设置向下的二次反拱，跨中最大反拱值按张拉时上拱值的1.41.6倍(与