对斜弯梁桥设计中问题的分析探讨

随着我国现代化建设的快速发展,交通运输业在经济快速增长中越来越重要。同时,由于地域的限制,促使更多的立交桥、高架桥出现在我们生活的环境中。现代化的斜弯梁桥在公路及城市道路立交中的数量逐年增加,应用已非常普遍,尤其在互通式立交的匝道桥设计中应用更为广泛。本文主要对在斜弯梁桥的设计中应考虑和注意的一些问题进行了探讨分析。

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对斜弯梁桥设计中问题的分析探讨彭禹铭(庆市交通规划勘察设计院，重庆重摘要：随着我国现代化建设的快速发展，交通运输业在经济快速增长中越来越重要。同时，由于地域的限制，

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促使更多的立交桥、高架桥出现在我们生活的环境中。现代化的斜弯粱桥在公路及城市道路立交中的数量逐年增加， 应用已非常普遍，尤其在互通式立交的匝道桥设计中应用

作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且互相影响，使梁截面处于弯扭耦合作用的状态，其截面主拉应力往往比相应的直梁桥大得多，这是曲梁独有的受力特点。弯梁桥由于受到强大的扭矩作用，产生扭转变形，其曲线外侧的竖向挠度大于同跨径的直桥；由于弯扭耦合作用，在梁端可能出现翘曲；当梁端横桥向约束较弱时，梁体有向弯道外侧“爬移”的趋势。 ( )内梁和外梁受力不均。在斜弯梁桥中，由于存在 3较大的扭矩，因而通常会使外梁超载、内梁卸载，尤其在宽桥情况下内、外梁的差异更大。由于内、外梁的支点反力有时相差很大，当活载偏置时，内梁甚至可能产生负反力，这时如果支座不能承受拉力，就会出现梁体与支座的脱离，即“支座脱空”现象。 ( )墩台受力复杂。由于内外侧支座反力相差较大， 4

更为广泛。本文主要对在斜弯梁桥的设计中应考虑和注意的一些问题进行了探讨分析。 关键词：斜弯梁桥；设计；问题；分析探讨中图分类号：U 4 . 4 25文献标识码：B 文章编号：17 4 1 (0 1 5—04 0 62— 0 1 2 1 )0 15— 2

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言

斜弯粱桥在实际应用中，不仅能够很好的适应地形和环境的限制，而且由于其结构线条平顺、流畅、明快，给人们生活也增添了很多美的享受。但是也由于受地形、地物和占地面积的影响，互通式立交的匝道桥的设计往往还是会受到多种因素的限制，也就决定了匝道桥设计具有以下特点：①匝道桥的桥面宽度比较窄，一般匝道宽度在 6— 1 1m左右；②

由于匝道是用来实现道路的转向功能的，在城市中立交往往受到占地面积的限制，所以匝道桥多为小半径的曲线梁桥，而且设置较大超高值；③匝道桥往往设

使各墩柱所受垂直力出现较大差异。弯桥下部结构墩顶水平力，除了与直桥一样有制动力、温度变化引起的内力、 地震力等外，还存在离心力和预应力张拉产生的径向力。 故在曲线梁桥结构设计中，应对其进行全面的整体的空间受力计算分析，只采用横向分布等简化计算方法，不能满足设计要求。必须对其在承受纵向弯曲、扭转和翘曲 作用下，结合自重、预应力和汽车活载等荷载进行详细的

置较大纵坡，匝道不仅跨越下面的非机动车道，有时还需

跨越主干道和匝道，这就增大了匝道桥的长度。由于匝道桥具有斜、弯、坡、异形等特点，给桥梁的线型设计和构造处理带来很大困难。

受力分析，充分考虑其结构的空间受力特点才能得到安全可靠的结构设计。

3斜弯梁桥的结构设计斜桥受“、”弯剪作用，而弯梁桥处于“剪、”弯、扭的复合受力状态，故上、下部结构必须构成有利于抵抗“、剪、弯 扭”的措施。 ( )斜弯梁桥的弯扭刚度比对结构的受力状态和变形状 1态有着直接的关系：弯扭刚度比越大，由曲率因素而导致的扭转弯形越大，因此，对于斜弯梁桥而言在满足竖向变形的前提下，应尽可能减小抗弯刚度、增大抗扭刚度。所以在斜弯梁桥中，宜选用低高度梁和抗扭惯矩较大的箱形截面。 ( )在斜弯梁桥截面设计时，要在桥跨范围内设置一些 2横隔板，以加强横桥向刚度并保持全桥稳定性。在截面发生较大变化的位置，要设渐变段过渡，减小应力集中效应。 ( )在进行配筋设计时要充分考虑扭矩效应，斜弯梁 3应在腹板侧面布置较多受力钢筋，其截面上下缘钢筋也比同等跨径的直桥多，且应配置较多的抗扭箍筋。 ( )城市立交桥中的斜弯箱梁桥中墩多布置成独柱支 4承构造。在独柱式点铰支承弯连续梁中，上部结构在外荷载作用下产生的扭矩不能通过中间支承传至基础，而只能通过曲梁两端抗扭支承来传递，从而易造成曲梁产生过大扭矩。为减小斜弯梁桥梁体受扭对上、下部结构产生的不利影响，可采用以

下方法进行结构受力平衡的调整：①为减小此项扭矩的影响，比较有效的办法是通过调整独柱支承偏心值来改善主梁受力；②通过预应力筋的径向偏心距来消除曲粱内某些截面过大的扭矩，改善主梁的受力状态也是一种行之有效的办法。预应力斜弯线梁往往产生向外(转第 1 8页)下 4

1斜梁桥的平面及纵、横断面布置随着高等级公路和城市立体交通的迅速发展，在路线线形方面的要求越来越高，要求桥梁设计完全符合路线线形，所以桥梁的平面布置，基本上应服从整体线形布置的要求，桥梁纵坡也应服从路线纵坡。为了抵抗梁截面的弯矩和扭矩，在斜弯梁桥设计中多采用箱形截面。由于桥面超高的需要及梁体受扭时外边梁受力较大的需要，故可在桥梁横向将各主粱布置做成不同的梁高，为了构造简单， 方便施工，也可将主梁做成等高度的，其超高横坡由墩台顶面形成。

2斜梁桥结构的受力特点( )斜梁桥虽然为格子形的离散结构，在梁距不很大， 1且设一定数量横梁的情况下，仍然具有与斜板类似的受力

特点：①随着斜交角的增大，斜梁桥的纵弯矩减小，而横梁的弯矩则增大；弯矩的减少，边梁比中梁明显，在均布荷载作用下比在集中荷载作用下明显；②正交横梁斜梁桥

的横向分布性能比斜交横梁斜梁桥好，并且横向刚度越大，

横向分布性能越好；③在对称荷载作用下，同一根主梁上的弯矩不对称，弯矩峰值向钝角方向靠拢，边梁尤其明显； ④横梁和桥面的刚度越大，斜交的影响越大，斜桥的特征越明显。

( )斜弯梁体的弯扭耦合作用。斜弯梁桥在外荷载的 2

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