曲线连续梁桥的结构设计

t构连续梁桥介绍连续梁桥是一种常见的桥梁结构类型，其特点是梁的结构形式采用连续梁，具有一定的连续性和整体性。

连续梁桥的设计和施工要求较高，但其优点在于能够充分利用材料的性能，提高桥梁的承载能力和经济性。

下面就连续梁桥的结构和特点进行详细介绍。

一、连续梁桥的结构形式连续梁桥的主要结构由梁、支座和墩台等构件组成。

梁是桥梁的主体承载结构，起到桥面板和两侧墙体的连接作用。

梁的形状可以是直梁、曲线梁或曲线直梁等。

支座是梁与桥墩之间的连接部件，用于传递和分布桥梁荷载。

墩台是梁的支撑结构，起到支撑和保持梁的稳定性的作用。

连续梁桥通常由多个连续梁组成，相邻梁之间通过伸缩缝连接。

二、连续梁桥的特点连续梁桥具有以下几个特点。

1. 承载能力强：连续梁桥采用连续梁作为主要受力构件，能够充分利用材料的强度和刚度，提高桥梁的承载能力。

相比于简支梁桥，连续梁桥的跨度更大，能够承受更大的荷载。

2. 结构连续性好：连续梁桥中相邻梁之间通过伸缩缝连接，可以减小因温度变化引起的梁的伸缩变形，保持桥梁的稳定性。

这样的连续性结构还可以减小桥梁在地震等外力作用下的变形，提高桥梁的抗震性能。

3. 施工要求高：由于连续梁桥的结构要求较高，包括梁体的几何形状、伸缩缝的设置、钢筋的布置等都需要进行精确计算和施工。

梁体的预应力和钢筋混凝土的施工工序也相对较多，需要有专业的设计和施工团队才能完成。

4. 经济性好：连续梁桥的设计能够有效利用材料，减少材料的使用量，降低了桥梁的造价。

此外，连续梁桥的施工过程中减少了模板的使用以及支撑体系的建设，也节省了施工成本。

5. 强度和刚度均匀：由于连续梁桥有多个梁体相互连接，使得桥面板的荷载传递更加均匀。

这样可以减小局部荷载对桥梁的影响，提高桥梁的使用寿命。

三、连续梁桥的应用领域连续梁桥广泛应用于公路、铁路等交通建设领域。

其跨度可以从几十米到几百米不等，适用于中长跨度的桥梁需求。

连续梁桥还适用于地质条件复杂的区域，如大河、山区等地形。

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曲线梁桥的受力特点和分析方法摘要：由于在经济和审美上的优势，曲线梁桥被广泛应用于现代公路立交系统。

曲线梁的竖曲和扭转耦合，由于结构上的特点，相对于直梁桥而言，曲线梁的分析更为复杂。

本文对弯道梁桥的受力特点进行了介绍，并总结了分析弯道梁桥的有关理论。

关键词：曲线梁桥；弯扭耦合；支承体系；有限元法引言曲线梁桥是指主梁本身为弧形的弯曲桥梁。

由于其独特的线形，曲线梁桥突破了多种地形的限制，同时在高速公路、山地公路、城市桥梁等方面，由于其优美的曲线造型而得到了更快的发展。

曲线梁桥具有现实意义，发展前景非常看好，无论从几何角度、美学角度，还是从经济角度，都是如此。

1曲线桥梁受力特性1.1弯扭耦合作用由于受弯曲率的影响，当竖向弯曲时，曲线梁截面必然会产生扭转，而这种扭转又会导致梁的挠曲变形，这种挠曲变形被称为“弯扭耦合作用”。

对于弯道梁桥的设计，相对于直线型梁桥来说，要特别注意，因为弯道扭力耦合作用所产生的附加扭力，会使梁体结构产生较不利的受力条件，从而增加结构的挠曲变形。

值得注意的是，由于自重在使用荷载下占绝大多数，对于混凝土曲线箱梁桥而言，也会导致更明显的弯扭耦合。

由于弯道梁桥沿弯梁的线形布置支承不成直线，因此由于弯道外侧较重，导致桥体恒载重心相对于形心向外偏移。

曲线梁在自重的作用下，也会产生扭转和扭曲的变形，从而使曲线桥发生翻转，出现匍匐的现象，这就是曲线梁在自重的作用下产生的变形[1]。

1.2曲线梁内外侧受力不均匀曲线桥因弯曲和扭动耦合作用，变形大于同跨径的直线桥，且曲率半径越小、桥越宽，因此其简支曲线梁外缘的挠度比内缘大，这种变化趋势是显而易见的。

曲线梁桥体具有向外扭转的较大扭力、弯曲扭力耦合和偏载作用的可能。

扭转作用会越来越明显，曲率半径越小、跨度越大的曲线梁桥甚至会引起抗扭支座内侧支座产生空心现象，这种情况在抗扭转支座的内部支座上会产生空心现象，这种情况的发生曲线桥的支点反力与直线桥相比，有一种倾向，它的外侧会变大、内侧会变小，甚至在内侧产生负反力。

通工程中，并且取得了很好的使用效果。

再者，由于钢箱梁自重较轻，同等跨径时可采用较小的梁高，梁体外观轻盈，可取得较好的景观效果。

1连续曲线钢箱梁的主要特征根据以往城市立交桥设计经验，跨径30~60 m 连续钢箱梁时一般可满足立交桥的总体布置要求，对于这些中等跨径的钢箱梁可采用等高度断面[1]。

与混凝土连续箱梁不同，连续钢箱梁有以下一些明显的特点：①钢结构的自重质量较轻，其单位面积质量要远远低于混凝土连续结构；②钢材凭借其较强的抗拉压性能，可通过调整钢板的厚度来满足受力需求。

③钢箱梁采用工厂加工制作，临时墩支撑，分段吊车安装就位，施工方便快捷，对现况道路交通影响小。

④钢箱梁梁高较小，可取得较好的景观效果。

尽管钢箱梁优点众多，但其加工复杂，技术要求高，需要专业的加工队伍，且造价和后期维护费用较高。

2小半径曲线钢箱梁的常见病害及成因小半径曲线钢箱梁作为曲线梁的一种，自然继承了曲线梁的不足和缺点，同时因其自身的特殊性，其常见病害表现在如下几个方面[2]。

（1）梁体向曲线外侧径向侧移。

曲线匝道桥一般都是单向行驶，在活载的离心力和制动力作用下，主梁容易产生向曲线外侧及汽车制动力方向的水平错位。

当支座布置不合理时，在上述径向力和切线力作用下，严重时可使主梁滑落。

（2）梁体曲线内侧支座脱空及整体倾覆。

钢箱梁相对混凝土梁自重较轻，当支座设置不合理时，可提供的抗扭能力低，在车辆活载作用下曲线内侧的支座往往会出现脱空现象。

在极端偏载情况下甚至可能出现梁体整体倾覆的现象。

现实中经常出现重车列队偏载在一侧行驶或停车的情况，最终导致梁体整体倾覆。

摘要 对于受地形、地表及地下构筑物限制的城市桥梁，曲线钢箱梁因交通影响小且施工工期较短而成为首选。

曲线钢箱梁受力复杂，与直线桥梁相比更具设计难度，一旦设计不合理，将会对后续使用产生一系列后果。

本文通过分析曲线钢箱梁的受力特征、常见病害及成因，结合某小半径曲线钢箱梁的实际设计案例，对其设计要点进行探讨，以期为同类型曲线钢箱梁的设计提供借鉴和参考。

图3.42 跨径50m后张结预应力混凝土T梁桥构造图
• 3.4 悬臂梁桥 • 3.4.1 悬臂梁桥的受力特点 • 3.4.2 悬臂梁桥的构造 • (1)钢筋混凝土悬臂梁桥 • (2)预应力混凝土悬臂梁桥 • (3)截面形式及配筋特点 • 3.4.3 牛腿构造
图3.43 恒载弯矩比较图
图3.44 钢筋混凝土悬臂梁桥的立面布置及主要尺寸
性能要求，多采用箱形截面。
• (2)预应力筋的布置
• 纵向预应力筋布置主要有明槽法和暗管法 两种。
图3.57 预应力混凝土T形刚构桥
图3.58 箱形梁横截面
图3.59 分离式箱形截面
图3.60 T构悬臂预应力筋布置示意图
• 3.6.3 构造示例
• 重庆长江大桥是一座带挂梁的预应力混凝土T形刚 构桥，最大跨径为174m。设计标准：桥宽21m， 其中行车道15m，两侧人行道各3m；设计荷载为 汽—20级，挂—100及载重1 471kN平板车验算， 人群荷载为3.43kN/m2。桥跨布置为86.5m＋4×
图3.48 预应力混凝土连续梁桥
图3.49 三跨连续梁惯矩对内力的影响
图3.50 典型截面形式（尺寸单位：cm）
图3.51 南京大桥南路高架匝道桥横断面（尺寸单位：cm）
图3.52 箱形截面形式
• 3.5.3 纵向断面布置
• (1）钢筋混凝土连续梁桥
• 跨径20m以内的连续梁桥可采用等截面形式， 30m及以上的连续梁桥可采用变截面形式。 梁的根部高度约为最大跨径的1/15，梁的跨 中高度可按构造选用，一般为最大跨径的 1/15～1/25。
图3.28 鱼腹形梁的构造布置
图3.29 截面特性
图3.30 预应力混凝土简支梁的应力状态

如何用梁格法计算曲线梁桥珠海东部久远科技有限公司孙广华博士、副研究员现在大多数道桥设计院都拥有几种结构计算软件，对重要结构，都要用不同的软件相互复核。

这是技术进步的大好事。

笔者的“曲线梁桥CBD_5.3”是计算梁式桥、特别是曲线梁桥的专用软件。

没有这个软件的设计单位，用其他优秀软件，也可以计算曲线梁桥，只要遵循正确的方法。

下面介绍的梁格法，虽然是人人皆知，但是误区也不少，所以笔者觉得有必要再把它清晰、准确地介绍一下，希望对设计人员有益、对工程有益。

1．梁格法是唯一既有相当精度又比较容易实行的方法对曲线梁桥，可以把它简化为单根曲梁、平面梁格计算，也可以几乎不加简化地用块体单元、壳单元计算。

单根曲梁模型的优点是简单，缺点是：几乎所有类型的梁单元都有刚性截面假定、因而不能考虑桥梁横截面的畸变，总体精度较低。

块体单元、壳单元模型，优点：与实际模型最接近，不需要计算横截面的形心、剪力中心、翼板有效宽度，截面的畸变、翘曲自动考虑；缺点：输出的是梁横截面上若干点的应力，不能直接用于强度计算。

对于位置固定的静力荷载，当然可以把若干点的应力换算成横截面上的内力。

对于位置不固定的车辆荷载，理论上必须采用影响面方法求最大、最小内力。

板壳单元输出的只能是各点的应力影响面。

把各点的应力影响面重新合成为横截面的内力影响面，要另外附加大量工作。

这个缺点使得它几乎无可能在设计中应用。

梁格法，优点：可以直接输出各主梁的内力，便于利用规范进行强度验算，整体精度能满足设计要求。

由于这个优点，使得该法成为计算曲线梁桥和其它平面形状特殊的梁式桥的唯一实用方法。

缺点：它对原结构进行了面目全非的简化，大量几何参数要预先计算准备，如果由计算者手工准备，不仅工作量大，而且人为偏差较难避免。

2．如何建立梁格力学模型本节2-1、2-2、2-3、2-4的内容都是引述参考文献1，讨论的内容，是笔者的看法。

2-1 纵梁个数、横梁道数、支点、梁单元对于有腹板的箱型、T型梁桥，其梁格模型中纵向主梁的个数，应当是腹板的个数。

简述简支梁桥,直线连续梁桥和曲线连续梁桥支座布置原则答：
简支梁桥是一种以梁桥为结构形式的桥梁，其结构优势在于简单、经济，它由桥墩、桥身、支座组成，支座以受力面和压力面的形式支撑桥身，以实现梁桥的支撑和连接。

直线连续梁桥和曲线连续梁桥支座布置原则主要有以下几点：
一是支座的布置应尽可能简单，避免出现任何不必要的汇聚。

二是尽可能使桥梁跨度均匀，提高桥梁的稳定性。

三是支座数量应满足设计要求，并考虑构筑的可行性，使支座的安装和连接简单。

四是要利用好支座的刚性，同时还要考虑支座的摩擦系数，调整支座的位置，使支座的受力最小。

五是支座布置要均衡桥身荷载，控制桥身因支座受力不均而产生的变形和沉陷。

六是支座布置要注意桥身抗震、减震、预防塌陷等问题，防止桥梁受到突发载荷的影响，并允许应力的变化。

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2.5 曲线梁桥支座布置 曲线梁桥的支座布置是一个比较复杂的问题，支座布置是否合理，不但会影 响结构的受力，而且会影响车辆的正常行驶，其核心是如何通过支座布置来有效 承受由自重和活载偏载等因素所产生的组合扭矩作用。我国近年来一些城市所设
计的连续弯梁桥中，常因支座的布置不当而出现故障。
桥台支座不具备抗扭能力，致使运营过程中出现内侧支座脱空，端部向 外侧偏移，而内侧则超上其翘，伸缩缝装置破坏，被迫中断交通； 中间桥墩均布置单点活动支座，且不具备限制桥面径向位移的功能，在 升温作用下，桥梁向径向起拱，桥面中轴线向外弧侧偏移，从而加大了恒 载产生的扭矩，最后使整个桥面向外弧册产生不同程度的倾斜； 桥墩刚度设计不合理。
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2.3 曲线梁桥的变形特点
引起曲线梁桥在水平面内产生位移的因素有两大类，且两类位移的方向 有很大的差别。 （1）由于温度变化和混凝土收缩引起的水平位移 这类位移属于弧线膨胀或收缩性质的位移，它只涉及到曲率半径的变化， 而圆心角不发生改变。 如梁的左端为固定支座，其余为多向活动支座，当降温（或混凝土收缩） 时，位于1#、2#、3#支座处的桥面将分别产生沿01,02,03方向的位移，均指 向固定支座（0#）。值得注意的是，此时支座均发生了沿径向和切向的位移。
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连续曲线梁桥在预应力和混凝土徐变作用下的平面内变形
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2.3 曲线梁桥的布置与构造 （1）曲线梁桥平、纵、横布置 每一座桥梁的设计总会涉及到诸多因素与制约条件，在综合考虑这些因 素之后，拟订总体布置方案。桥服从路线要求。 主要内容包括： 结构体系的选择：弯梁桥、弯拱桥、弯刚构桥、弯斜拉桥等。 桥梁分孔：连续弯梁桥的跨度大多是集中在50~60米以下的中等跨径 梁高选择：多采用等高度截面梁，当跨度较大时采用变高度截面。 主梁截面选择：板结构、T梁、I型梁及箱形截面

科技创 新 与应用 Ｉ ２ ０ １ ３ 年第６ 期 路 桥 科 技 来自曲线连续梁桥 的结构设计
许 传 贵
（ 辽 宁乾成工程设计 咨询有限公 司， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ ０ ３ ） 摘 要： 曲线梁桥是高速公路和城市立交中普遍应用的一种桥型。文章根据曲线梁桥的结构受力特点， 论述 了曲线梁桥在施工及成 桥 运 营阶段 出现 病 害的原 因 ， 论述 了曲线 梁桥 在设 计 中应 注意的 问题 ， 并提 出 了该 类型桥 梁设 计 中的一 些经验做 法 和解 决方案 。 关键 词 ： 曲 线 梁桥 ； 结构 设 计 ； 受力 特点 考虑扭矩对整体结构的影响，曲线梁不仅应在腹板侧面布置较 目前在 高等 级公 路及 城市 立 交 中曲线 梁桥 的应 用得 到 了普 遍 的 多 受力 钢筋 ， 而 且其 截 面上 下缘 钢 筋也 比 同等跨 径 的 直桥 多 ， 同 时配 认可， 尤其 在城 市 立交 匝道设 计 中最为广 泛 。曲线梁桥 的设 计 中常采 置较 多 的抗 扭 箍筋 。 用 箱型 截面 ， 因其 具 有材 料用 量少 、 结 构 自重小 、 抗 扭刚 度大 、 整 体稳 ３ ． ４下 部支 撑方式 的选 用 定性好 、 截面应力分配合理等优点 ， 而在曲线梁桥中应用非常普遍。 曲线梁桥下部支撑方式的选取 ，直接影响桥梁整体结构内力的 现阶段 曲线梁桥的设计和理论研究已经取得了很多成果 ，但由 分 布情况 。 对于 曲线 梁桥 ， 中间支 承一般 分 为两种类 型 ： 抗 扭型 支承 和 于 曲线 梁桥 结 构受 力复 杂 、 施工 过程 中标 高不 能 准确 的控制 ， 由于设 单支点铰支承。根据以往的设计经验下部支撑方式的选用可参照以 计 的原 因导致 在项 目的施工 或 使用 过程 中已多 次发 生过 事故 。常见 下 原则 ： 问题 主要 为 ： 曲梁 内侧支 座 脱空 ； 主梁 横 向侧 移 量 过大 ； 横 向刚 度不 ３ ． ４ ． １对 于 宽度较 宽 、 曲线 半径 较大 的 曲线梁 桥 （ 桥宽 Ｂ ＞ １ ２ ｒ ｎ 、 半 足 引起 扭 曲变 形 ； 固结 墩墩 身开 裂 ； 梁 体 的外移 和 翻转 进一 步导 致支 径 Ｒ ＞ １ ０ ０ ｍ） ， 主梁所受的扭转作用小 、 桥体宽度较大及横 向连接来增 座、 伸缩 缝 的剪切 破坏 和平 曲线超 高 的丧失 等 。 故在 曲线 梁桥 的设计 加 横 向的稳 定性 ，故 在 中墩位 置采 用具 有抗 扭较 强 的多柱 或 多支座 与施工过程中应充分考虑结构 的弯 、 剪、 扭受力特性 ， 对结构 内力进 的支承 方式 ， 亦 可采用 墩 柱与梁 固结 的支 承形式 ， 即抗扭 型支 承 。 行准确分析及合理优化， 消除设计带来 的不安全隐患。 ３ ． ４ ． ２ 对 于宽 度 较窄 、 曲线 半径 较 小 的 曲线 梁 桥 （ 桥宽 Ｂ ≤１ ２ ｍ、 ２ 曲线 梁桥 受力 特点 半径 Ｒ ≤１ ０ ０ ｍ） ， 主梁 所受扭 转作 用大 ， 尤其是 预应 力钢束 径 向力作 用 ２ ． １“ 弯一 扭” 耦 合作 用 所 产生 的主 梁横 向扭矩 ， 导致扭 转 变形很 大 。由于 桥窄 因此宜 采用 独 曲梁 由于 自身 及外 荷载 的作用 下会 同 时产生弯 矩 和扭矩 ， 并且 相 柱墩 ， 但 应视 墩柱 高度 的不 同来 选用 支承 结构形 式 。较高 的 中墩 可采 互作 用 。表 现为 曲梁 内外 侧尺 寸不 同 、 支座 反力 不等 、 外荷 载偏 心 及 用墩柱 与梁 固结 的结构 支承 形式 ， 较 低 的 中墩 可采用 具有 较弱 抗扭 能 预应力径向作用共同引起较大的扭矩， 使梁截面处于“ 弯一 扭” 耦合作 力 的单点 支 承的方 式 。这样 可有 效 降低墩 柱 的弯矩 和减 小 主梁 的横 用 的状 态， 其 截 面主 拉应 力 比相 应 的直 梁桥 大得 多 ， 这 是 曲梁 所独 有 向扭转变形 。但这两种支承方式都需对横向支座偏心进行调整。 的受力 特点 。 ３ ． ５墩柱截面的合理选用 在变形方面， 强大的扭矩作用致使 曲线梁桥产生扭转变形； 曲线 正如以上所述 ，当采用墩柱与梁固结的支承形式且墩柱较矮的 外侧的竖向挠度要大于同等跨径的直桥 ； 由于“ 弯一 扭” 耦合作用， 在梁 情况 下 ， 宜 采用 矩形截 面墩 柱 。因为矩形 截面沿 主梁 纵 向抗 弯 刚度较 端可能出现“ 翘 曲” ； 当梁端处横桥 向约束较弱时， 梁体有 向曲线外侧 小， 而沿主梁横 向抗弯刚度较大， 这样不仅减小了主梁横向扭转变形 ， 而且 较少 了墩 柱 的配筋 。针 对整 体结 构 的受力 特点 拟定 构造 和 配置 “ 爬 移” 的趋 势 。 在 受 力方 面 ， 由于存 在较 大 的 扭矩 ， 通 常 会 使外 梁 超 载 、 内 梁卸 钢筋 ， 使整 个设计 更加 合理 安全 。 载， 尤其 当活 载偏置 时 ， 内侧支 座甚 至会 出现负 反力 ， 如果 支 座不 能承 ３ ． ６支 座形式 的合 理选用 受 拉力 ， 就会 出现梁 体与 支座 发生 脱离 的现象 ， 即“ 支 座脱 空 ” 现象 ， 这 根据 以上 所介 绍 的结构 受力 特 点及设 计 中的 经验做 法来 选 取相 种 现象 在小 半径 的宽桥 中特 别 明显 。 对应 的支座类 型 ， 具体 如下 ： ２ ． ２下部 墩台受 力复 杂 ３ ． ６ ． １曲线连续 梁桥 选用 中墩 支座 时， 尽 可能 横桥 向位 移 固定 ， 限 曲梁 内外侧 支 座反 力相 差较 大 ，导致 各 墩柱 所受 垂直 力有 较 大 制 主梁 横 向侧 移， 可 采用盆 式或 普通板 式橡 胶支座 。 差 异 。 曲线桥墩 顶 水平 力不 仅 由制 动力 、 温度 变化 引起 的 内力 、 地震 ３ ． ６ ． ２ 当桥 长大 于 １ ０ ０ ｍ 时， 梁 端支 座可 采 用盆 式橡 胶 支座 及 带 力等 产生 外 ， 还有 汽车 离心 力 和预应 力 张拉 产生 的径 向力 ， 这也 是 比 有 横桥 向位 移 固定装 置 的 四氟板 橡胶 支座 ，保证 桥梁 顺桥 向 自由滑 直线桥 墩顶 受力 复杂 之处 。 动、 横桥 向位 移 固定 ； 当桥 长小 于 １ ０ ０ ｍ时 ， 梁端 支座 可 以采 用普 通 板 故 在 曲线 梁 桥结 构设 计 中， 应 进行 全 面的 三维 空间受 力分 析 ， 只 式橡胶支座。对于曲线梁桥支座设计 ， 选用“ 梁端设普通板式橡胶支 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 座 、 所有 中墩设 横 桥 向 自由滑 动 的盆 式 支座 ” 是 非常 危险 的， 应 引起 设 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 计者 的重视 。 行详 细 的受力 分析 ， 充 分考 虑其 结构 的空 间受力 特点 才能 保证 结构 设 ３ ． ６ ． ３当 曲线梁 桥较宽 时， 桥 梁整 体升 降温 变化 在墩 顶产 生 的横 桥 向水平力 会较 大， 尤 其是 当所有 中墩 支座均 为横 桥 向位 移 固定 时 ， 计 的安 全性 。 ３ 曲线 梁桥 的结构设 计 水平力 增加 更为 明显 ， 整 体计 算时应 关 注水平力 变化 情况 。 直 线梁 桥在 设计 中主要 考 虑梁 的“ 弯、 剪” 作用 ， 而 曲线 梁 桥结 构 ４结束 语 曲线 梁桥 由于其结 构受 力 的特殊 性 ，较 同等跨 径 的直梁 桥要 复 处于“ 弯、 剪、 扭” 的复合受力状态， 故桥梁整体要以抵抗复合受力状态 进行 结 构设计 ， 并在 构造设 计 中加强 抵抗 措施 。 杂得 多 ， 因此 在进 行设计 和计 算 时应 引起 足够 的重 视 。 通过 对 曲线 梁 ３ ． １弯扭 刚度 比 桥结 构受 力 特点 的分析 及设 计 中存在 问题 的总结 ，并提 出了 曲线 梁 曲线梁 桥 的弯扭 刚 度 比对结 构 的受力 状态 和变 形状 态有 着 直接 桥设 计 中 的一些 经验做 法 和解决 方 案 ，对 同类 桥梁 的设 计具 有 一定 的关系： 弯扭刚度比越大 由曲率因素而导致的扭转变形越大。 故在曲 的参 考价 值 。 参考 文献 线梁桥设计时， 满足曲梁竖 向变形 的同时， 应尽可能减小抗弯刚度 、 增大抗扭刚度， 来抵抗对整体结构产生的不利影响。 所以在曲线梁桥 『 １ ］ 姚玲 森曲 线梁『 Ｍ１ ． 北 京： 人 民交通 出版社 ， １ ９ ８ ９ 中． 抗扭惯矩较大的箱形截面和低高度梁的应用最为广泛。 『 ２ １ 邵容 光 ， 夏 淦等 ． 混凝 土弯 梁桥 『 Ｍ １ ． 人 民交通 出版社， １ ９ ９ ４ ． 『 ３ １ 吴 西伦． 弯梁桥设 计『 Ｍ］ ． 人 民 交通 出版 社 ， １ ９ ９ ０ ． ３ ． ２截 面设计 孙 广华 ． 曲线 梁桥 计 算ｆ Ｍ １ ． 人 民交通 出版社， １ ９ ９ ５ ． 曲线箱梁桥截面设计 时， 要在桥跨范围内设置一些横隔板， 并且 １ ５ １ 何 维 力． 独柱 支承 的曲线 梁桥 设 计【 Ｊ Ｊ ． 北京 建筑 工程 学院学报 ， ２ ０ ０ １ ． 要比相应的直梁桥有所加强 ， 增加横桥向刚度并保持全桥稳定性 。 在 『 『 ６ １ 赵巧燕． 多跨 混凝 土 弯 梁桥 若 干 问题研 究［ Ｊ 】 ． 北京 工 业 大 学工 学硕 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 �

第44卷第13期 山西建筑Vol.44No.132 0 1 8 年 5 月 SHANXI ARCHITECTURE May.2018 •165 •文章编号：1009-6825 (2018)13-0165-02多跨曲线连续刚构桥设计与计算向正松(四川公路桥梁建设集团勘察设计分公司，四川成都610041)摘要:以某大型具体桥梁设计为例，对多跨曲线连续刚构桥的研究现状与发展、曲梁的计算方法、施工控制的重要性做了较为系 统的总结，并对其设计和计算进行了全面的探讨,为今后我国桥梁设计提供了一定的参考。

关键词：曲线连续刚构桥，结构构造，技术措施中图分类号:U448.23 文献标识码:A〇引言近些年在桥梁设计上，特别是曲线连续刚构设计，最常见的 就是在山区道路上由于路线线型的限制，同时要跨越山沟或者构 造物才设计曲线连续刚构。

因此本文针对特殊情况进行具体分 析，并希望未来多跨曲线连续刚桥设计和计算更加精准化。

1主桥结构及构造设计为了更好的阐述多跨曲线连续刚构桥结构设计，对某具体桥 梁进行简述分析。

该大桥是某山区道路上新建的一座桥梁，主桥 采用预应力混凝土连续刚构桥，桥位服从路线走线,位于曲线上，桥下跨越河流。

对此主要从主梁结构和墩身结构上进行分析，来 说明多跨曲线连续刚构桥设计的特点。

1.1 主梁结构主梁结构多采用变高度三向预应力混凝土箱梁，梁高从支点 到跨中，结合经验公式和结构计算,找出一个最优的多次抛物线 作为梁高的变化曲线。

上部结构箱梁梁标准节段长3 m~5 m，边 跨现浇段一般设计成吊架或者墩旁的支架浇筑;标准节段设计成 挂篮悬臂浇筑施工。

其次，箱梁在每个支点处要设置横隔板，保 证横隔板与墩身平齐，有利于传力的过程，每个梁端的腹板厚度 加厚，与标准节段腹板采用线性变化过渡。

各横隔板均设置进人 孔以便施工箱梁纵向预应力束采用高强度低松弛钢绞线，塑料波 纹管成孔，真空灌浆工艺和后期养护维修。

考虑后期梁端支座的 更换，箱梁端设计成牛腿。

直线段； 迫不得已时， 才可考虑设置较长的缓和曲线连接， 并在反 ３ ２ 平 、 线形 的配合 ． 纵
向点前后适 当保 留一 段路拱 ， 不设超 高的路拱 段长度 可按 ３Ｓ 设 平、 纵线形 的配合 ， 应使线形能 自然地诱 导驾 驶者 的视线大 幅度 降低平 曲线半径指 标来 满 保持视觉 的连续性 ； 、 面线 形的技术指标应大小均衡 ， 曲线 平 纵 平 足夹直线长度 。 与竖曲线组合宜相互对 应 ， 且稍长 于竖 曲线 ； 曲线 半径宜 大于 竖
５ ＋３ ５ ７ ６ Ｚ ５ ８ ．１。 Ｋ ０＋６ ５ ０ 桥梁全长 ６ ７４ｍ。其地形 、 貌 、 质和水文条件 号 Ｋ ０ ７ ．３ ，Ｈ 点 桩号 为 Ｋ ０＋７ ７ ８７ ５ ６ ．， ０ ． 地 地 该桥位于扬子地 台川黔经 向构造体系之南段西侧 ， 构造以南 如下 ：
贵 长顺平 缓复 背斜 该桥位于 白云区艳 山红镇高 山村 东侧， 桥位处于云贵高原上 北向展 布的龙里箱 状复 背斜 ， 阳槽 形复 向斜 ， 黄泥 坳 向斜之 西 的丘陵地带 ， 属溶丘洼地地貌 ， 地形起伏不大 ， 海拔在 １２ ０ ７ 为主要构造格 架 。该 桥处 于梅 福塘 向斜 东侧 、 ７ ．５ｍ～ ０ ４， １ ８ ．５ｍ之 问， ９ ７ ３ 相对 高差 ２ 桥址区位于一 宽浅 开阔的洼地 ， 翼 。据钻孔揭示及负地形推测之梅福塘断层交于线路 Ｋ５ ＋８ ０ ０ｍ， 隧道 内无法避免的反 向曲线 ， 应尽量考虑 在反 向曲线 间设置 控制 ， 同向竖 曲线直坡段 长度按设计速度对应最小坡长控制。
３ 做好 隧道路 线纵 断面 与平面 线形 的合 理组合 和优化 平曲线半径的 １倍－２ 倍 ， 纵面线形组合设计应使线形与 自 ｏ － ０ 平、 ３ １ 纵 面线 形 的设 计与 优化 ． 然环境和景观相配合、 协调。

应用技术与设计2018年第18期631　项目概述由于平面线型的限制，上跨主桥初步为25m+36m+ 36m+25m 预应力混凝土连续曲线箱梁，曲线半径为80m。

2　设计标准（1）设计载荷：城-A 级。

（2）温度荷载：结构体系温差为±22℃，温度梯度为10cm 沥青路面参数。

（3）桥宽：8.0m。

（4）设计车速：40km/h。

3　设计参数3.1　箱梁结构桥梁上部结构为四跨预应力混凝土连续曲线箱梁，位于圆弧曲线上，曲线平缓，最小半径为80m。

分跨布置为：25m+36m+36m+25m=122m。

主梁是单箱单室截面。

梁高在第一跨内从1.4m 逐渐变为2.0m，并在第三跨中从2.0m 进一步变为1.4m，梁高是跨径的1/17。

顶板宽度8.0m，底版宽度4.0m，箱梁翼板悬臂2.0m，腹板厚度50cm，底板厚度20厘米。

支点处有横隔梁，中横隔梁宽2.0m，端横隔梁宽1.0m，横隔梁位于支点处。

3.2　预应力布置箱梁采用单向预应力系统。

纵向预应力筋采用高强度，低松弛的股绳（12-7ф5和7-7ф5）。

箱梁跨中预应力钢束布置见图 1图1　箱梁跨中横截面（单位：cm）3.3　崩钢筋设置小半径曲线桥的纵向预应力钢绞线沿箱梁腹板的平面曲线水平排列。

预应力钢绞线对混凝土产生较大的径向力，将相邻的两根预应力钢绞线分开。

除了对混凝土施加局部压力外，预应力梁与箱梁内部弧面之间的混凝土也受到崩弹作用，因此该径向力对箱梁的受力非常不利。

为了解决这个问题，当布置钢梁时，在两个相邻的预应力钢梁之间留下14cm 的混凝土厚度，并且在箱梁腹板上留下18cm 的混凝土厚度保护层以抵抗这种侧向崩弹力，同时在腹板内设置防崩钢筋。

防崩钢筋示意图见图2。

图2　防崩钢筋示意图4　设计要点（1）由于曲线梁桥比直线梁桥的受力复杂，对结构的抗弯、抗扭性能要求高于同跨径的直线梁桥，故采用整体性好、抗扭刚度大就地浇注的连续箱形梁桥比较好。

（2）影响曲线桥和线形桥受力的主要因素有：中心角（反映主梁弯曲程度），桥宽与曲率半径的比值，比值弯曲扭转刚度和扇区EI ω的惯性矩。

连续梁桥采用变截面的原因1.引言1.1 概述概述连续梁桥是一种常见的桥梁结构，其设计理念是将多个简支梁组合在一起形成一座连续的梁。

连续梁桥在桥梁工程中广泛应用，具有较高的承载能力和抗震能力。

为了更好地满足功能和安全性的需求，连续梁桥常常采用变截面设计。

变截面，顾名思义，即桥梁在不同位置具有不同截面形状和尺寸。

与传统的恒截面设计相比，变截面设计可以更加灵活地适应桥梁的受力情况和形变要求。

本文将探讨连续梁桥采用变截面的原因及其优点。

首先，我们将对变截面的定义和原理进行介绍，其次，我们将分析连续梁桥采用变截面的主要优势。

最后，我们将总结变截面在连续梁桥中的应用，并展望连续梁桥的未来发展。

通过本文的阐述，读者将能够深入了解连续梁桥采用变截面的设计理念和优点，为桥梁工程领域的专业人士提供更多设计思路和启示。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述：1. 引言：首先概述连续梁桥以及变截面的背景和基本概念，并介绍文章的主要目的。

2. 正文：2.1 变截面的定义和原理：详细解释变截面的概念和原理，包括变截面的设计原则和工作原理等。

2.2 连续梁桥采用变截面的优点：探讨连续梁桥采用变截面的好处，包括结构优化、减小自重、提高抗震性能、节约材料和经济性等方面。

3. 结论：3.1 总结变截面在连续梁桥中的应用：总结连续梁桥采用变截面的实际应用情况，并归纳其优势和成果。

3.2 展望连续梁桥的未来发展：展望连续梁桥在变截面技术的推动下的未来发展趋势，并提出进一步研究和探索的方向。

通过以上结构安排，本文将详细介绍连续梁桥采用变截面的原因及其优势，并对其未来发展进行展望，旨在对工程领域的相关研究和实践提供一定的参考。

1.3 目的本文的目的是探讨为什么在设计和建造连续梁桥时会选择采用变截面的设计方案。

通过深入研究变截面的定义和原理，以及分析连续梁桥采用变截面的优点，我们将揭示变截面设计在连续梁桥中的重要作用。

首先，我们将介绍变截面的定义和原理，以便读者对其有一个清晰的认识。

张拉 产 生 的 径 向力 。
曲线梁桥受力状态较为复杂， 以在设计过程中， 所 必须对其
结构 受 力特 点 有 充 分 的 了解 ， 全 面 综合 考 虑 各 种 因 素对 主 梁 及 墩 柱 的 不利 影 响 。 在全 国范 围 内 ， 此类 桥 型 结 构 目前 已 出现 多次 因设 计 原 因而 在 施工 或 使 用 过程 中 发生 事 故 ；其 中有 的 引起 主 梁 开 裂 ； 的 引起 墩 柱 开裂 ； 有 的 引起 主 梁 向外 偏转 或 向 内偏 有 还
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
４ 结 语
我 国 目前 面 临 许 多 旧桥 的状 态 评 估 、 修 、 维 改造 与 加 固的 巨
参考 文 献
［］ １ 谌润水 ， 胡钊芳． 公路桥梁荷载试验［ ． Ｍ】 北京： 民交通出版社． ０ ． 人 ２ ３ ０ ［］ ２交通部 部颁标准． 公路 旧桥承载力鉴定方法 （ 试行）ｓ． ［】 北京： 人民交通
影响。 使梁截面 处于弯扭耦合 作用状态， 其截面主拉应力往往 比 相应的直梁桥大得多． 这是弯梁曲线桥独有的受力特点。弯梁 曲
线 桥 由于 受 到 强 大 的 扭 矩 作 用 ， 生 扭 转 变 形 ， 曲 线 外 侧 的 竖 产 其 向挠 度 大 于 同跨 径 的 直桥 ； 弯 扭 耦 合 作 用 ， 梁 端 可 能 出 现 由于 在 翘 曲， 端 横 桥 向约 束 较 弱 时 ， 体 有 向弯 道 外 侧 “ 移 ” 趋 当梁 梁 爬 的
２１ 梁体 的弯扭耦 合作 用 ．
曲梁在 外 荷 载 的 作 用 下 会 同 时 产 生 弯 矩 和 扭 矩 ，并 且互 相
３ 下 部 支 承 方式 对 曲线 桥 内力 的影 响

Ｏ 引 言
一
钢 与混 凝 土组 合 构 件 通 过 连 接 件 弹 性 连 接 在 起时 ， 由于 材 料 性 质 不 同（ 有 限 元 矩 阵 中主 要 在 表 现 为 弹 性 模 量 和 松 比不 同 ）在 叠 合 面 上 存 在 白 ，
一
＿
＿
４ 姗 姗 姗 咖ｚ 咖 咖 咖 ３ 咖 ４ 一 一 咖 姗 咖 ３ ２ 、 ２ １ 鼯
２６ ５
科技研究
城 市道 桥 与 防洪
２１ 年 ７ ０１ 月第 ７ 期
交 界 面 ０处 用 刚 臂 连 接 ； 梁 上 翼 缘板 为 薄板 ， 钢 考
要 引 起 设 计 的 注意 （ 图 ５～图 １ ） 见 ２。
虑 到板 形 心 Ｃ ２到交 界 面 仅 １ ５ｍｍ， 再 设 置 刚 臂 不 连 接 。在 ０和 Ｃ ２之 间设 置 弹性 连 接 单 元 ， 接 单 连
啪 啪 瑚
图 ３ 混 凝 土 板 与 钢 梁 之 间 连 接 模 型 示 意 图
桥梁 纵 向距 离 ／ ｍ
２ 栓 钉 的 剪 力 分 布 规 律 分 析
采 用 板 壳模 型对 剪力 键 进 行 计 算 分 析 ，其 中
图 ６ 二 期 恒 载 作 用 下剪 力 键 横 向水 平 剪 力 沿桥 长 分 布 图
印
８ ０
１０ １ ０ １０ ０ ２ ４ １０ ６ １０ ８
桥粱纵 向距离 ／ ｍ
图 ／ 二 期 恒 载 作 用 下 剪 力键 纵 向水 平 剪 力 沿桥 长分 布 图 ５
Ｎ 、 １
客匣． 君簟 氟越 Ｉ ｊ 事
辞
量 、 罩氰星＿ ｇ掣 毂 犁肆 Ｉ ｊ 享
∞ ０
元 ，钢 箱 梁 及 横 隔 板 则 采 用 基 于 Ｋ ｒｈ ｏ ｌ ｅ ｉ ｈ ｆ Ｐａ ｃ ｔ Ｔ ｅｒ 理 论 的 薄 板 单 元 。两 种 板 单 元 均 考 虑 平 面 ｈｏ ｙ

差 ，避免 钢筋 由于胀模 造成 几乎 无保 线 周围混凝 土密实。
护层 。因此建 议设计 地下 室时， 底板外 参考文献
侧 、外墙外 侧 钢筋 保护 层应 严格 按规 【 １ 】 沈春 林 ． 建筑 防 水 工程 施 Ｓ － ［ Ｍ］ ． 北 ０ ０ ８ ． 外墙 柱交 接处 和 拐弯 顶板 内钢 筋 范规 定设 置保 护层 并适 当加 厚 。施工 京 ：中国建筑工业 出版社 ，２ ２ 】 王铁梦． 工程 结构 裂 缝控 制 【 Ｍ】 ． 北 密 集 区出现 漏水 ，原 因是 这些 部位 空 过程 中可设 置钢 筋 固定 支架 ，如框架 【 间小 ，浇捣 困难 ，混 凝土 不易 密实 ， 造 成渗漏。 柱定 位框 、剪力 墙梯子 筋 等 ，确 保 钢 京 ：中国建筑工业 出版社 ，２ ０ ０ ７（ １ ）． ［ ３】 地 下 防 水 工 程 质 量 验 收 规 范 筋不偏位 和保 护层 厚度 。 ７ ． ４水 电管线接头不严形成渗漏 ７ ． ２ ． ２防治措施 Ｇ Ｂ ５ ０ ２ ０ ８ — ２ ０ １ １ 【 ｚ ］ ． 在 钢筋 密集 区采 用 同强度 等 级的 ７ ． ４ ． １ 原 因分析 ［ ４ ］ 地 下 工 程 渗 漏 治 理 技 术 规 程Ｊ ＧＪ ／ 混凝 土 内埋设 电讯 管 线 、照 明管 Ｔ 细石 混凝 土或 流动性 强 的 自密实混 凝 ２ １ ２ — ２ ０ １ ０ ［ Ｚ 】 ． 线等＇ 由于钢管接头粗糙 不严密， 局部管 土进行浇筑 ，保证混凝土浇捣密实 。 ７ ． ３钢 筋 保护 层 厚 度不 够 造 成渗 线交叉 过 多 ，严 重 削弱 板厚 ，使混 凝
空 间受力 情况 及其 主要 的影 响 因数进 厚 度３ ０ — ６ ０ ｅ ｍ，按 直线变化 ；腹板厚度 建模 分析 时 ，桥 梁 曲率半 径分 别 行 了分析 ，并 提 出 了一 些具 体 的设计 ５ ０ ｃ ｍ。箱梁 高度从根 部处 的４ ． ２ ｍ变化 按 ２ ０ ０ ｍ、３ ０ ０ ｍ、４ ０ ０ ｍ、５ ０ ０ ｍ分析 比 建议 。 到跨 中的１ ． ８ ｍ， 底 板高度按Ｒ＝ １ ９ ５ ． ０ ０ ２ ｍ 较 。同时墩高分 别按 为５ ５ ｍ、２ ７ ． ５ ｍ和 的 圆曲线变 化 。为 简化起 见， 在建模 中 不考虑墩高的影响进行 比较 。 在 计 算 分 析 中 ，本 文 以 跨 径 为 ４ ５ ｍ＋ ７ ５ ｍ＋ ４ ５ ｍ的曲线连续 刚构桥 为模 未考 虑梗 掖部 分 的影 响 ，截 面形 式见 为 了便 于对 结 果 进 行 比较 ， 本 文 图１ 。 选取 了箱 梁根 部截 面作 为应 力计 算 截 建 模 采用 四节 面 ，施工 过程 的最 大悬 臂端 部 截面 作 １ ２ ０ ０ 点壳 单元 。 单 元 可 为位移计算截面 。 ｌ 以 承 受 平 面 荷 载 和 ２影响挠度的 主要 因素 ５ ０ ５ Ｏ 法 向荷 载， 每个 单 元 （ １ ）曲率的影响 有４ 个节点 ， 每个 节点 曲线连续 刚构桥 在悬臂 施工 时 ， 具有６ 个 自由度 ，单 由于弯 扭耦合 效应 ，截 面将 发 生扭 转 ３ Ｏ Ｏ ６ ０ ０ ３ ， ０ ０ 元 可 以定 义 为 变 厚 变 形 ，过 大 的扭 转 角 造 成 箱 梁 截 面 度 。为 了得 到 较 好 内 、外 缘 的 挠 度 差 值 较 大 ，不 容 忽 图１主 梁 截 面 示 意 图／ ｃ ｍ 的分 析 结果 ， 在 进行 视 。 施 工 分 析 中取 墩 最 大 悬 臂 的 情

工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald38连续刚构桥以其独特的优势，在我国桥梁建设中被广泛采用，而影响其跨径、结构受力等情况的梁底曲线形状也备受关注。

根据以往设计经验，梁底曲线常选取1.5～2.0次抛物线[1,2]。

文献[3]认为，跨径较小的刚构桥采用1.8次抛物线，跨径较大的采用1.5次抛物线。

为了更好地研究不同梁底曲线形状与主梁结构自重、受力及位移间的关系，该文通过建立不同的数值模型来进行研究。

1 计算模型及结构设计参数分析该文以某大跨度预应力混凝土连续刚构桥为原型，运用M I DA S/CI V I L 软件在原始模型的基础上，保持其他设计参数不变，通过对梁底曲线幂次值取1.5次、2.0次、2.5次这3个具有代表性的数值模型进行比较，分析在自重及车道荷载作用下主梁关键截面的应力和位移的变化规律。

1.1 自重荷载作用下从图1可以看出，在自重荷载的作用下，随着梁底曲线幂DOI：10.16660/ k i.1674-098X.2016.26.038连续刚构桥梁底曲线形状对结构的影响白蓉蓉 赵仙茹(陕西交通职业技术学院 陕西西安 710018)摘　要：为研究大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁底曲线形状对结构的影响，以某大跨度预应力混凝土连续刚构桥为工程实例，通过建立不同的数值模型，分析在自重及车道荷载作用下主梁关键截面的应力和位移的变化规律，从而总结出一些对工程上有价值的结论。

关键词：连续刚构桥 设计参数 数值分析 梁底曲线形状中图分类号：U448.23文献标识码：A文章编号：1674-098X(2016)09(b)-0038-02图1 自重荷载作用下不同梁底曲线主梁关键截面上、下缘应力(MPa)图2 自重荷载作用下主梁关键截面挠度变化(mm)图3 车道荷载作用下不同梁底曲线主梁关键截面上缘最大拉、压应力(MPa)图4 车道荷载作用下不同梁底曲线主梁关键截面下缘最大拉、压应力(MPa)工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald39次的增加，主梁关键截面上缘和下缘的应力都有不同程度的减小。