小半径弯桥设计问题探讨[1]

小半径曲线桥梁设计分析摘要：在进行市政桥梁工程建设时，小半径曲线桥梁经常会出现病害问题，导致桥梁工程应用寿命不断缩减。

以我国某一市政桥梁建设为例，在对病害问题进行分析时可以发现，这一项目原设计方案存在较多缺陷问题，因为桥梁设置形式与地理条件存在冲突，导致项目建设完成之后，内部缺陷问题比较严重，但未得到及时发现和解决，影响了桥梁项目运营效果。

企业也未对其进行及时维护，导致问题变得更加严重，因此需要做好桥梁改造处理。

本文就小半径曲线桥梁设计进行相关分析和探讨。

关键词：小半径；曲线；桥梁；设计分析近阶段我国在进行市政桥梁工程建设时，施工规模正在不断扩大，建设范围也在不断增加，这对桥梁设计工作开展提出了更高要求。

设计人员在对各种桥梁工程进行设计时，需要对区域内情况进行全面了解，在此基础上制作最优设计方案。

尤其是在对小半径曲线桥梁进行设计时，需要引进更加先进设计思维和技术，才能提高设计方案应用可行性和经济性。

设计人员还要做好传统小半径曲线桥梁设计改造，确保所有桥梁工程在运用时都能发挥更好效果，为我国居民出行提供更加优质服务[1]。

一、项目案例以我国某一市政小半径曲线桥梁项目设计为例，项目施工区域跨越山区小河沟，设计车道为三车道，荷载为公路一级，安全等级为二级，设计基准期为100年，桥面宽度为11.5米，环境类别为一级，结构重要性系数为1.0，桥梁位于平曲线上，圆曲线半径60米。

在对项目进行实际设计时，采用了重力式桥台和桩基承台基础，上部结构设计为16米左右，钢筋混凝土连续箱梁采用了现浇作业方式，桥梁长度为74米，使用了梁格法计算方式，各项参数验算均满足项目规定要求[2]。

二、小半径曲线桥梁设计方法（一）明确桥梁受力特点在对本项目进行设计时，会受到离心力作用影响，导致结构受力不均匀，因为桥梁支座外侧与内侧反力相差比较大，不同墩柱竖向力存在较大差异，桥梁墩顶不仅会受到与直线桥相同内力有效，还会因为运用力张拉和离心力作用影响，引发径向力。

关 键 词 ： 半 径 曲线桥 ； 座 脱 空 ； 梁抗 扭 小 支 箱
中 图分 类 号 ： ４ ２５ Ｕ ４ ． ３
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ： ７ １ ３—６５ （０ ２ ０ ０ ８ ０ ６ ０ ２ ２ １ ）５— ０８— ３
随着 我 国公 路事 业 的发 展 ， 越来 越 多 的高速 公 路 在全 国建 成 ， 由于高 速公路 是封 闭式交 通 ， 与其 在 他道路 连 接时会 采用互 通式 立交 形式 。在互 通式立 交 中小 半径 曲线 桥 梁也 越 来 越 多 的遇 到 ， 就是 弯 也
提下， 应尽 可 能减小 抗弯 刚度 、 大抗 扭刚度 。所 以 增
梁横 向扭矩 和扭转 变形 很大 。 由于 桥窄 因此宜采 用
独柱墩 ， 但在 选用 支 承结 构 形 式 时应 视 墩 柱 高度 不 同而 确定 。较高 的 中墩 可采用 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 力的
支座 。
程序（ ３０ ， Ｖ ． ） 采用 曲梁 网格法划分单元 ， 向模拟 纵 两 道纵 梁 。计 算 时 温度 模 式 按 箱 梁上 、 缘 升 降温 下
５Ｃ考虑 ， ￣ 支座 沉 降按 ５ ｍ计 。通 过计 算 ， 常使 用 ｍ 正 状 态荷 载组合 Ⅱ的情况 下 ， 过渡墩 支 承反力 为拉 力 。
数量 。
。 Ｉ
（） ３ 宜避 免设 置抗拉 支 座 ， 考 虑采 用 桥 台 （ 可 或
过 渡墩 ） 支座 横 向间距 加大 的措施 。 （） ４ 弯桥设 计一 般采 用 现 浇钢 筋 混凝 土连 续箱 梁， 这涉 及到 桥 梁纵 向一 联 总 长度 的选 取 问题 。为 了避免 支座脱 空 问题 ， 一联 的长度 宜短 不宜 长 ， 长 最

小半径曲线梁桥的设计选型与结构分析随着社会经济的发展和人们对景观的要求不断提升，城市中大量涌现出具有景观要求的桥梁。

但在受到城市交通功能和地形条件的限制时，时常会出现小半径的曲线桥梁。

这种小半径的曲线桥梁具有斜、弯、异形等特点，给桥梁设计和构造处理造成很大困难。

文章结合中山小榄镇某小区内车辆专用桥的设计，对小半径曲线梁桥的设计选型及结构分析进行探讨。

标签：Midas/Civil；小半径曲线梁桥；设计选型；结构分析1 工程概述本工程位于中山市小榄镇一新建小区内，供小区车辆进出车库专用，沿线跨越三条河涌。

由于前期建设方已委托进行景观专业设计，按照景观设计要求，进行桥梁结构设计。

同时根据现场地形条件、施工技术拟定桥梁方案。

桥梁全长219m，跨径多处于20m左右，全桥4联（21.088+18.521）+（17.994+17.225）+（环岛：16.062+7.172+9.671+9.335+12.379）+（20.387+19.980）m。

共桥梁全宽8.5m，其中环岛处最小曲线半径R=15.7m。

桥梁上部结构采用现浇钢筋混凝土，下部采用桩柱式桥墩、埋置式桥台、钻孔灌注桩基础。

全桥平面图如下所示。

上部结构箱梁横断面采用单箱双室，梁高140cm，箱梁顶宽830cm，两端悬臂各设10cm后浇段同护栏一起浇筑，底宽730cm，翼缘板悬臂长度100cm。

顶板等厚20cm。

底板厚度为40cm～20cm，腹板厚度60～40cm，横断面如下图所示：2 计算参数2.1 设计标准设计荷载：城-B级；温度荷载：结构体系温差±25度，梯度温度按照规范沥青铺装指标加载。

桥面净宽：7.5m。

设计车速：40km/h2.2 主要材料及计算参数3 结构选型与计算分析运用Midas/Civil软件，对结构各联均建立模型进行分析，尤其是第3联环岛，最小半径仅有17.5m，常规做法很难满足抗扭承载力要求，必须通过计算通过一系列构造措施进行调整。

要求 和地形条件 的限制 ，多采用 曲线桥梁和 匝道 桥 。 这 些 桥 梁 线 型 变 化 多 端 ，结 构 受 力 比较 复 杂 ，特 别 是 小 半 径 曲线 梁 桥 ，除 承 受 弯 矩 、剪 力 外 ，还 有 较 大 扭 矩 和 翘 曲双 力 矩 的作 用 。 曲线 桥 具 有 增 添 城 市 景 观 、使 桥 梁 服 从 路 线 布 置 、提 高 交 通 枢 纽 使 用 功 能等 优 点 ， 因此 在 城 市 建 设 中应 用越来越广泛。与直线桥不同的是 ， 由于弯扭耦 合 作 用 ， 所 以 曲线 桥 在 竖 向荷 载作 用 下 引起 弯 曲 的 同时 会 产 生 扭转 变 形 ， 导致 内外 侧 支 座 反 力 大 小 不 同 ，甚 至 可 能 出现 负 反 力 。 小半 径 曲线 梁 桥 的设 计 越 来 越 引 起 人 们 的 重 视 ， 当务 之 急 是 我 国现 行 相 关 技 术 规 范 和 设 计 计 算 理论 有 待 进 一步 研 究 和完 善 。本 文结合 重 庆 市 立 交 桥 的设 计 ，浅 谈 小 半 径 曲线 梁 桥 的设 计 体会 。
１ 总体 设计
１ ． １ 设计 标 准
设 计 荷 载 ：城 一 Ａ级 。
温度荷载 ：结构体系温 差 ± ２ ０℃，箱梁顶板 日照 升 温 ｌ ６ ． ５ ℃。
桥 面净 宽 ：８ ． ５ ～ ２ ２ ． ０ ５ ｍ。 设 计 车 速 ：４ ０ ｋ ｍ ／ ｈ 。
抗震 等级 ：按地 震烈 度一 ６ 度设 防 （ 桥址 区域 地 震 基 本裂 度 为 ７ 度） 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ １ — １ ６ 作者 简介 ： 段 加燕 （ １ ９ ８ ５ 一） ， 女， 重庆人 ， 助理工 程师 ， 从 事道 路交 通设计工 作 。

144研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2023.03 (下)由于曲线桥预应力、温度效应、活荷载效应等因素的影响，与常规的线性、半径桥相比，其受弯扭耦合、翘曲等因素影响较大，对其上、下结构的构造和加固处理产生了较大的难度，而弯曲桥的特殊力学现象是由桥长、跨、半径、墩台、支座等因素综合影响的结果。

1 小半径曲线桥梁设计的力学特性曲线梁桥的受力性能，其弯曲半径对梁体的弯曲有一定的影响，从而使其发生弯曲，从而使其既受到弯矩的作用，又受到扭力的作用，这就是弯扭耦合。

弯曲扭转耦合的结果是，弯曲箱梁桥的受力性能主要表现在下列方面。

（1）外梁外力不均匀因外梁外力过大、内梁卸载等原因，导致梁桥外缘的弯曲应力比内缘大，外缘的变形比内缘大，内梁和外梁的内力分布不均匀，内梁和外梁的受力不均匀，在箱梁上引起内腹筋和外腹板的受力不均。

在动载荷作用下，梁的支承部分会产生负向反作用力，严重时会导致梁与支撑分离。

（2）箱梁桥的挠曲变形曲线通常大于同直径的弯桥，其弯曲变形是由弯矩和扭力叠加而成。

（3）横向水平力车辆在曲线梁桥上行驶时，会对桥面产生水平的离心力，这是一种很好的方法。

预应力、混凝土收缩徐变和温度的改变，不仅会引起桥面的纵向水平力，而且还会引起横向的水平力。

由于外部载荷作用于桥梁，其横向水平力将导致梁身的截面力矩和桥墩的弯矩增加，从而导致桥面的侧向位移和侧向偏移。

（4）弯曲变形和变形对弯箱式桥梁来说，在弯曲和扭耦合作用下，其整体截面应力比直线桥梁要大，尤其是在弯曲和变形的影响下，这种问题更严重。

但其计算结果一般仅占基础弯矩和纯扭剪应力的5%～10%，经初步估计，在设计时可采用加横梁的方法，尽量减少断面的变形。

2 工程案例以江苏省常州市金坛区金坛高铁为例，采用3×25m 的连续梁桥作为研究对象。

项目地处江苏省金坛城区西南部、小桥村以南、金坛高铁枢纽金坛高铁站附近，地处常州市北部G233,S241东侧，金龙路以南，万嘉路以西。

小半径曲线梁桥设计浅析摘要：结合四川成安渝高速公路某枢纽互通中的桥梁设计的一些对比计算，浅析小半径曲线梁桥在构造上需要注意的细节；关键词：小半径曲线预应力混凝土连续箱梁一、概述随着现代经济的发展和城市的扩张，城市中大量的立交桥开始兴建，但由于城市规划和地形条件的限制，立交桥的结构形式多采用曲线桥梁。

这些桥梁线型变化万千，结构受力复杂，特别是小半径曲线梁桥，除承受弯矩、剪力外，还有较大扭矩和翘曲的作用。

据统计，南方某市的多座立交桥中，大都存在大小不同的问题：有的曲线连续梁内侧端支座脱空；有的曲线梁体向曲线外侧径向整体侧移；有的墩梁固结处在立柱顶部产生环形裂缝等等危及桥梁正常使用的现象。

这些现象的产生原因是多方面的，包括施工过程中的不当细节，但总的来说存在有设计过程中认识方面的失误，因此小半径曲线梁桥的设计越来越引起人们的重视，尤其是我国现行相关技术规范和设计计算理论有待进一步研究和完善。

本文结合笔者参与的四川成安渝高速公路某枢纽互通中的桥梁设计，浅谈小半径曲线梁桥的设计体会。

二、总体设计2.1设计标准1.设计荷载：公路-Ⅰ级；汽车荷载冲击系数1.05；总体计算时，弯矩偏载系数取1.15，剪力偏载系数根据各上部结构实际受力，采用不同的系数。

2.温度荷载：整体温差：升温20℃，整体降温25℃。

梯度温差：根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)4.3.10条取用。

3.桥面净宽：8.5m。

4.设计车速：40km/h。

5.抗震等级：按地震烈度-Ⅷ度设防(桥址区域地震基本裂度为Ⅶ度)。

6.二期恒载包括桥面铺装、泄水管、护栏等，以均荷载计入。

2.2设计要点1.桥梁上部结构为三跨一联预应力砼连续曲线箱梁，位于在圆曲线和缓和曲线上，曲线半径R＝55m，设计线距外弧翼缘3.25m。

分跨布置为：25＋25＋25＝75m。

箱梁高1.6m，单箱单室斜腹板断面，采用整联现浇，一次张拉钢束的施工工艺。

顶板宽8.5m，底板宽3.4m，箱梁翼板悬臂2.25m，腹板厚45cm，顶、底板厚25cm。

（ ）预 应 力 钢 筋在 梁 肋 中 的布 置 应 特 别 引起 注 意 。 ４ 对 于 整个 箱梁 截面 而 言 ，预 应 力钢 筋是 对称 配置 的 。 由 于梁格 划 分后 边肋 几何 形状 的非对 称性 ，此 时按 设计 位
置布 置预 应 力钢 束 ，在 边 肋 中 将 产 生 较 大 的平 面 外 弯
小半径 曲线梁桥设计 的探讨
■ 王 文 洪
（ 建省 交通规 划 设计 院 ，福 州 福
３０ ０ ） ５ ０ ４
摘
要
本 文 阐述 了小半 径 曲线桥 梁 的受 力特 点 ，曲线 梁格 法划 分的要 求 ，通 过分
析 曲率 大 小、预应 力钢 柬 、下部 支承 方 式及 支承 位置 对 曲线 梁桥 内力 的影响 ，提 出有 关 曲线 梁桥 设计 的有益 结论 ，可供 设 计 同行参 考 。
设 计 中 。对 曲线 梁桥 的计 算 日益增 加 。由于 曲 线桥 需要
网格计 算 ，而直 线桥 多 采用单 梁计 算 ，使得 曲线 桥 设计 难 度远 大 于直 线桥 ，另 外 由于曲线 桥 的 “ 弯一 扭 ”藕合
生较 大 的扭转 ，通 常会 使 外梁超 载 ，内梁 卸 载 。在 宽 桥
（ ）梁格 的边 、中梁 形心 高度 位置 应尽 量 与 箱梁 整 １ 体截 面 的形 心 高度相 一 致 ，纵 、横 向 构件 应与 原 构件 梁
肋 （ 或腹 板 ）的中心 线相 重合 ，梁 格划 分 应沿 切 向和 径
向设置 （ 图 １ 示 ） 如 所 。
（ ）每 跨 至 少应 分 成 ８ 以 上 ，以保 证 有足 够 的 精 ２ 段 度 ，支 承线 、跨 中及 支点 均 应在梁 段 划分 范 围 ，详见 梁 格 划分 平面 （ ） 图２ 。

曲线梁 桥设计 中遇 到 的一些 实际 问题进 行分析 与论 述 。
３钢筋混凝土曲线梁桥设计 中的几个 问 题及 解决方法
下文 对 钢筋 混 凝 土 曲线 梁 桥 设计 过程 中的支 座 偏 心 调整 、 支承 形式 选 择 、 座脱 空 、 向位 移 、 台计 算 支 横 墩 模 型等 一些 实际 问题进行 论述 ， 并浅谈 个人 在 设计 中的
应 用 己非常普遍 。尤 其在 立交 的 匝道设 计 中应用 最广 。
由于受 地形 、 地物 和 占地 面 积 的影 响 ， 匝道 的设 计 往 往 受 到多种 因素 限制 。这就 决定 了匝 道桥 具有 以下 特 点 ：
综合 以上 曲线 梁桥 受 力特 点 ，故 在 曲线 梁 桥 结构 设２１ 年第４ ０１ 期
小半径钢筋混凝土 曲线梁桥设计浅析
方水平 许友梅 （ 西 省 交 通 设 计 院第 一 设 计 所 ） 江
摘 要 ：文章在阐述曲线梁桥受力特点的基础上， 对钢筋混凝土曲线梁桥设计过程中的支座偏心调
整 、 承 形 式选 择 、 座脱 空 、 向位 移 等 一 些 实 际 问题进 行论 述 ， 支 支 横 并提 出 了一 些 解 决 方 法 。
常 宽度与 曲率 半径之 比越 大 ， 则与有 相 同数量 的直线 桥 固结 等方 式 。采 取不 同的支承 方式 对 曲线梁 桥 的上 、 下 的断面 内力之 差就 显得越 大 ｌ。再则 桥梁 下部 结构采 用 部 结构受 力影 响很 大 ， 对不 同 的桥梁 结构 应选 用对 结 ６ ］ 针 独 柱支承 方式 时 ，支 承 点的位 置对 结构 受力 尤 为重要 。 构受 力有 利 的支承方 式 。 过 以往 的 曲线梁 桥 设计经验 通 此外 由于 独柱支 承 曲线梁 桥 中间支 点抗 扭 能力弱 ， 以 发现 不 同的支 承 方 式主 要 影 响主 梁 的扭 矩值 和扭 矩 沿 所 必 须在桥 梁两端 部 设置抗 扭约 束 ， 以增 加桥梁 的整体 稳 梁 纵 向的 分布规 律 ， 以及主 粱 的扭转 变形 和墩柱 的 受力

小半径曲线桥梁设计方法分析摘要本文结合多年工作实践，主要介绍小半径曲线桥梁的力学特性，分析曲线桥梁存在的病害及成因，提出了小半径曲线桥梁设计应该注意事项。

关键词曲线桥梁；设计方法；特性；成因近年来，随着经济的快速增长，城市交通的发展也越来越迅猛，由于受原有地物或地形的限制，以及城市交通功能的需要，小半径曲线桥梁在城市立交中应用越来越广泛。

因曲线桥梁受力复杂，设计及施工难度大，很多建成后的曲线桥梁在运营的过程中也逐渐出现了很多病害。

本文结合多年的设计经验，提出小半径曲线桥梁设计中应该注意的几点事项。

1曲线桥梁受力特性1）梁体的弯扭耦合作用。

曲线梁在外荷载的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线梁桥大得多，这是曲梁独有的受力特点。

曲线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。

2）内梁和外梁受力不均匀。

在曲线梁桥中，由于存在较大的扭矩，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。

3）离心力作用。

由于内外侧支座反力相差较大，使各墩柱所受垂直力出现较大差异。

曲线梁桥下部结构墩顶水平力，除了与直线桥一样有制动力、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。

因预应力钢束所具有的空间曲率，使得预应力束对于梁体将有水平径向力，这种径向力将对梁体的剪切中心产生扭转，而该扭转的存在又会使得曲线梁中产生附加的弯矩和扭矩，即在曲线梁中产生更显著的“弯、剪、扭”效应。

2现实中曲线桥梁存在的病害及成因1）曲线梁体向曲线外侧径向整体侧移。

支座布置不合理。

生 的效 应 。 （ ）当 ３ 。 西 ４ 。时 ， 有 截 面 内力 均应 按 空 ３ ０＜ ≤ ５ 所 间 程序进 行 分析 。
（）当 ＞ ４ 。 ， 按 空 间程 序 分析 外 ， 应 考 ４ ５时 除 还 虑 翘 曲约束 扭转 的影 响 。
（ ）当采用 具 有 相 当抗 扭 刚 度 的 闭 口截 面 曲线 ５ 梁桥 ， 其扭 转跨 径 所 对 应 的 （ 曲跨 梁 段 ） 心 角 ＜ １ 。 圆 ２ 时 ， 以按 直线桥 进 行分 析Ｅ 。 可 ３ ２ 小半 径弯 梁桥 主要设 计 内容 ．
施 的需求 为城 市立 交 、 高架桥 的发展提 供 了 良好 的社 会环 境 。 由于受地 形 、 物 、 下 管 线 及 占地 面积 等 地 地
诸 多条件 的 限制 ， 为 城市立 交 中实现 道路 转 向功能 作 的小 半径 曲线 匝道 桥 ， 来 越 受 到 路 线 设 计 人 员 的 越
青 睐 ¨。 工 程背 景 ： 一枢 纽 互 通 Ｂ Ｄ 匝道 桥 ， 、 因需跨 越 地
图 ２ Ｂ Ｄ 匝 遁 主 梁 断 面 图 、
２ 小半径弯桥结构 特点
２ １ 内外侧 梁受 力不 同 ．
面辅道 系统和高架 主线桥 ， 由于受到周 边地 块 的限制 ，
该 联 跨径 组 合 需 为 ３ ３ｍ＋ ５ ｌ ３ 平 曲线 半 径 ５ｎ＋ ３ｍ、 Ｒ一１０ｍ， 宽 ｌ． ｌ ０ 桥 Ｏ ９ｎ。因 匝道 桥 位 于第 ３层 （ Ｂ匝
３ ５ｍ、 中梁 高 为 ２ ５ ｍ； 部 除 支 点 附 近 加 厚 至 ． 跨 ． 腹
３ 小半径 弯桥设计
３ １ 分析 模型 探讨 ．
７ ［ ， ０Ｃ ｎ外 其余 为 ５ ｍ； 底板 厚度 为 ２ ｍ。 ０ｃ 顶 ５ｃ

１年 １０月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮ ＡＲ ＸＩ ＣＨＩ Ｅ Ｔ Ｔ Ｃ ＵＲＥ
Ｖ０ ． ７ Ｎｏ ２ Ｉ３ ． ９ ０ｃ ． ２ ｌ ｆ Ｏ １
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ）９ ０ ６ ・２ １０ — ８ ５ ２ １ ２ — １０ ０ １
空间结 构分 析 ， 样才 能更 准确 的 反映 出梁 体各 部位 的 受力 状 这 吉高速交叉 位置设置吉县枢纽 。 态。 该 立交枢纽设 Ａ， ｃ， Ｅ Ｆ Ｇ， Ｂ， Ｄ， ， ， Ｈ共 ８条 匝道 ， 纽所处 地 枢 形 异常复杂 ， 共设 置小 半径 斜弯 坡桥 梁 ｌ ５座 ， 设计 难 度很 大 ， 其 中位 于 Ｇ， Ｈ上 的匝道桥 梁均处于半径 ７ ８ ０ｍ～ ０ｍ的小半径 曲线 上， 其他 匝道桥梁所处 半径也较小 ， 且分别位于变宽分叉线形上 。 本 枢纽桥梁设计 中 ， 主要采 用 了现浇 曲线连续 箱梁 结 构 ， 考 虑 到施 工的进度及方便性 ， 部分桥跨 采用 了装 配式与 现浇组合 结 构 。枢 纽立面布置 图及枢纽桥 梁断面图见图 １ 图 ２ ， 。
Ｅｘｐ ｏ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｅ ｅ ｒ ｈ Ｏ ｉｖ ｌ ｒ ｔｏ ｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｆｃｔ ｕｎ ｒ ｒ ｕｎ ｉ ｅｉ ｏ ｐｒ ｈｅ ｓｖ ｕｎ ｌｃ ｎ ｔ ｕ ｔｏ ｄｅ ｇ ｏ ｄ ｐ ｐ ｌ ｎｅ ｃ ｍ ｅ ｎ ｉ ｅ ｔ ｎｅ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎ ｓ
关键 词 ： 小半 径 ， 弯坡 ， 梁 设 计 斜 桥
中图分类号 ： ４２ ５ Ｕ ４ ．
文献标 识码 ： Ａ
１ 概 述
吉县 至河 津高速公 路是 山西 省高 速公路 网西 纵 的重要 组 成
对 于半径 较大或者平面宽度变化趋 势不大 的桥梁 ， 以采 用平 面 可 杆系 的理论进 行结 构分 析计算 。但 是对 于立 交枢 纽 内大部 分平

小半径曲线桥梁设计要点探析一、小半径曲线桥梁的结构受力特点小半径曲线桥梁由于主梁的平面弯曲使得下部结构墩柱的支承点不在同一条直线上，形成了其独有的受力特点：（1）主梁受曲率影响，梁截面发生竖向弯曲的同时会产生扭转，而产生的弯矩和扭矩相互影响，使梁处于弯扭耦合状态；（2）由于弯扭耦合作用，弯桥的变形比同跨径的直桥要大，主梁外边缘的挠度大于内边缘的，而且曲率半径越小，桥越宽，这一趋势越明显。

同时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；（3）曲线桥梁上汽车荷载的偏心布置及其行驶时的离心力，也会造成曲线梁桥向外偏转并增加主梁扭矩和扭转变形。

另外，曲线桥梁即使在对称荷载作用下也会产生较大的扭矩，该扭矩通常会使得外梁超载，内梁卸载；（4）主梁的扭转传递到梁端部时，会造成端部各支座横向受力分布严重不均，通常呈曲线外侧支反力变大，内侧变小的趋势，有时内侧支座甚至会出现负反力。

（5）曲线桥的中横梁是保持全桥稳定的重要构件，与直线桥相比，其刚度一般较大。

（6）采用连续梁体系的曲线桥，预应力效应对支反力的分配有较大的影响，在计算支座反力时必须考虑预应力效应的影响。

二、小半径曲线桥梁的设计要点（一）小半径曲线桥梁支座的布置形式曲线箱梁桥支座的布置型式通常采用三种形式（如下图）：a. 全部采用抗扭支承， b. 两端设置抗扭支承，中间设单支点铰支承，c.两端设置抗扭支承，中间既有单支点铰支承，又有抗扭支承的混合式支承。

近年来，在曲线箱梁桥工程实际应用中，两端为抗扭支座（双支座），联内安置几个单点铰支座，即中支点下部采用独柱支承的曲线桥多次发生侧倾事故。

其主要原因多为主梁在偏心荷载作用下发生扭转，当转角大到一定程度时，支反力的下滑分力将超过支座侧向的约束能力，扭矩将全部转移到梁端造成曲线内侧支座脱空，主梁发生倾覆。

所以此类支座布置的形式在工程应用中已不多见。

对于小半径的曲线箱梁，通常全部采用抗扭支承。

小半径曲线铁路简支梁桥设计需注意的几点问题摘要：特殊困难条件下，小半径曲线铁路简支梁桥采用湿接缝加宽方法，能以较大跨度布置孔跨，节约工程造价，但会给梁体布置、墩顶垫石尺寸及桥面横向布置带来一系列问题。

本文以塔黄旗北沟左线特大桥为例，探讨因湿接缝加宽引起的一系列问题及解决办法和注意事项。

关键词：铁路梁桥简支梁小半径曲线湿接缝加宽1概述在特殊条件下，受地形、既有线等外界因素的制约，铁路线路无法满足通桥（2012）2101梁部所需的最小曲线半径（1200m），特殊地段桥梁不得不采用小半径曲线。

为保证桥梁工程的经济性、合理性，设计过程中需注意一些特殊问题。

2工程概况虎丰张唐联络线，连接在建虎（什哈）丰（宁）铁路及张（家口）唐（山）铁路。

线路从虎丰线的塔黄旗站内引出（双线），跨越潮河后分为左右两线，分别跨越塔黄旗北沟沟口，外包在建张唐线后引入塔黄旗东站站内。

在首尾两个车站站位均已经确定的前提下，受山区河谷地形限制，局部地段采用半径R=500m 的曲线半径，本文仅以塔黄旗北沟左线特大桥为例，对小半径曲线简支梁桥的设计做几点浅析。

3 问题由来根据《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1-2005第3.3.6条文之规定，新建Ⅰ、Ⅱ级铁路道碴槽挡碴墙内侧距离线路中心不应小于 2.2m。

考虑到施工误差等因素，通桥（2012）2101梁将此距离定为2.25m。

即E值在5cm内（f=2E=10cm）时，曲线布置满足规范要求。

梁体布置采用平分中矢法，E、f相应关系参见图1所示。

图1曲线平分中矢布置方法示意根据计算结果，在半径R=500m圆曲线上，若满足采用跨度16m、24m、32m 简支T梁的规范要求，f值如下表1所示：表1 不同跨度对应f值R（m）梁长L0（m）f（cm）f限值10cm500 16.5 6.4500 24.6 14.4500 32.6 25.6可见，当曲线半径R=500m时，计算跨度为24m、32m的简支梁曲线布置时f值已经超限，桥面布置不能满足规范的刚性要求。

１ ． １ 结构 受 力上应 注 意的 问题
荷 载（ 本码头 引桥上 的汽车活载只考虑一辆重 ５ ５ ｔ 的标准 车辆荷 结构 受力上要 注意调整梁 内的扭 矩分布 ， 尽量使 梁截 面 的受 载 ） 等， 为了得到箱梁 的最佳受力状 态 ， 使 箱梁截 面和支座 的受力 力更 均匀。小半径 的弯箱梁 各截 面都处 于 “ 弯、 剪、 扭” 的复杂 受 比较均匀 ， 建立 ２个不 同约 束情 况 的模 型 ， 通过 分析 比较 得 到较
・１ ５ ９・
谈 小 半 径 弯 箱 梁 桥 设 计
关
摘
忿
４ ３ ０ ０ ０ ０）
（ 中交第二航务 工程勘察设计 院有 限公 司， 湖北 武汉
要： 针对小半径 曲线梁桥较 同等跨 径的直线梁桥的受 力要 复杂的特点 ， 采用 Ｍ Ｉ Ｄ Ａ Ｓ软件建 立了梁格模 型 ， 通 过分析 比较 在恒
面， 同时要根据 Ｊ Ｔ Ｇ Ｄ ６ ２ － ２ ０ ０ ４公路钢 筋混凝 土及预应力混凝 土桥 １ 和模 型 ２的结 构离散 图分别见 图 ３和 图 ４ 。 涵设计规 范的规定 ， 在桥 跨范 围 内设 置一 些横 隔板 ， 以加强 结 构 的横桥 向刚度 。
１ ． ２ 结构 变形 上应 注 意的 问题
可 以满足设计 和使用 的要求 ， 但是 随着 越来越 多的城市 立交 建设 单箱单室直腹板箱梁 ， 梁高 １ ． ３ ｍ， 跨 中顶底板厚 ２ ５ ｃ ｍ， 支点处顶 的需要 ， 小半径 的匝 道桥越 来越 多 ， 这时再 用上 面 的方法 进行 简 底 板厚 ５ ０ ｃ ｍ， 腹 板厚 度全桥统一为 ７ ５ ｅ ｍ， 桥 面宽度 为 ： ０ ． ５ ｍ（ 防 单的模拟计算 ， 结果是 不准 确 的， 必 须要采 用梁 格法 或者 其他 更 精确的方法进行计算 。 与直线梁相 比， 曲线 梁的受 力有 以下 特点 ： １ ） 轴 向变形 与平 撞 护栏 ）＋ ５ ｉ ｎ （ 行 车道 ）＋ ０ ． ５ ｍ（ 防撞 护栏 ）＝ ６ ｍ， 箱 梁一般 构 造 图见图 Ｉ ， 横断面 图见 图 ２ 。

山区公路小半径桥梁设计需注意的问题摘要：西藏东南部地区公路项目多处于高山峡谷之中，桥梁多为小半径曲线桥梁，本文针对山区公路小半径桥梁设计过程中结构受力不利原理以及支座脱空、梁板整体向外侧移以及主梁横向裂缝和腹板斜裂缝等病害问题进行了探讨与研究，希望能对山区公路小半径桥梁设计具有一定的借鉴意义。

关键词：山区；公路；小半径桥梁1、概述长期以来，西部交通基础建设严重落后，成为制约西部经济发展的一个“瓶颈”。

因此，中央在做出西部大开发的重大举措时，提出“交通先行，适当超前”的方针，并把交通建设放在西部大开发重中之重的优先地位。

西藏地处我国西南边陲，与印度、巴基斯坦、尼泊尔、不丹接壤，同新疆、青海、四川、云南相邻，是我国通往印巴次大陆的战略要冲。

本文参考项目地处青藏高原东南部横断山脉，线路上海拔高程1690～4730米，为国家国防公路。

沿线地表水系发育，支流众多，从上到下，切割山体，沟谷两侧的山坡陡峻，沟床蜿蜒曲折，河床多呈“Ⅴ”型，河谷坡降大。

由于此国防公路大部分路段沿溪线和越岭线，沿溪线中路线依靠山坡布设展线，跨越沟谷次数较多，设置桥梁位置路线线形多为小半径圆曲线和缓和曲线，故大部分桥梁为小半径弯、坡、斜桥梁。

针对设计过程中出现的大量的小半径曲线桥梁，针对结构受力特点和经验中易发生的病害情况，提出山区公路小半径桥梁设计过程中的部分优化方案。

2、小半径桥梁结构受力不利及产生病害问题分析小半径弯曲桥梁相对于直线桥梁受力情况更加复杂，由于梁体的内外梁受力不均、弯扭耦合作用以及水平力的作用，导致小半径曲线梁桥在运营过程中出现支座脱空、梁板整体向外侧移以及主梁横向裂缝和腹板斜裂缝等病害，严重影响了行车舒适度与安全性。

（1）内外梁受力不均由于小半径曲线桥梁内外梁受到明显的扭矩作用，会使内梁卸载、外梁超载，此现象与桥梁宽度有关，桥梁宽度越宽扭矩作用越明显。

内梁卸载、外梁超载致使桥梁外边缘弯曲应力大于内边缘，外边缘挠度大于内边缘，内梁和外梁受力不均，反应到梁板上则是内外腹板受力不均。

１ 、 引 言
随 着社 会 经济 的 发展 ， 以及科 学 技 术 的进 步 ， 国家 开始 加 大 社 会 基础 设 施 建设 ， 城市需 要 大量 高 架桥 、 立交 桥 。 然而， 由于城 市 交通 功能 的 特殊 要求 ，
以及 城 市地 形 条件 的一 些 限制 ， 导 致城 市 交通 大 多是 采用 曲线 桥梁 的 没计 方
臼曩田圈
路桥建设
有关城 市小半径 曲线桥梁设计 方法探 索
摘要： 近 些年 来 ， 随着社 会 经济 的 不 断发展 ， 城 市 交通 也 得到 快 速 发展 。 然 而 ， 由于 受到地 形地 物 的 限制 ， 同时结 合城 市 交 通 的 发展需求， 小半径 曲线桥梁的应用变得越来越广泛。尽管如此， 小半径 曲线桥梁受力复杂、 设计施工难度大， 因此建成以后依然存在
２ ． ３离心 力作 用
负反力， 这 时假 如 支 座无 法 承受 住 拉力 ， 就 有 可 能导 致 梁 体 和支 座 的 脱离 的 许 多 相 似之 处 ， 然 而 由于其 是 曲线 桥 梁 ， 结 构受 力 的特 点也 多有 不 同 ， 因此 在
矩会互相影响， 使得梁截面始终处于弯扭耦合的状态。小半径 曲线桥梁的截 面主 拉应 力 和直线 桥 梁相 比较 而 言要 大很 多 ， 这 是 小半 径 曲 线桥 梁所 独 有 的 特点。 曲线 桥梁 在 承受 较 大的扭 矩 作用 时 ， 会 产 生一定 程 度 的扭 转变 形 ， 其 曲 线 外 侧的 竖 向挠度 不 小 于同跨 径 的直 桥 的挠度 。除此 之 外 ， 由 于受 到 弯扭 耦 合 的作 用 ， 在 曲线桥 梁 的 梁端 有 可能 存 在 翘 曲 ； 如 果 梁端 横 桥 向 的 约束 不 是

设备 要 进行 定 期检 查维 护 ，防止 漏油 污染 路 面 。
３ 结 论
综 述 ．高速 公 路 桥 梁伸 缩 缝 的安 装对 车 辆 行 驶 的平 稳 性 起 着 极 为重 要 的 作 用 若 是 伸缩 缝 施 工 质 量不 合 格 ．便 会 对 行 车 安全 造 成 影 响 ，同 时还 会 影 响桥 面 的 使 用 寿命 ，为 此 ，在 伸 缩 缝施 工 中 ，必 须 了解 并 掌 握 施 工技 术 要 点 以此 来 确 保 施工 质 量 ．从 而
结 合 现 场 施 工 地 形 和 施 工 技 术 对 桥 梁 施 工 方 案 进 行 拟 定 。 其 桥 梁 总 长 度 约 为 ２２０ｍ ． 全 桥 共 ４联 （１ ７．９９５＋１ ７．２２） ＋ （２１．Ｏ８９＋１ ８．５２２）＋ （２０．３８８＋１ ９．９８１） ＋ （环 岛 ： １６．０６３＋７．１７３＋９．６７２＋９．３３６＋１２．３７８）ｍ ；桥梁 宽 度约 为 ９ｍ，其 环 岛处 曲线 半 径 为 １７．．．．，桥梁 上 构 为钢 筋 砼现 浇箱 梁 ．下 构 为柱 式 墩 、埋 置式 台。
■曰囫 小半径曲线梁桥；设计；要点
在 社会 经 济 快 速 发 展 ．城 市 交 通 建 设 需要 大 量 的 高 架桥 、立 交 桥 但 受城 市 地 形 条 件及 交通 功 能 需 求 的 限制 ，大 部 分采 用 曲 线 桥 梁 。本 文 在 设 计 小 半径 曲线 梁 桥 中应 用空 间有 限 元 法 ．探 讨 在 不 同 荷载 效 应 力 作 用 下其 结 构 的性 能 ，研 究 桥 梁 受 力情 况 ，并 提 出若 干 设计 心得 。
箱 梁 横 断 面 采 用 单 箱 双 室 ． 梁 高 １＿４ｍ ，箱 梁 顶 宽 ８．３ｍ 悬 臂 长 １ ｍ ． 箱 梁 底 宽 ６．３ｍ ，顶 板 厚 度 为０．２ｍ ，底 板 厚 度 是 ０．２～０．４ｍ．腹 板 的厚 度 为Ｏ．４～０．６ｍ。