裝配式曲線梁橋的布孔要點(diǎn)

周念

（湖北省交通規(guī)劃設(shè)計院，湖北武漢 430000）

裝配式曲線梁橋的布孔要點(diǎn)

周念

（湖北省交通規(guī)劃設(shè)計院，湖北武漢 430000）

我國高速公路通過幾十年的發(fā)展，已進(jìn)入一個平穩(wěn)發(fā)展的時期，橋梁工程往往控制整個工程的難度和進(jìn)度，在這些橋梁工程中，中小跨徑橋梁占相當(dāng)大的比例，而中小跨徑的橋梁上一般采用裝配式構(gòu)件。上部結(jié)構(gòu)采用裝配式構(gòu)件在公路橋梁中占很大的比例，本文提出裝配式曲線橋橋梁上部構(gòu)件的處理辦法，指出各自適用范圍。

裝配式曲線梁橋 布孔方法 要點(diǎn)

我國高速公路通過幾十年的發(fā)展，已進(jìn)入一個平穩(wěn)發(fā)展的時期，橋梁工程往往控制整個工程的難度和進(jìn)度，在這些橋梁工程中，中小跨徑橋梁占相當(dāng)大的比例，而中小跨徑的橋梁上一般采用裝配式構(gòu)件。裝配式構(gòu)件的橋梁，其結(jié)構(gòu)型式簡單，受力特點(diǎn)明顯，因此仍會在未來的橋梁建設(shè)中大量采用。公路橋梁的平面一般服從路線設(shè)計，橋梁往往處于平曲線上。從方便施工角度，本文探討一下裝配式曲線梁橋的布孔方式。

公路的平面是由若干平曲線、直線組成的。由于高速公路的平曲線半徑較大，采用“以折代曲”的布置方式完全能夠?qū)崿F(xiàn)在曲線橋上采用裝配式構(gòu)件。問題在于如何使得這種以折代曲的方式能更好地模擬成曲線、并能更好地減少板梁長度和角度的變化。

裝配式梁橋的結(jié)構(gòu)型式分簡支結(jié)構(gòu)和先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)兩種。先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)在梁體的預(yù)制階段和簡支結(jié)構(gòu)是相同的，只是在安裝就位后有一個體系轉(zhuǎn)換的過程。裝配式梁板的布置方法大體可分為平行法、徑向法。

1 徑向布置

徑向布置也稱做等角度布置，即各墩臺線與其半徑線（徑向線）的法線夾角相同。由徑向布置形成的橋梁，平面上看似一個扇形的橋梁。這種橋梁的主要特點(diǎn)有以下幾個方面。

（1）曲線半徑越小，同一跨內(nèi)最大板長與最小板長的差值越大，但板長差值的百分比與橋梁跨徑無關(guān)。

（2）橋梁斜度越大，同一跨內(nèi)最大板長與最小板長的差值越大，但板長差值的百分比與橋梁跨徑無關(guān)。

（3）橋梁寬度越大，同一跨內(nèi)最大板長與最小板長的差值越大，但板長差值的百分比與橋梁跨徑無關(guān)。

（4）同一曲線半徑的橋梁各跨板端角度相同，各墩臺蓋梁的長度相同。

徑向布置的橋梁，在同一曲線上時其各墩臺蓋梁的長度是相同的。對于直線上的橋梁，其墩臺蓋梁的長度可用L=K/cosφ表示，其中，L為墩臺蓋梁的斜向長度，K為墩臺蓋梁的正向長度，φ為橋梁斜度。

（5）板梁及墩臺種類的多少和橋梁的跨數(shù)無關(guān)。

采用徑向布置的橋梁，其板梁和墩臺的尺寸在各跨之間是完全一致的，和橋梁的跨數(shù)多少沒有關(guān)系。

對于裝配式的橋梁來說，如何降低預(yù)制板梁長度的不一致，板端角度的不一致對方便設(shè)計和施工是重要的。同時，也應(yīng)考慮到下部墩臺蓋梁長度以及由此產(chǎn)生的柱間距是否相同，以減少設(shè)計和施工的繁瑣。

采用徑向布置的橋梁，僅在板梁的長度上是有差別的，但各跨的板端角度、下部蓋梁的長度都是相同的。即使板梁的長度有差別，但也僅僅是橫橋向的差別，對縱向各跨來說是一致的，因此應(yīng)用的范圍是較廣的。

2 平行布置

平行布置也稱做不等角度布置，即各墩臺線與其半徑線（徑向線）的法線的夾角不相同，但各墩臺線均平行。由平行布置形成的橋梁，兩端支撐邊的延長線不會交于曲率中心，平面上看是一個類似扇形的橋梁。這種橋梁的主要特點(diǎn)有以下幾方面。

（1）預(yù)制板的長度于斜度無關(guān)，與橋梁寬度無關(guān)。當(dāng)橋梁的曲線半徑確定后，預(yù)制板梁的長度即確定，而且這個數(shù)值不會隨橋梁的斜度變化，不會隨橋梁寬度變化。其每塊板梁的夾角與相應(yīng)斜度的差值亦為一定值。

（2）預(yù)制板梁的長度，和曲線半徑的大小無關(guān)。無論曲線半徑多大，預(yù)制板梁的長度基本上都是一定值，其影響值僅是由于弧弦差帶來的。如在半徑R=250m時，13m跨徑的預(yù)制板長為12.959，16m跨徑的預(yù)制板長為15.957僅和標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制板長分別相差0.00lm、0.003m。當(dāng)半徑R=500m及以上時，差值更是在毫米位后了，并且這個規(guī)律不隨跨數(shù)的多少發(fā)生改變。

（3）曲線半徑越小，墩臺蓋梁的長度差值越大。曲線半徑越小，相鄰跨墩臺蓋梁的長度的差值越大。

（4）橋梁斜度越大，墩臺蓋梁的長度差值越大。在同一曲線半徑、同一跨徑、同一橋梁斜度下，橋梁斜度越大，相鄰墩臺蓋梁長度的差值越大。

（5）橋梁寬度越大，墩臺蓋梁的長度差值越大。

在同一曲線半徑、同一跨徑、同一橋梁斜度下，橋梁寬度越寬，相鄰墩臺蓋梁長度的差值越大，但基本呈線形增長。

（6）橋梁跨數(shù)越多，上部板梁的角度及下部墩臺蓋梁的種類越來越多。隨著橋梁跨數(shù)的增多，各跨的上部板梁的角度、各墩臺蓋梁長度、角度的差別越來越大。

采用平行布置的橋梁，每跨內(nèi)橫橋向各板梁的板端角度、長度都是相同的，各墩臺的長度和角度上是有差別的，各跨板梁的長度是相同的但角度是有差別的，隨著跨數(shù)的增多，這種差別越來越大，上部板梁角度及下部墩臺的種類也越來越多。

3 各種方式建議的適用范圍

對于采用徑向布置的橋梁來說，當(dāng)最大板長及最小板長相差在2%以內(nèi)時，由板的計算跨徑不同引起構(gòu)件內(nèi)力變化是可以忽略的，其板長可以通過構(gòu)造處理措施（增加板長或調(diào)整封錨厚度等）來實(shí)現(xiàn)。

對于板長差相差在2%以上時，由于其計算跨徑對板的內(nèi)力產(chǎn)生的影響較大，應(yīng)按不同板長進(jìn)行計算、配筋。在這種情況下，采用裝配式的簡支空心板就顯得很不方便，失去了裝配式橋梁的優(yōu)點(diǎn)，建議采用整體澆筑的構(gòu)件。

對于采用平行布置的橋梁來說，橋梁跨數(shù)不宜超過4跨。否則，無論對上部梁板還是下部墩臺，設(shè)計及施工都是繁瑣的。

以上討論是簡支結(jié)構(gòu)的橋梁，對于先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的橋梁來說，由于墩頂現(xiàn)澆段的存在（一般均大于0.5m），因此使得板梁采用徑向布置的可能性大于平行布置。這是因?yàn)?，采用徑向布置的板梁雖然板梁的長度不等，但在預(yù)制板梁時完全可以采用相同尺寸進(jìn)行預(yù)制，其板梁間的差值可以由墩頂現(xiàn)澆段的長度進(jìn)行調(diào)整，并且下部墩臺的種類完全一致，降低了設(shè)計和施工的難度。需要注意的是，應(yīng)按上述簡支梁的思路進(jìn)行分析，確定墩頂現(xiàn)澆段的縱向最大、最小長度，以滿足墩頂現(xiàn)澆段施工。

4 結(jié)語

建議對先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的橋梁，按徑向法進(jìn)行布置，通過墩頂現(xiàn)澆段長度的控制確定上部板梁的種類，最大限度地減少預(yù)制板梁的種類，方便設(shè)計和施工。

需要注意的是，曲線梁和直線梁在受力上是不同的，曲線梁的彎矩和剪力不僅由荷載的豎向力效應(yīng)引起，而且也由荷載的扭矩效應(yīng)引起，但扭矩效應(yīng)所占比例很小。因此當(dāng)采用閉口截面的空心板、實(shí)心板截面時，可按直線梁的截面取，其抗彎、抗扭強(qiáng)度一般都能滿足要求；但采用肋板式截面（T梁），則其肋板厚（主要是在支點(diǎn)附近的肋板厚）必須大大增加。