钢箱弯桥受力性能分析
钢桥主要结构形式与受力特点剖析

钢桥主要结构形式与受力特点剖析
矮寨特大悬索桥位于 湖南湘西。矮寨悬索桥 桥距吉首市区约20公里, 跨越矮寨镇附近的山谷, 德夯河流经谷底,桥面 设计标高与地面高差达 330米左右。
桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥,矮寨特大悬索桥全跨 1073.65m,悬索桥的主跨为1176m。该桥跨越矮寨大峡谷, 主跨居世界第3、亚洲第1。渝湘高速于2012年3月31日正式 通车。
钢桥主要结构形式与受力特点剖析
胜利黄河大桥是我国修 建的第一座钢斜拉桥, 位于垦利县城东北侧。
大桥全长2817.46米,由主桥、南北引桥组成。主桥为5孔 跨径,主桥长682米,为新型钢箱斜拉索桥结构,用57段钢 箱梁连接而成,为连续双箱正交异性板钢斜拉桥,引桥为 跨径30米预应力混凝土箱梁,桥面宽19.5米。桥两端为造 型优雅的桥头堡和花园式绿化带。
钢桥主要结构形式与受力特点剖析
为了避免在车辆驶过时桥面随着悬索一起变形,现代悬 索桥一般均设有刚性梁(又称加劲梁,stiffening)。桥面设 在刚性梁上,刚性梁吊在悬索上。
现代悬索桥的悬索一般均支承在两个索塔上。塔顶设有 支承悬索的鞍形支座。
承受很大拉力的悬索的端部通过锚旋固定在地基中,为 地锚式悬索桥。也有将悬索固定在刚性梁端部的情况, 称为自锚式悬索桥。
钢桥主要结构形式与受力特点剖析
三、刚构桥
梁体与桥墩或桥台连为一体者,称为刚构桥。刚构桥的 受力兼有梁桥与拱桥的一些特点,主要承重结构为偏心 受压和受弯。
目前钢刚构桥的最大跨度是1972年建成的意大利斯法拉 萨桥。跨度达到376m;我国1976年建成的陕西安康江汉 大桥,跨径达到176 m,为我国钢斜腿刚构桥之首。
钢桥主要结构形式与受力特点剖析
南京长江第二大桥 位于南 京长江大桥下游11公里处, 于2001年3月建成通车。
曲线钢箱梁桥空间受力行为研究

曲线钢箱梁桥空间受力行为研究曲线梁桥以其优美的外形、良好的地形适应能力、优良的行车条件等优点而成为一种越来越重要的桥型。
然而,由于曲线梁桥结构及受力较直线梁桥更为复杂,并且我国现在还没有明确给出曲线梁桥设计相关的规范,加之近年来我国的曲线梁桥工程事故常有发生。
因此,有必要对曲线梁桥的空间受力特性作进一步的研究。
伴随着钢桥建设的兴起及钢材材质的特殊性,对小半径钢曲线梁桥的研究尤为必要。
本文结合一24m双肋钢箱曲线梁桥工程实例,借助梁单元及板壳单元有限元模型,探究了不同的温度模式及支座布置形式对曲线梁桥空间受力特性的影响,以期得到对钢箱曲线梁桥更为深刻的力学行为认识,从而对钢曲线梁桥的设计及规范的编制起到积极作用。
本文主要的研究工作包括:(1)通过系统查阅国内外文献,介绍曲线梁桥的发展、分类以及曲线梁桥相较直梁桥特殊的力学特性和相关的计算理论;(2)通过建立不同曲率半径的梁单元模型,探讨整体升降温和竖向温度梯度升降温下曲线梁桥的内力变化规律和变形规律,以期对实际曲线梁设计提供相应的参考;建立了Midas/FEA板壳有限元模型,探讨了由曲线内侧向曲线外侧和由曲线外侧向内侧两种不同方向的同一种横向温度梯度对于曲线梁桥应力及偏位的影响。
(3)通过有限元分析,对比研究了支座布置情况分别为全抗扭支承、中间点铰支承及中间点铰支承偏心下半径为24m的小半径双肋钢箱曲线梁桥的内力变化和变形规律,得出了全抗扭支承体系具有最佳的抗扭能力和抗爬移能力的结论。
同时针对中间点铰偏心体系,进一步改变偏心值大小至0.1m,0.3m,0.5m,0.7m,研究不同的偏心值对曲线梁内力及支座反力的影响,得出支座偏心可以调节曲线梁桥扭矩分布,降低抗扭支座内侧脱空风险的结论。
(4)针对第四章中出现的支座负反力问题,介绍了通过梁端配重、设置抗拉支座、增大抗扭支座间距、墩梁固结等防治支座负反力的措施,并给出了更有效利用这些方法的建议。
双箱单室曲线钢箱梁桥的受力机理分析

双箱单室曲线钢箱梁桥的受力机理分析随着我国钢材产能的过剩并结合国家的指导意见,这几年曲线钢箱梁桥无论是在城市桥梁还是公路桥梁都运用越来越多,特别是为了满足周边的地形、地物、以及跨线等一些对线型要求较高的区域,以后其发展前景十分广阔。
之前单箱单室钢箱梁桥的研究居多,本文依托某半径为92m的两跨连续双箱单室曲线钢箱梁桥为背景,对其受力机理的一些方面进行探究。
研究相关内容如下:首先利用Midas/civil建立单梁模型和梁格模型,利用Ansys建立板壳单元模型,整体计算结果满足规范要求下,三组模型分别在自重、二期、整体升温、整体降温、移动荷载等相同荷载工况下对比分析其差异。
就模型的优缺点而言,Midas/civil单梁模型和梁格模型耗时少,能反映结构整体响应情况,但是局部分析欠缺。
Ansys板壳单元模型的应力分布更为精确,可以更好的观察结构局部的受力情况。
但是单元节点较多,计算耗时较长,适用于局部分析使用。
其次通过通过刚性横梁法和修正的刚性横梁法,结合本文弯桥相对于直桥产生的一个偏心距e探索出双箱单室曲线钢箱梁桥的横向内力分布系数的理论计算方法,并且通过Midas/civil梁格模型和Ansys板壳单元模型提取的数据进行对比验证分析,得出理论计算方法算出的横向内力分布系数与模型提取值得到的横向内力分布系数相差均在5%以内或者附近,所以理论计算方法适用于半径R=92m的双箱单室曲线钢箱梁桥的内力分布系数计算。
然后以规范规定的一般最小半径40m为临界点,建立不同的半径探究其理论计算方法适用范围,结果得出的结论为基本68m以上适用。
最后通过建立不同半径的单箱单室曲线钢箱梁桥与双箱单室曲线钢箱梁桥,探究在自重荷载和偏载的线荷载下曲率半径对其畸变正应力的影响情况。
自重作用下,整体情况随着半径减小畸变正应力值越大并且增大幅度越大;偏载的线荷载情况下,四分之一截面畸变正应力值随着半径减小而增大,但是二分之一截面和四分之三截面的畸变正应力值随着半径减小而减小。
浅谈弯桥结构的设计与受力分析

浅谈弯桥结构的设计与受力分析浅谈弯桥结构的设计与受力分析张杰(1余姚市公路管理段,浙江余姚315400)摘要:在现今公路建设中,部分桥梁在布线时受平面线形的影响而位于平曲线内。
针对此情况,本文对弯桥设计中主要考虑的一些因素作出阐述,可供设计人员进行弯桥设计时,作为参考。
1 概述交通事业的迅猛发展,使国内公路工程建设进入黄金时代。
公路等级不断提高,在设计总体布局方面要求桥位确定、桥梁设计应服从路线线形标准设计。
所以为了满足布线时的平曲线形指标,就会有部分桥梁在路线总体线形限制下处于曲线段,使桥梁结构类型的选择、结构计算方面难度加大。
同时从桥梁美观学考虑,曲线桥梁在整体布置方面要求更高。
因此曲线桥梁的设计计算就显得尤为重要。
2 设计理论分析2.1非重力荷载下平面弯梁的内力及内力横向分配2.1.1温度变化,混凝土收缩混凝土收缩可以按规范折算成温度均匀下降来考虑,可引起弯梁桥在水平面内的位移,这类位移属于弧线段膨胀或缩短性质的位移,它只涉及到曲率半径的变化,而圆心角不发生改变。
同时温度变化、混凝土收缩使弯梁桥产生的内力,除水平弯矩My、轴向力Nz外,还有径向的水平剪力Qx。
2.1.2弯梁桥水平温度力的特点及其与下部结构的关系弯梁桥在温度变化时,一般会产生水平内力,特别对于桥越宽、半径越小的弯桥,支座对水平位移的约束越大,水平温度力亦越大,因此弯桥设计中必须考虑这些力。
温度变化使梁在支座上位移的数值很小,在设计弯桥支座时,不要把它的横桥向位移固定死,只要让它发生很小一点横向位移,就可大大减小支座及梁的温度力。
对于弯梁,即使顺桥向布置了足够多的自由滑动支座,梁内仍然可能会有轴向力,这种轴向力是各支座的径向约束力在梁轴切线方向上的分力造成的。
如果弯梁绕铅垂竖轴的转动位移在某个墩台上被固定死,这个墩台可能受到很大的水平转动力矩。
当同一个墩台上设置多个制动支座时,将会发生此种情况,故设计时应注意避免。
从以上分析可以得出要减小弯梁桥水平温度力,我们可以采取以下主要措施:①放松一部分墩台支座的径向约束;②采用弹性水平约束支座;③对于环形立交桥,可考虑将环道设计成连续的闭合圆环。
曲线钢箱梁抗倾覆的结构及受力特点

曲线钢箱梁抗倾覆的结构及受力特点摘要:本文介绍了曲线钢箱梁的结构型式和主要特点,以及其支承设计、支座反力分析和曲线钢箱梁的柱墩连接设计,最后对支座反力的计算步骤进行了详细阐述。
关键词:曲线钢箱梁;结构;设计;计算1、工程简介长春市两横两纵快速路系统工程之西部快速路(青年路—普阳街—春城大街—宽平大路—前进大街)的道路主线交汇位置的钢箱梁,共有四部分组成:①N主线桥N36#~N42#墩钢箱梁;②S匝道S6#—S9#墩钢箱梁;③R 匝道R16#—R26#墩钢箱梁。
④P匝道P15#—P19#墩钢箱梁;P线匝道跨越N主线和R匝道,为互通区跨径最长(75m)跨越高度最高(25米)的钢箱梁。
互通区钢箱梁分布图P匝道钢箱梁横截面示意图2、曲线钢箱梁的结构型式P15#—P19#墩钢箱梁为四跨(52m+75m+75m+52m)等截面钢箱梁,钢桥材质为Q345QE,箱梁高度为3米,钢箱梁平面位于曲线、缓和曲线和直线段内,钢箱梁的横截面由两个箱室组成,箱梁的两侧有飞翼状的挑檐,箱梁的总宽度为9.66米。
桥梁的平曲线圆弧半径为R=155m,桥面设有1.5﹪的横坡和3.8﹪-2.9﹪的纵坡。
3、曲线钢箱粱主要特点P线曲线钢箱梁最长跨径70m,满足了互通区的总体布置要求。
对于这些中等跨径的桥梁可选用等高度的箱粱截面。
钢箱梁相对于混凝土连续梁结构,钢结构自重较轻,远小于混凝土连续结构。
钢材具有较高的拉压性能,容易通过调整钢板的厚度来满足弯矩分布的不规则,梁的高度和跨径能够较好地适应总体布置的需要;钢箱梁的加工采取工厂化加工制作、现场临时墩支撑、吊车就位、节段之间采用与母材等强全溶透的焊连接方法,方便快捷,不影响交通;钢箱粱加工虽然复杂,技术要求高,需要专业的加工队伍,但是现场施工周期短,满足了施工质量和总体进度的需要。
4、支承设计P线匝道桥为四跨双箱钢箱梁,全桥长254m, ,钢箱梁平曲线为圆曲线和缓和曲线组成,箱梁的曲率半径为155m,桥面宽10m,箱梁产生的活载扭矩在梁的两端很大。
受弯构件正截面受力性能试验分析

受弯构件正截面受力性能试验分析受弯构件是指在外力作用下,构件的截面发生弯曲变形的结构元件。
在工程设计和实际应用中,需要对受弯构件的正截面受力性能进行试验分析,以确保其满足设计要求和安全性能。
受弯构件的正截面受力性能试验分析主要包括弯曲强度试验和曲线形态分析。
下面将对这两个方面进行详细阐述。
弯曲强度试验是对受弯构件在静力加载下的承载能力进行测试。
试验中,构件被放置在加载设备上,并施加外力使其发生弯曲。
通过测量构件上的应力和变形,可以得到其弯曲荷载-变形曲线。
其中,弯曲强度是指构件能够承受的最大弯曲荷载,也就是在达到破坏前的最大应变。
试验中,还需要考虑到构件的尺寸、材料和几何形状等因素对弯曲强度的影响。
主要考虑的参数包括截面形状、截面积、受拉区和受压区的位置和尺寸等。
通过改变这些参数,可以分析出对受弯构件强度的影响规律。
曲线形态分析是对受弯构件的弯曲荷载-变形曲线进行分析和评估。
通过分析曲线的形态和特征,可以了解构件的性能和承载能力。
常见的曲线形态包括弯曲阶段、弯曲刚度、弯曲极限和破坏等。
在弯曲阶段,构件在加载作用下逐渐发生弯曲,同时应力和应变也随之增大。
弯曲刚度是指曲线在弯曲阶段的斜率,是反映构件抵抗弯曲变形能力的指标。
弯曲极限是指曲线上的最高点,即构件能够承受的最大弯曲荷载。
超过弯曲极限后,构件开始出现破坏现象,如裂缝、断裂等。
通过对曲线形态的分析,可以评估受弯构件的性能和安全性。
当曲线形态呈现出合理的弯曲刚度和弯曲极限,且破坏发生在曲线的后半部分时,说明构件具有良好的承载能力和延性。
相反,如果曲线刚度较小,曲线形态不稳定或破坏发生在曲线的前半部分,就需要对构件的设计和材料等进行改进以满足要求。
综上所述,受弯构件的正截面受力性能试验分析主要包括弯曲强度试验和曲线形态分析。
通过这些试验和分析,可以评估构件的强度和安全性能,为工程设计和实际应用提供参考依据。
在实际应用中,还需要根据具体情况和要求,对试验方案和方法进行细化和优化。
钢桥的主要结构形式与受力特点解析

钢桥的主要结构形式与受力特点解析钢桥是一种由钢材构成的桥梁结构,具有优良的抗压、抗弯和抗剪能力。
钢桥主要由桥墩、桥台、上部构造和桥面铺装组成。
一、梁桥梁桥是由梁体和支座构成的桥梁结构,梁体可以是钢箱梁、钢板梁、钢梁等。
梁桥主要通过梁体来承担和传递车辆荷载,支座则起到固定和传递力的作用。
梁桥的受力特点如下:1.梁体受到车辆荷载的作用,呈现出弯曲变形和受力集中的特点。
因此,梁桥的梁体需要具有足够的强度和刚度,以承受荷载并保证桥梁结构的安全。
2.梁体的上表面受到压力作用,下表面受到拉力作用。
压力和拉力的分布是不均匀的,最大值出现在梁的中间位置。
因此,在设计梁桥时,需要根据桥梁的跨度、荷载情况和结构形式来选择合适的梁体截面形式和尺寸,以保证梁体的强度和稳定性。
3.梁桥的支座起到传递力的作用,必须能够固定梁体并承受荷载。
支座一般采用橡胶支座、钢骨橡胶支座等,以保证梁体的稳定和变形控制。
二、拱桥拱桥是由弧形的拱体和支座构成的桥梁结构,拱体可以是单孔、连续、等高或变高的。
拱桥主要通过拱体将车辆荷载分散到桥墩和地基上,以承担和传递荷载。
拱桥的受力特点如下:1.拱体在受到荷载作用下,呈现出弯矩和弯曲变形的特点。
拱桥的受力是通过弧形拱体来承担和传递荷载,拱体的下表面受到压力作用,上表面受到拉力作用。
因此,拱桥的拱体需要具备足够的强度和刚度,以保证桥梁的安全。
2.拱桥的支座主要起到支持和传递力的作用,保证拱体的稳定。
支座一般采用橡胶支座、钢骨橡胶支座等,以控制拱体的沉降和变形。
3.拱桥的荷载分布比较均匀,荷载作用在拱体和桥台上。
拱桥的桥台承受的荷载相对较小,但需具备足够的刚度和稳定性,以保证桥台的安全。
综上所述,钢桥的主要结构形式可以是梁桥和拱桥,并且具有相应的受力特点。
梁桥主要通过梁体承担荷载,具有弯曲变形和受力集中的特点;拱桥主要通过拱体将荷载分散到桥墩和地基上,具有弯矩和弯曲变形的特点。
在设计钢桥时,需要根据桥梁的跨度、荷载情况和结构形式来选择合适的结构形式和梁体、拱体截面形式和尺寸,以保证钢桥的强度、稳定性和安全性。
钢—混凝土组合箱梁桥受力性能分析

钢—混凝土组合箱梁桥受力性能分析系统而全面的分析钢-混凝土组合梁桥受力性能,首先介绍了钢-混凝土组合梁桥的得天独厚的优点,自重轻、噪音低、抗震性能好等,然后对其受力开裂的原因进行了分析,针对此开裂情况,给出了各种解决途径和措施,如通过张拉钢丝束在混凝土桥面板内施加预应力等,针对钢-混凝土组合梁桥具有一定的指导意义。
标签:钢-混凝土;组合梁桥;受力开裂1引言现今,我国各地区加强道路和桥梁的建设,其中桥梁的建设受到各方面的关注,不仅是其建设成本较大,而且是其结构的合理性,桥梁的寿命和桥梁的承载力等等影响着众多决策者对现行的桥梁的判断标准。
其中,桥梁的改造,很多杜聪桥梁的材料商考虑,例如采用高性能、高强的材料作为建设桥梁的主要材料同钢桥相比较,现行的钢和混凝土组合梁桥具有较多的不可替代的优势,例如冲击效应和疲劳效应较少,钢材耐腐蚀性能提升,钢-混凝土组合梁桥产生的噪音也较少,方便检修工人的作业,钢-混凝土组合梁桥的养护工作量相对较少;当其与钢筋混凝土桥相比,钢-混凝土组合梁桥有相当显著特点,自重轻是钢-混凝土组合梁桥得天独厚的一个特征,特别是在四川等地,地震发生频率较高,钢-混凝土组合梁桥也具有良好的抗震性能,在抢修桥梁中,钢-混凝土组合梁桥施工周期短,工业化程度高、环境效果佳等优点。
本文将针对钢-混凝土组合梁桥受力性能进行系统而全面的分析。
2钢-混凝土组合梁桥性能分析我国钢材材质在近时期得到不断的优化和提升,钢的加工技术也逐渐成熟,在现今的桥梁建设工程中,组合梁桥也越来越具有更强的竞争力;在大跨度斜拉桥上,钢-混凝土组合桥面也具有很高的综合性能。
对于多跨度梁桥,钢-混凝土组合梁桥具有良好的性能,在抗震性能、抗疲劳效应上均具有良好的使用性能。
但是,连续钢-混凝土组合梁桥内支座在承受负弯矩时,会产生混凝土钢梁结构的变形,例如受拉压力的影响,钢-混凝土结构强度一直是研究中的问题,钢-混凝土抗拉强度如果选择低了,在受到外界的影响情况下,极易产生开裂等不良影响,钢-混凝土抗拉强度如果选择过高,将影响钢-混凝土抗冲击特性,没有一定的韧性,易恢复特性较低,也会造成不良影响。
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过程 中 , 注 意以下 问题 : 应
国 内外 众 多 专家 学 者 针对 不 同结构 形 式 , 出 提 很 多计算 理论 , 具体 有 : 梁系 理论 、 梁格 理论 、 比拟 正 交 异性板 理论 、 梁 组 合 系理 论 、 板 理 论 、 角形 板 折 多
由微 分方 程可 以看 出 , 必须 联 立 同 时求 解 竖 直
应 进行 计算 , 提高 基底 的承载 力 , 大其 尺寸 和配筋 加
率 ; 柱 应提 高其 刚性 等 。 墩
3 有 限 元模型 的建 立
位移 O和扭 转角 两个 未 知量 , J 这就 是 弯扭 耦 合 作 用 。结构 的弯扭 刚度 比对结 构 的受 力 和变形 状态 有 直接 关 系 , 尽可 能减少 肼 增 大 Gd 。弯梁 桥 中 出 ,值
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桥梁 论文集
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中 国布簋 Z程
・ 究 篇・ 研
钢 箱 弯 桥 受 力 性 能 分 析
于 洪 刚 。汪 罗 英 。 昭 汉 储
( 海 市政 工 程 设 计 研 究 总 院 , 海 2 0 9 ) 上 上 00 2
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1 工 程概 况
道 路 中心线 与 箱梁 结 构 中心 线 的距 离 为 7 0 mm。 5
Hale Waihona Puke 某 高架桥 , 由于管线条 件 等 限制 , 设计 建 造 了 1 座 7跨 连续钢 箱弯桥 。全桥 19m, 6 8个墩 墩号依 次 为 P 1 P2 除 了 P 1 、0 8号墩 只有 一 个支 座 03一 00, 05 P 1 外 , 墩设 置 内外侧 支 座 , 其他 见表 1 。其 中第 126 、、 、 7跨 为直 钢箱梁 , 桥宽不 变 , 面左 侧 横坡 为 一 % , 桥 2
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于洪刚, 汪罗英, 储昭汉: 钢箱弯桥受力性能分析
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牧稿 日期 :07— 9—2 20 0 0
为 了美 观 和增 加 桥 下 透 空 度 , 采 用 独 柱 墩 。 墩 水 平方 向的 外 力 有 制 动 力 、 的 温 度 变 化 力 、 力 梁 风 等 。根据 符拉索 夫微 分方 程 :
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用 有限元 方法 进行 求解 。采 用梁 系理论 和梁格 理论
擦力 作用 。车 速 越 快 作用 在 桥 面 上 的 摩 擦 力 就 越
大 , 而传 到桥 墩 上 的作 用力 就 越 大 。 因此 应 尽 量 从
擒要 : 在恒载作用 、 温度荷 载和活载等 因素作 用下 , 连续钢箱弯梁会 出现梁 内侧 支座 脱空 、 梁体 向外侧移 和翻转等
一
系列 问题 , 因此 , 设计难度 大。利用有限元建模对工程 实例计算 , 并对 结果进行 了分 析 , 为今后建 造类似工 程实
践 提供 了参考 。 关键词 : 钢箱 梁 ; 弯桥 ; 温度荷载 ; 限元 有 中图分类号 : 4 8 2 8 0 4 .1 文献标识码 :A 文章 编号 :0 4- 6 5( 0 7)8 0 8 0 10 45 20 2— 0 8- 4
板、 底板 及腹板 接缝 须相互 错 开 2 0 i n以 上 , 面 0 l r r 桥
表 1中 、 、 y z分 别 表 示 为 单 元 坐 标 系 下 , 桥 方 顺
向、 横桥 方 向 、 竖直方 向的约束情 况 。
2 弯桥 设计 主要 问题
铺 装为 8c m沥青 混凝 土 。汽车荷 载为 城 市 一A级 。
裹1 P1 O 3一p 2 o o墩 支 鏖 约束 情 况 p 1 O6 外侧 内侧 约束 约束 自由 约束 约束 约束
平 面 图
圈 1 桥 梁布 置 圈
70in 5 l 。到各横 隔板均 沿 主梁 平 面 曲线 径 向布 置 , r r 由于工 厂及 工地 的条 件 限制 , 梁可分 段 制造 , 顶 钢 但
约束 布 置 方 向 y方 向 z方 向 p l O3 外侧 内侧 自由 自 由 自由 约束 约 束 约 束 F 1 04 外侧 内侧 自由 自 由 自由 约束 约 束 约 束 p 1 O5 自由 自由 约 束
第 345跨桥 宽从 8m 逐 渐 增 大 到 9m, 、、 然后 再 缩
少 到 8m。桥面 左侧 横坡 从 一2 %逐 渐 增 大到 4 , % 然 后再缩 小 到 一2 %。 桥 面左 侧 横 坡 为 4 时 的横 %
断 面 图见 图 1 。道路 中心线 与 箱 梁结 构 中心 线 的距
离 从 7 0mm逐 渐 缩 小 到 2 0m 然 后 再 增 大 到 5 5 m,