通过实例分析斜弯T梁桥设计

通过实例分析斜弯T 梁桥设计
吴日辉
（福建省林业勘察设计院，福建福州350003）【摘要】为实现在新形势下城镇经济的快速发展，城区空间格局的调整、城区面积的不断扩大，
都需要道路系统的支撑。

为避免过境交通流从城区经过、与城区交通流交织共行从而造成拥堵的现象，需要在城区外围修建一条环城快速公路。

快速路穿越河流、
普通公路需要常规桥梁或互通桥梁。

受到地形线形、河流防洪通航限制，
往往需要设置斜弯桥。

本文结合国道528顺昌县焕仔坑至五里亭公路工程中五里亭大桥施工图设计及施工变更中遇到的设计问题实例进行讨论，
对斜弯T 梁桥设计进行归纳总结。

【关键词】斜弯T 梁；主梁形状；墩台轴线；受力复杂【中图分类号】U441.3
【文献标识码】A
【文章编号】2095-2066（2019）09-0288-02
1工程概况
五里亭大桥位于国道528顺昌县焕仔坑至五里亭公路工程终点处,起点位于顺昌职业中学西侧,从自来水厂和广生食品公司中间,横跨金溪,终点接接现状S204线。

桥梁起点桩号为K2+816,终点桩号为K3+103,桥梁总长为287m 。

全桥共4联:2×(3×25)+(2×40)+(2×25)m 上部结构第一、二联采用预应力混凝土(后张)简支(桥面连续)T 梁;第三、四联采用预应力混凝土(后张)简支变连续(结构连续)T 梁。

本桥第一联、第二联平面均位于平曲线:R=170m ,Ls=105m 上;纵断面位于纵坡i=2.6%的下坡路段,直线段桥面宽度18.5m 。

桥墩除6、7、8#墩采用桩基接承台,其余均采用柱式墩,桥台采用肋式台,钻孔灌注桩基础。

第7、8孔为通航孔,满足内河Ⅵ级双孔单向通航。

2设计重点难点
(1)五里亭大桥横跨金溪,按福建省港航勘察设计研究院编制《五里亭大桥航道通航条件影响评估报告》金溪属于Ⅵ级航道,所建桥梁需要满足内河Ⅵ级最小双孔单向或单孔双向通航净宽分别为33.0m 和59.64m 。

考虑到造价和通航预留安全距离,采用满足双孔单向通航要求40mT 梁通航孔,且桥轴线与桥区航道线尽量吻合,而桥区航道线顺着水流方向。

(2)防洪评价要求,桥梁各墩台布置方向要与水流方向一致。

由于五里亭大桥第一联、第二联平面均位于平曲线内,为保证墩台布置尽量顺着水流方向,0#桥台斜交角度35°,1#桥墩斜交角度30°,2#桥墩斜交角度25°,3#桥墩斜交角度20°,4#桥墩斜交角度15°,其余桥墩台斜交角度均采用8°,如图1所示。

(3)桥梁上部结构尽量选用技术比较成熟、工艺不复杂、施工速度比较快、且当地具有较丰富建设经验的结构型式,推荐选用技术比较成熟且有利于进行工厂化、标准化、专业化施工的预制梁桥,谨慎使用轻型桥梁或者拱桥,对于悬臂现浇、刚构等除外跨径≥20m 大中桥尽量采用预制小箱梁或者预制T 梁,在造价相差不多的情况下,优先推荐使用预制T 梁。

标准化跨径种类的选择,即控制在同一合同段、同一座桥梁跨径种类数不宜超过2种。

同时考虑到五里亭大桥墩柱比较高,不利于搭设支架现浇,且处于平曲线半径R=170m 比较小,故除
通航孔采用40mT 梁,其余采用25mT 梁。

(4)主梁形状一般分为直梁式和曲梁式:直梁式主要是指外边梁悬挑部分按直线布置,产生的加宽主要有两种情况,一种是加宽人行道栏杆或者防撞栏而保持行车道宽度不变;另一种是保持人行道栏杆或者防撞栏宽度不变而采用划标线使行车道宽度不变(边上侧向安全带加宽)。

曲梁式主要是指外边梁悬挑部分按道路曲线布置,人行道栏杆或者防撞栏和行车道的宽度保持不变,此种形式达到桥型和线形和谐统一。

五里亭大桥第一联、第二联(25mT 梁)平面均位于平曲线半径R=170m 内,处于圆曲线外侧边梁悬挑比较大(凸曲线)适合采用曲梁式边梁,处于圆曲线内侧边梁悬挑比较小(凹曲线)适合采用曲梁式边梁。

(5)弯桥墩台轴线形式主要有平行轴线式和径向辐射式:平行轴线式指墩台轴线在平面上平行,此法特点是同一孔各片T 梁几何尺寸一样,但相邻孔间由于斜交角度不一样造成T 梁几何尺寸不一样;径向辐射式指墩台轴线在平面上交于圆心(径向布置)或相对径向旋转一固定角度,此法特点是同一孔各片T 梁几何尺寸不一样,但相邻孔间由于正交从而横断面上相邻T 梁几何尺寸一样。

平行轴线式比较适合于斜弯T 梁桥布置,一方面满足顺水流方向防洪评价要求;另一方面同一断面上各片T 梁梁长相差不多有利整体受力和预应力布置施工。

径向辐射式往往用于旱桥比较多而不受水流影响,下部墩台按径向布置从而尺寸一样且盖梁也较短适合于直弯T 梁桥布置,平曲线半径比较小容易造成同一断面上各片T 梁梁长相差比较多不利整体受力和预应力布置施工。

(6)斜弯T 梁桥随着墩台采用平行轴线式容易产生弯扭的互相耦合作用,从而对桥梁抗震提出更高要求。

抗震工作以预防为主,上部应采取抗震防止落梁及限位、缓冲措施。

①防止落梁采取措施:在同一联桥梁T 梁两端横隔板后浇带与盖梁间需要设置防震锚栓,防震锚栓直径一般采用ϕ28mm 。

②限位措施:对T 梁,在盖梁或者台帽两侧分别设置钢筋混凝土挡块。

③缓冲措施:横向挡块与T 梁间设橡胶垫块;在纵桥向主梁梁端之间设置橡胶垫块。

④梁端距离:梁端至墩、台帽或盖梁边缘的最小距离满足规范要求。

3斜弯T 梁桥特点
随着道路等级的提高道路对线形的要求也越来越高,桥梁要结合道路线形走向进行设计。

斜弯T 梁桥平面位置布置,要符合道路平面布置线形要求,同时桥梁纵坡满足桥梁规范要求也要服从道路纵坡。

斜弯T 梁桥平面布置决定结构受力比较复杂,因而其设计施工比较难。

3.1结构设计受力复杂
(1)斜桥具有弯剪作用,弯桥具有弯剪扭作用,斜弯桥具有斜桥弯桥组合的弯剪扭耦合复杂作用。

在荷载效应作用
下
图1
288
会同时产生弯矩、扭矩,及相互间产生的影响。

梁截面受弯扭耦合作用使得主拉力比直桥大,弯梁受扭作用产生扭转变形,梁端容易产生翘起。

弯扭刚度比随着曲率增大而增大,斜弯桥要求采用抗扭惯性矩较大的截面形式。

五里亭大桥考虑到五里亭大桥墩柱比较高,不利于搭设支架现浇箱梁,综合考虑采用采用T梁截面形式。

(2)同一曲线断面上内外梁受力不均,斜弯桥存在较大扭矩作用容易产生内梁卸载,外梁加载情况。

由于内梁支点反力与外梁支点反力相差比较大,当活载偏置时,内梁支点反力容易变成负反力即拉力,支座造成脱空。

所以斜弯桥上部应采取抗震防止落梁措施,即在同一联桥梁T梁两端横隔板后浇带与盖梁间需要设置防震锚栓。

(3)墩台受力复杂。

由于内外梁支点反力相差较大,传到墩台竖向力相差也大。

斜弯桥墩台顶水平除受到制动力、温度力、偶然地震力外,还有弯道离心力、内外梁预应力径向力。

(4)斜弯桥受到道路线形制约比较多,受力特点比较复杂。

斜交角度选择、河流方向影响墩台布置、墩柱高度影响施工方案等都是斜弯桥设计需要考虑的。

因而斜弯桥设计时要遵循“先布跨先梁、后墩台布设、再细部优化”的清晰思路,才能取得满意合理效果。

3.2施工难度大
斜弯桥不管主梁采用直梁式或曲梁式,也不管墩台轴线采用平行轴线式或径向辐射式,对应梁片斜交角度和尺寸样式比较多,T梁预制模板也要比较多,模板重复周转率低,增加施工费用。

墩台尺寸角度样式多,给双导梁梁片的架设施工难度增大,施工风险系数也加大。

4结语
通过对国道528顺昌县焕仔坑至五里亭公路工程中五里亭大桥施工图设计及施工变更中遇到的设计问题实例进行讨论,对斜弯T梁桥设计进行归纳总结。

斜弯T梁桥是配合路线线形优美,平纵综合指标以及施工难易程度、综合造价选择的一种桥型。

通过分析斜弯T梁桥受力特点,针对受力特点采取措施。

遵循“先布跨先梁、后墩台布设、再细部优化”的清晰思路,使得斜弯T梁桥取得理想效果。

参考文献
[1]彭禹铭.对斜弯梁桥设计中问题的分析探讨.四川建材,2011(05): 145.
[2]霍俊.关于曲线桥梁平面布设的体会.科学之友,2008(36):62-63.
收稿日期：2019-8-1
作者简介：吴日辉(1984-),男,工程师,本科,学士,主要从事路桥设计方面的工作。

高速公路隧道消防系统工程设计的研究陈潇唱（重庆市交通规划勘察设计院，重庆400000）
【摘要】针对某隧道工程实际情况，对其包含水消防、灭火、照明、通风排烟和自动报警在内的消防系统设计进行深入分析，提出消防设计要点和方法，并通过实践得出本隧道消防系统合理可行、切实有效，具有良好参考借鉴价值的结论。

【关键词】高速公路；隧道消防设计
【中图分类号】U453.8【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2019）09-0289-02
引言
如今,高速公路工程中隧道数量和规模都在不断增加,隧道是一种半封闭、复杂和狭窄的结构空间,且车流量大、速度快,如果发生火灾,不仅难以立即展开救援,而且会造成严重损失。

因此,必须重视并做好隧道消防设计,以形成包含众多功能在内的消防系统。

1工程概况
某隧道工程位于A高速公路,按现行设计规范,结合隧道所在位置地形地势,采用分离式形式,两座相互独立,其轴线间隔距离50m,左右线线分别为1452m和1440m,界限宽度和高度分别为10.25m、5.0m。

隧道中共设置横洞5处。

现围绕本工程实际情况,对其消防设计做如下深入分析。

2隧道水消防设计
2.1设计原则
(1)隧道中的消防、冲洗与绿化用水都取自进口处拦水坝。

(2)隧道中的消防排水、结构渗水及冲洗后产生的废水都应通过排水沟向外排出。

(3)隧道消防应配置水消防系统。

2.2用水标准与水量
(1)隧道给水主要分以下三种:①生产用水,即冲洗水;②
消防用水,即消火栓及其它灭火系统需要的水;③绿化灌溉用
水。

以上用水都应由高位水池进行供给。

(2)用水标准:隧道冲洗用水的水量按2L/m严格控制;隧
道消防用水的水量按10L/s严格控制,在消防过程中,以一处
着火计,持续时间取2h;对于隧道中的灭火系统,其用水量按
1L/s严格控制;隧道绿化用水根据绿地实际情况确定适宜的
用水量。

(3)用水量:消防用水的最大用水量经计算确定为111.6m3;
灭火系统的用水量经计算确定为1.32m3;冲洗用水量取12m3/次;隧道绿化用水量取10m3;无法预见的用水,其用水量经计
算确定为13.87m3;总用水量为146.896m3。

2.3消防系统
2.3.1消火栓给水
消防管采用DN150管,共两条,分别设于车行道右侧预
留管沟当中,在全线范围内贯通;同时,隧道的进、出口和中部
合适位置进行连通,形成稳定、可靠、坚固的系统。

高位水池由DN150管在进口处和消防干管连接。

对于消火栓主干管,按50m的间隔距离设置消火栓箱,各消火栓箱中布置双口双阀
式消火栓,并配以麻质水带和水枪。

此外,还要在干管上按4~
289。