浅谈变宽桥梁的设计

浅谈变宽桥梁的设计
张彦;王永恒
【摘要】根据设计经验总结出变宽桥梁的出现情况以及此类桥梁多种常用的设计方法.并结合有关工程实例加以说明,以供同类型桥梁设计参考.
【期刊名称】《现代交通技术》
【年(卷),期】2008(005)003
【总页数】4页(P46-49)
【关键词】桥梁工程;变宽桥梁;设计
【作者】张彦;王永恒
【作者单位】南京先行交通工程设计有限公司,江苏,南京,210018;南京先行交通工程设计有限公司,江苏,南京,210018
【正文语种】中文
【中图分类】U442.5
随着公路、城市道路建设的不断发展，各种异型桥梁不断涌现，其中包括很多宽度发生变化的桥梁。

绝大部分变宽桥梁是因其所处的特殊位置而需要通过宽度的变化来满足道路总体设计的要求，也有一些桥梁是通过宽度的变化使桥梁平面形成美丽的造型以达到点缀和美化环境的作用。

文章对各种变宽桥梁的出现情况及设计方法进行总结分析。

1.1 路基渐变段
道路在不同路基横断面相接时需设置路基渐变段，而桥梁服从路线的布设，不可避
免地出现一些桥梁位于路基宽度渐变段范围内，桥梁宽度须发生渐变以保证道路的平顺衔接。

1.2 道路交叉口
由于一些相交的横向道路与一些河道平行且与河道的距离很近，设计道路跨越河道后即与横向道路相交，而平面交叉口设计时一般需将交叉口的转角处做成圆曲线或复曲线，还有一些交叉口为了增加通行能力会拓宽增设进口道的车道数，因此一些进入交叉口的桥梁桥面宽度需发生变化以满足道路交叉口的设计要求。

1.3 互通式立交
互通式立交主线与匝道相接时需设置加减速车道，当主线跨线桥桥梁范围进入变速车道段或过渡段时桥梁便呈现加宽、变宽的趋势。

1.4 主桥横断面局部改变
在桥梁宽度较大的情况下，当一些桥梁主桥跨径较大采用系杆拱等中承式或下承式结构时，桥面以上会设置拱肋等上部构造而占用横断面的空间，设计时经常需要将主桥的横断面作一些调整，总宽度可能会增大。

在引桥范围内将横断面渐变成标准形式，避免到台后路基范围再进行渐变，这样缩短了横断面加宽的长度，可以减少征地面积和建设的工程数量，而引桥也就成为变宽桥梁。

但对于一些有中央分隔带的桥梁，通常设计成两幅桥，主桥可以通过增加中央分隔带的宽度来布置拱肋等上部构造，这样横断面渐变到标准断面只需要改变两幅桥之间的距离，而两幅桥的桥面宽度未发生变化，此类桥梁仍按照等宽桥梁进行设计。

1.5 某些景观桥梁
随着社会物质文明的发展，在大力改善和提高城市交通功能的同时，生态环境建设成为改善人文环境、体现城市精神的重要内容得到充分重视。

桥梁作为公共建筑，同时具备实用性、科学性、艺术性和时代性。

公园风景区的一些桥梁桥面宽度发生变化，可以使桥梁形成优美的曲线，打破常见桥体的直线线形，成为风景区内别具
一格的亮点。

2.1 装配式预制板、梁结构［1-2］
装配式预制板、梁结构上下部同时施工可以缩短工期，另外成批量预制生产，也降低了工程造价。

特别是先张法预应力砼空心板梁，采用简支结构桥面连续，施工工艺成熟、快速，安装重量轻，工厂化施工质量容易保证，加之结构高度低，被广泛应用在各类中、小跨径的桥梁中。

装配式预制板、梁结构可以通过以下几种方法进行变宽桥梁的设计：
(1)预制带悬臂的边板(梁)，通过调整悬臂的长度来满足桥梁宽度的变化［3］。

但是对于大部分预制板、梁结构，如空心板的边板一般将板梁宽度设计成100 cm左右，为保证构件的承载能力及稳定性，边板的悬臂长度一般不能大于50 cm，因此采用这种方法桥梁宽度的变化范围比较有限。

(2)根据桥梁宽度的变化大小布置一些宽度发生变化、形状不规则的板梁，称之为异形板［3］，异形板包括中板和边板。

异形中板一般将较窄的一端宽度控制在100 cm左右，而较宽的一端宽度不大于130 cm，宽度变化采用线性渐变，即板梁的边缘为直线，这样有利于保证板梁的受力性能并且方便板梁的安装。

异形边板的设计方式与异形中板的类似，边板的底板宽度采用线性渐变，但由于许多桥梁宽度的变化并非是线性渐变，因此仍需结合调整边板悬臂长度的方法。

另外异形边板还可以设计成内侧直线、外侧底板边缘线沿桥梁边线作非线性变化，边板悬臂长度不变，这种异形边板宜采用钢筋砼结构，跨径一般较小。

由于吊装能力等诸方面因素的原因，每块预制的异形板能调节的宽度有限，当桥梁变化宽度较大时需布设很多块异形板，而每块异形板的形状均不相同，设计施工时需对每块板进行编号，吊装时须准确定位。

采用这种方法通常会因为板梁种类繁多给设计施工带来极大不便。

(3)上部结构预制板、梁按照等宽桥梁进行布置，桥面构造包括铺装、护栏等按照
变宽桥梁进行实施。

这样会出现外侧护栏或栏杆底座有小部分伸出上部结构以外或者桥面构造以外多出一部分上部板梁。

采用这种方法设计时应强调，为调整护栏或栏杆底座与上部结构的相对位置，在预埋护栏或栏杆底座的预埋钢筋时需特别注意其位置，以防止施工与设计不符。

当外侧护栏或栏杆底座伸出上部板梁时，伸出的部分不宜大于5 cm，同时应适当加大护栏或栏杆底座的钢筋保护层，以防止伸入铺装的钢筋落空［3］。

当桥面构造以外露出的上部板梁面积较大时可覆土做一些绿化。

这种方法虽然设计施工比较简单，但由于桥面构造与上部板、梁结构宽度不一致，影响了桥梁的美观，特别是当桥面构造以外多出的上部板梁面积较大时也显得比较浪费。

2.2 整体式现浇箱梁（板式）结构［1-2］
整体式现浇箱梁（板式）结构线形流畅、外形美观、尺寸灵活，可以比较容易地满足桥梁的变宽要求。

特别是等高度现浇连续箱梁应用最多，其整体性好、构造简单、抗扭刚度大、受力性能良好、耐久性强、行车舒适，而且可以取消盖梁结构，桥下视觉通透。

但整体式现浇箱梁（板式）结构一般采用搭支架现浇施工，支架用量较大，特别是水上及软土地段，支架及其基础费用高，施工进度也较慢。

整体式现浇箱梁（板式）结构可以通过以下2种方法满足桥梁宽度的变化：
(1)底板宽度不变，通过调整悬臂的长度来满足桥梁宽度的变化。

整体式现浇箱梁（板式）结构可以比预制带悬臂的边板有更长的悬臂，因此可以大大增加桥梁宽度的调节范围。

(2)通过调节底板的宽度满足桥梁宽度的变化，这使得箱梁（板式）结构的桥面宽
度有着更大的变化空间，而对于一些跨线桥，底板宽度随着桥面宽度发生渐变，悬臂长度不变，可保证桥下较好的视觉效果。

2.3 预制板梁+现浇异形板
根据上面的叙述，对于设计宽度很大且宽度变化幅度也很大的变宽桥梁，如果采用装配式预制板梁结构有2种设计方法：一种需设置很多块异形板，实施麻烦；另
一种上部板梁按照等宽布置，调整桥面构造位置进行，桥面构造以外会露出很大面积的上部板梁，影响美观且造成极大的浪费。

而如果采用整体式现浇箱梁（板式）结构费用较高且工期较长。

此时可以在桥梁中间部分设置预制板梁，在外侧设置与预制板梁等高度现浇异形边板。

由于现浇边板不受吊装能力的限制，可以设计成较大的尺寸，调整宽度的幅度比预制异形边板大很多，不需要设异形中板就能满足变宽的要求，实施简便。

而桥梁中间部分采用大量的预制板梁减少了支架使用的数量，也加快了施工进度。

3.1 南京市龙腾路红旗北河桥
该桥位于经四西路与龙腾路交叉口西侧，跨越红旗北河。

跨径为1×20m，设计交角为87°，采用装配式预应力砼空心板梁，简支结构，因桥梁局部进入交叉口范围，桥梁宽度发生变化，变化范围为24.04 sin87°～24.32 sin87°m，宽度变化幅度较小，采用调整边板悬臂的长度方法就可以满足要求。

图1为龙腾路红旗北河桥桥
位平面示意图。

3.2 宁波东苑立交主线桥LK2孔
宁波东苑立交桥位于世纪大道和环城南路交叉口，为宁波市第1座大型互通式立
交桥，呈扁苜蓿叶形。

立交主线桥与匝道衔接在桥上需设置变速车道，多孔桥梁宽度发生变化，取其中LK2孔为例进行说明。

该桥孔结构采用20m先张法预应力砼空心板，为满足桥梁宽度的变化，布设了4块异形中板和1块异形边板，异形中
板宽度100～127.2 cm，异形边板底板宽度102.7～127.2 cm。

虽然板梁种类较多，但均可以工厂预制生产，不需要搭设支架，施工方便快速。

图2为主线桥
LK2孔板梁布置示意图。

3.3 南京市江东路石家庄河桥
该桥位于石家庄路与江东路交叉口南侧，跨越石家庄河，为老桥拓宽改建。

老桥结构采用12m钢筋砼空心板梁，桥宽80m，设计交角为100°，使用性能良好，拟
进行利用。

由于桥梁已进入交叉口，桥梁宽度变化幅度很大，0号台处需拓宽至86.11 sin100°m，而1号台需拓宽至111.17 sin100°m，如果使用设置异形板的方法需要拆除部分老桥，因此从经济和施工方便等方面综合考虑采用与老桥结构相同的标准板梁进行拓宽，桥面构造按照道路总体设计实施，栏杆边线以外多出的部分覆土做成绿化。

图3为江东路石家庄河桥桥位平面示意图。

3.4 七桥瓮公园次入口处过兵桥设计方案
七桥瓮生态湿地公园是南京市秦淮河环境综合整治工程五大风景貌区之一，过兵桥将作为生态公园的次入口，设计方案拟采用钢筋砼连续无梁板结构，通过调整现浇板悬臂的长度使桥面人行道宽度发生变化，打破了常见桥体的直线线形，以优美自然的曲线与水岸线融为一体。

加宽的人行道位置布置一些体现生态湿地公园主题的建筑小品，并可作为游人的观景台，充分体现了以人为本的理念。

图4为过兵桥
设计方案平面布置示意图。

3.5 南京市江东路向阳河桥
该桥位于纬八路与江东路交叉口南侧，跨越向阳河。

跨径为2×10m，设计交角为86°，采用钢筋砼空心板梁，简支结构桥面连续，因桥梁进入交叉口，桥梁宽度发生变化，变化范围为91.28sin86°～125.36sin86°m，宽度变化幅度很大，设计采用中间设置装配式预制中板两侧设置现浇异形板的方法，保证与交叉口的衔接平顺，施工简便快速，节省了工程投资。

图5和图6分别为江东路向阳河桥桥位平面示
意图和板梁布置示意图。

文章对变宽桥梁设计方法的阐述主要包括上部结构的形式、布置方式以及各种设计方法的适用情况和特点等方面的内容，而未涉及变宽桥梁中异形板、变宽箱梁等特殊结构的计算和构造特点以及下部结构的设计，今后适时再进行探讨交流。

笔者建议在进行变宽桥梁设计时，可主要从美观、实施方便、节省投资等方面综合考虑，确定最合理的设计方案。

另外变宽桥梁的设计施工比较困难，道路进行总体设计时应适当考虑桥梁设计的方便，可通过改变路基渐变段范围、适当减小交叉口转弯半径等方法使桥梁宽度不发生变化或者尽量使宽度变化幅度减小。

【相关文献】
［1］JTGD62—2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范［S］.
［2］姚玲森．桥梁工程［M］．北京：人民交通出版社，2002.
［3］檀慧蓉，秦志军，乔可帅．浅谈路基渐变段中小桥变宽设计［J］．山西交通科技，2004，（1）：54-55.。