曲线梁桥的预制梁布置方法及施工特点

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浅析曲线梁桥的预制梁布置方法研究及

施工特点

赵康 陕西明泰工程建筑有限公司

摘 要：在公路工程的设计与施工中由于地形的限制，部分桥梁在路线线型的影响下处于曲线段，给桥梁的设

计和施工增加了相当大的难度。设计中通过研究并灵活应用多种曲线段预制梁的布置方法，较好地解决了曲线段预制梁桥的布置设计及施工，以供此类桥梁设计与施工中参考。 关键词：预制梁；曲线桥；布置方法；施工特点

随着我国高等级公路建设的不断发展，公路工程对路线平纵面线型的要求越来越高。不少桥梁由于地形限制及线形设计的需要处于曲线段，这给桥梁的设计和施工均增添了相当大的难度。本文对预制梁曲线段平面布置方法及施工特点进行了研究总结。

１ 平面布设方法

预制梁平面曲线布置方法包括平分中矢法、径向布置法、等偏角法、平行布置法、曲线内侧割线布置法等。这些方法的特点各相不同，需根据具体工程情况灵活采用。１.１ 平分中矢法

一般情况下，按以下的原则来取用布置方法：

（１）多孔桥梁位于小半径平曲线或缓和曲线上时，矢距 ≤10cm 时，墩台一般采用平分中矢法。

（２）单孔桥梁位于平曲线或缓和曲线上时，一般采用平分中矢法。

平分中矢法弯桥直做，下部墩台平行布置，桥梁内外侧平面线形通过边梁悬臂和护栏作圆弧处理以拟合曲线边线。

桥梁中心线的确定：首先在路线中心线上确定桥台伸缩缝中心线的位置，然后把桥台伸缩缝中心线与路线中心线的交点连线，从桥梁中心点向交点连线上作垂线，把交点连线平移到垂线中点即得到桥梁中心线。

桥面高程点为路线中心线的偏移线与新伸缩缝中心线、新桥墩中心线的交叉点。１.２ 径向布置法和等偏角法

多孔桥梁位于大半径平曲线上时，当矢距＞10cm 时，墩台一般采用径向布置法。

简支桥梁，从盖梁宽度限制和支座到盖梁边缘的距离要求考虑，均要限制梁与梁之间的缝宽不能太大，Ｇ204和Ｓ333东台段（26ｍ路基宽度）缝宽均控制在13cm 以内，一般情况下径向布置法适用的曲线最小半径见表１所示。

跨径/m 10 13 16 20 临界半径/m 1900 2400 3800 4000径向布置法的示意，路线中心按标准跨径逐跨布置切线，切点处曲线径向为桥墩横向中心线，墩顶２侧相邻跨预制梁端接缝宽度外侧为△１、内侧为△２、路线心线处为△０，曲线外侧跨径大于内侧。为了保证曲线内侧最小跨径处

预制梁的安装，内侧布置的切线最小跨径必须大于预制梁长，由此可以算得路线中心处梁端接缝宽△０最小值需大于0.5×桥宽Ｗ×两相邻跨偏角Φ 值。根据三角关系，外侧宽△１＝中心线处宽△０＋0.5×桥宽Ｗ×两相邻跨偏角Φ，内侧宽△２＝中心线处宽△０－0.5×桥宽Ｗ×两相邻跨偏角Φ，结合预制梁的安装要求和最大缝宽△１确定盖梁宽度或设计变宽度盖梁。

当墩顶２侧相邻跨预制梁间非连续设置（即设置伸缩缝）且梁端之间接缝宽度较大时，盖梁采用凸形设计；当墩顶２侧预制梁间连续设置（即先简支后浇注连续横梁）时，预制梁端间接缝内现浇连续中横梁变厚度设计。采用该径向布置法时，各跨预制梁都采用正桥布置，而当桥梁各跨预制梁必须采用斜桥布置时，各墩台横向中心线与切线切点的径向线以相同的夹角偏转，就为等偏角布置法。１.３ 平行布置法

曲线预制梁桥径向布置时，曲线段起点处墩的横向中心线与终点处墩的横向中心线的夹角为Φ，交点为Ｏ，当Φ 值较小时，各墩或台的横向中心线可采用平行布置。以某４跨桥为例，０＃～４＃墩横向中心线平行，各墩横向中心线与各墩在路线中心处曲线径向线的夹角分别为Φ１～Φ５，以０＃～１＃墩跨预制梁布置为例，其中θ为梁端斜角，由图可知０＃墩和１＃墩的径向线夹角α＝Φ１－Φ２，由三角关系得θ＝π／２－（Φ１÷α／２）＝π／２－（Φ１＋Φ２）／２，预制标准梁时则以与该θ值最接近的５倍数作为梁端斜角。

１.４ 曲线内侧割线布置法

曲线预制梁桥采用径向布置时，曲线外侧跨径大于内侧跨径，曲线内侧跨径最小，且必须大于预制梁的长度以确保预制梁的安装，由内侧最小跨径可确定路线中心线处桥梁跨径的最小值。为了设计的方便，桥跨布置时直接采用标准跨径值作为曲线内侧跨径，逐跨割线布置，确定各割点为桥墩横向中心线内侧位置，此即为曲线内侧割线布置法。

２ 施工特点

（１）测设放样

由于曲梁桥在平面和纵横断面上的变化较大，因而在施工放样、标高控制、中线控制等方面都会增加许多麻烦，应予反复检查、严格要求。另外，在进行预制底模控制时，如

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果内外侧边梁因跨径悬殊必须设置不同的预拱度时，应对其底模进行严格的标高控制。

（２）超高处理

曲梁桥的超高处理一般有２种方法：① 超高值较小，且在桥宽不大的情况下，建议将超高部分直接设置在桥面铺装上；② 当超高值较大时，建议将一部分设在桥面铺装上，另一部分设在墩台顶面上；当超高值不太大时，也可直接将超高部分全部设在墩台顶部。

（３）边板处理

对于预制的弯梁构件，其构件重心位置可能位于构件轴线以外（一般出现在内外侧边梁），在堆放时极易失稳倾覆，需增设临时支撑；即使构件的重心位置位于构件的轴线以内，而在施工过程中，当桥面横向联结尚未形成而一些预制小构件如缘石、人行道板等已搁置于内外侧边梁的情况下，也可能引起构件的倾覆。因此，建议在施工内外侧边梁时，每隔５ｍ 左右预埋一块钢板，当架设完成后，利用短废钢筋将边梁与相邻梁连接在一起，以防倾覆破坏。

（４）主粱预制

因曲梁桥每一孔的各根主粱的构造尺寸不同，故施工时必须在每一根主梁上注明是某孔某号主梁，以防吊装时出现错误。

（５）吊装

吊装最好使用大吨位吊车。在无此机械时，可利用导梁来吊装，但在轨道的铺设以及方位角的调整上要严格认真。

３ 结语

通过以上曲线桥布置方法的研究和灵活应用，成功解决了高速公路设计中多处长曲线桥梁的平面和断面布置，使得道路设计人员在路线布置设计时能减少考虑曲线对桥梁设置的影响，从而大大增加了路线布设的自由度和灵活性，为造价经济、结构合理、施工方便的优秀工程。

参考文献：

[1]王峰．浅议曲线桥梁平面设计的方法．公路工程与运输，２００１（１０）：９４－９６．

[2]臧月杰．浅议曲线桥平行布置法遇到的问题及解决方法．科技与经济，２００６（２）：５０－５４．

[3]宋云灿．曲线布置法在多线桥布置上的应用．铁道工程学报，２0０８（５）：３７－４１．

图3 水位标高与泄流量关系曲线

（3）库容与泄流量关系曲线的绘制

由水位与泄流量关系曲线及水位与库容关系曲线绘制库容与泄流量关系曲线如下图：

图4 q∽V+qΔt/2

（4）调洪演算

调洪演算基本公式：

式中：

Qs 、Qz ——时段始、末尾矿库的来洪流量，m 3/s ； qs 、qz ——时段始、末尾矿库的泄洪流量，m 3/s ； Vs 、Vs ——时段始、末的蓄洪量，m 3

；

Δt ——计算时段。

尾矿库调洪演算过程表 表1

时段历时特征点T(h)Q （m 3/s ）（Qs+Qz ）

×Δt/2 （m 3）Vs+q ×Δt/2（m 3）q ×Δt

（m 3）q （m 3）

00.000.000.000.000.0010.11 1.42140.98140.98122.760.3120.22 2.85422.93441.14257.400.6530.33 4.27704.88888.62439.56 1.1140.44 5.70986.831435.90704.88 1.7850.557.121268.781999.801148.40 2.9060.66 6.721370.002221.401251.36 3.1670.77 6.321290.472260.511322.64 3.3480.88 5.921210.952148.821211.76 3.0690.99 5.511131.422068.481132.56 2.8610 1.10 5.111051.901987.821108.80 2.8011 1.21 4.71972.371851.391049.40 2.6512 1.32 4.31892.851694.84914.76 2.3113 1.43 3.91813.321593.40839.52 2.1214 1.54 3.51733.801487.68732.60 1.8515 1.65 3.10654.271409.35673.20 1.7016 1.76 2.70574.751310.90637.56 1.6117 1.87 2.30495.221168.57522.72 1.3218 1.98 1.90415.701061.54483.12 1.2219 2.09 1.50336.17914.60455.40 1.1520 2.20 1.10256.65715.85320.760.8121 2.310.69177.12572.21249.480.6322 2.420.2997.60420.33198.000.5023

2.500.00

21.03

243.36

109.44

0.38

根据表格可以看出，需要的最大泄流量为3.34m 3/s ，此时需要的调洪库容为Vt=（V+q ×Δt/2）- q ×Δt/2=2260.58-0.5×3.34×0.11×3600=1599.26m 3。

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