小半径曲线梁桥计算分析论文
小半径预制桥梁施工(论文)
摘要目前二级及二级以下的公路建设量比较大，其所经过的地形比较复杂多样，受到的约束比较多，因此线形多样且施工复杂。
本文主要阐述了小半径桥梁上部施工的一些注意事项，分别从线形要求、梁的预制和架桥机的运用几个角度进行说明，文中使用的施工方法都是当今比较常用的工艺，具有普遍性。
关键词：小半径；超高横坡；梁长调整；翼板曲线化目录第一章工程概况 (4)第二章线形要求 (5)2.1平曲线 (5)2.1.1设计图纸架梁方式 (5)2.1.2优化后的架梁方案 (7)2.1.2.1运梁车的行走方便与安全 (7)2.1.2.2墩顶连续段主筋的布设 (8)2.2曲线内超高横坡的设置与形成 (8)2.2.1双向横坡向单向横坡过渡 (8)2.2.2桥面横坡的形成 (9)2.2.2.1通过调整支座垫石的高度来实现 (9)2.2.2.2调整T梁翼板 (11)2.2.2.3对桥面铺装的厚度增减 (10)第三章曲线段T梁的预制 (12)3.1梁长的调整 (12)3.2翼缘板平弯调整 (12)3.3T梁预应力张拉 (12)第四章T梁的安装及架桥机的运用 (13)4.1预制梁的吊装 (13)4.1.1梁顶标高的控制 (13)4.1.2梁底标高的控制 (13)4.1.3T梁垂直度与轴线的控制 (13)4.2架桥机的运用 (13)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)引言近些年来，随着国家经济的发展，交通事业也取得了长足的进步。
国家主要干线、省际快速通道基本已经建设完成，目前更多的投资放在了与干线公路连接的支线及连接线上。
这些支线或连接线一般都分布与干线两侧，受地形和人文环境的影响较大，加之其等级一般都低于或等于二级，因此很容易出现小半径曲线路段，特别是很多桥梁正好处在曲线段，这就给桥梁的施工，尤其是桥梁上部构造的施工带来了很多的问题。
本文就小半径曲线段上桥梁上部构造施工中的一些体会和大家进行一些探讨。
从线形要求、梁的预制、架桥机的运用三个方面进行阐述。
小半径曲线桥梁设计分析
小半径曲线桥梁设计分析摘要：在进行市政桥梁工程建设时，小半径曲线桥梁经常会出现病害问题，导致桥梁工程应用寿命不断缩减。
以我国某一市政桥梁建设为例，在对病害问题进行分析时可以发现，这一项目原设计方案存在较多缺陷问题，因为桥梁设置形式与地理条件存在冲突，导致项目建设完成之后，内部缺陷问题比较严重，但未得到及时发现和解决，影响了桥梁项目运营效果。
企业也未对其进行及时维护，导致问题变得更加严重，因此需要做好桥梁改造处理。
本文就小半径曲线桥梁设计进行相关分析和探讨。
关键词：小半径；曲线；桥梁；设计分析近阶段我国在进行市政桥梁工程建设时，施工规模正在不断扩大，建设范围也在不断增加，这对桥梁设计工作开展提出了更高要求。
设计人员在对各种桥梁工程进行设计时，需要对区域内情况进行全面了解，在此基础上制作最优设计方案。
尤其是在对小半径曲线桥梁进行设计时，需要引进更加先进设计思维和技术，才能提高设计方案应用可行性和经济性。
设计人员还要做好传统小半径曲线桥梁设计改造，确保所有桥梁工程在运用时都能发挥更好效果，为我国居民出行提供更加优质服务[1]。
一、项目案例以我国某一市政小半径曲线桥梁项目设计为例，项目施工区域跨越山区小河沟，设计车道为三车道，荷载为公路一级，安全等级为二级，设计基准期为100年，桥面宽度为11.5米，环境类别为一级，结构重要性系数为1.0，桥梁位于平曲线上，圆曲线半径60米。
在对项目进行实际设计时，采用了重力式桥台和桩基承台基础，上部结构设计为16米左右，钢筋混凝土连续箱梁采用了现浇作业方式，桥梁长度为74米，使用了梁格法计算方式，各项参数验算均满足项目规定要求[2]。
二、小半径曲线桥梁设计方法（一）明确桥梁受力特点在对本项目进行设计时，会受到离心力作用影响，导致结构受力不均匀，因为桥梁支座外侧与内侧反力相差比较大，不同墩柱竖向力存在较大差异，桥梁墩顶不仅会受到与直线桥相同内力有效，还会因为运用力张拉和离心力作用影响，引发径向力。
小半径曲线预应力砼箱梁计算分析
小半径曲线预应力砼箱梁计算分析摘要：文章通过一座预应力砼曲线梁桥实例，详细介绍了小半径曲线梁桥的结构受力特性，对小半径曲线梁桥设计过程中普遍存在的问题和加固方案进行了简述，希望可以为同行人士提供参考。
关键词：曲线梁桥；计算分析；加固方案1、引言随着国民经济和社会的发展，公路和城市中大量兴建互通式立交桥，由于受到交通功能的要求和地形条件的限制，立交桥上诸多匝道桥采用曲线构造。
这些桥梁线型变化多端，结构受力比较复杂，特别是小半径曲线梁桥，设计中应予以重视。
2、曲线梁桥特点小半径曲线梁桥主要有以下几个特点：1）由于曲率的关系，垂直荷载作用在曲线梁上时，同时产生弯矩、剪力和扭矩，并彼此互为影响，在曲线梁桥上的竖向挠度为弯曲与扭转两者竖向挠度的迭加。
2）通常桥梁宽度与曲率半径之比增长越大，则箱梁断面内力之差就越大。
3）对于曲线梁桥，由于扭矩的作用，曲线外侧腹板内力大于内侧腹板，做单梁模型计算分析时应考虑足够的安全系数。
4）曲线桥与一般直线桥相比，需要加大箱梁横向刚度，增加横梁构造。
5）曲线梁桥的反力与直线梁桥相比，有外梁变大，内梁变小的趋势，因此在内梁中有产生负反力的可能。
6）下部受力计算复杂，由于内外侧支座反力相差较大，使各墩柱所受垂直力也不同，弯桥下部结构墩顶水平力，除了与直桥一样有制动力、温度变化引起的内力、地震力等外，还存在离心力和预应力张拉产生的径向力。
3、设计实例某立交匝道中3孔1联预应力混凝土连续箱梁，沿道路中心线孔跨布置（34+42+33）m，其平面位于曲线上，道路中心线曲线半径R=66m，横向箱梁中心线距离道路中心线1.75m；箱梁端支座均采用双支座，支座间距3.6m；中间墩一个固结，一个墩顶设单向活动支座，均外偏箱梁中心线0.15m；箱梁平面线形及支座布置见图1。
图1 曲线箱梁平面布置图3.1 设计标准荷载标准：公路I级，2车道，40Km/h3.2 主梁构造主梁构造为单箱双室截面，梁高1.8m，顶板宽12.2m，底板宽8.057m，悬臂长度1.75m，腹板厚度0.45~0.65 m，顶板厚度0.25m，底板厚度0.22m，梁端支座顶设置端横梁，横梁厚度1.0m，中墩顶设置中横梁，横梁厚度2.2m，每孔箱梁跨中设置厚度0.25m厚横隔板。
小半径曲线桥梁设计问题的分析
关 键 词 ： 半 径 曲线桥 ； 座 脱 空 ； 梁抗 扭 小 支 箱
中 图分 类 号 ： ４ ２５ Ｕ ４ ． ３
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ： ７ １ ３—６５ （０ ２ ０ ０ ８ ０ ６ ０ ２ ２ １ ）５— ０８— ３
随着 我 国公 路事 业 的发 展 ， 越来 越 多 的高速 公 路 在全 国建 成 ， 由于高 速公路 是封 闭式交 通 ， 与其 在 他道路 连 接时会 采用互 通式 立交 形式 。在互 通式立 交 中小 半径 曲线 桥 梁也 越 来 越 多 的遇 到 ， 就是 弯 也
提下， 应尽 可 能减小 抗弯 刚度 、 大抗 扭刚度 。所 以 增
梁横 向扭矩 和扭转 变形 很大 。 由于 桥窄 因此宜采 用
独柱墩 ， 但在 选用 支 承结 构 形 式 时应 视 墩 柱 高度 不 同而 确定 。较高 的 中墩 可采用 墩柱 与梁 固结 的结 构
支承形 式 。较低 的 中墩 可采用 具有较 弱抗 扭能 力的
支座 。
程序（ ３０ ， Ｖ ． ） 采用 曲梁 网格法划分单元 ， 向模拟 纵 两 道纵 梁 。计 算 时 温度 模 式 按 箱 梁上 、 缘 升 降温 下
５Ｃ考虑 ， ￣ 支座 沉 降按 ５ ｍ计 。通 过计 算 ， 常使 用 ｍ 正 状 态荷 载组合 Ⅱ的情况 下 ， 过渡墩 支 承反力 为拉 力 。
数量 。
。 Ｉ
（） ３ 宜避 免设 置抗拉 支 座 ， 考 虑采 用 桥 台 （ 可 或
过 渡墩 ） 支座 横 向间距 加大 的措施 。 （） ４ 弯桥设 计一 般采 用 现 浇钢 筋 混凝 土连 续箱 梁， 这涉 及到 桥 梁纵 向一 联 总 长度 的选 取 问题 。为 了避免 支座脱 空 问题 ， 一联 的长度 宜短 不宜 长 ， 长 最
小半径曲线梁桥的设计选型与结构分析
小半径曲线梁桥的设计选型与结构分析随着社会经济的发展和人们对景观的要求不断提升，城市中大量涌现出具有景观要求的桥梁。
但在受到城市交通功能和地形条件的限制时，时常会出现小半径的曲线桥梁。
这种小半径的曲线桥梁具有斜、弯、异形等特点，给桥梁设计和构造处理造成很大困难。
文章结合中山小榄镇某小区内车辆专用桥的设计，对小半径曲线梁桥的设计选型及结构分析进行探讨。
标签：Midas/Civil；小半径曲线梁桥；设计选型；结构分析1 工程概述本工程位于中山市小榄镇一新建小区内，供小区车辆进出车库专用，沿线跨越三条河涌。
由于前期建设方已委托进行景观专业设计，按照景观设计要求，进行桥梁结构设计。
同时根据现场地形条件、施工技术拟定桥梁方案。
桥梁全长219m，跨径多处于20m左右，全桥4联（21.088+18.521）+（17.994+17.225）+（环岛：16.062+7.172+9.671+9.335+12.379）+（20.387+19.980）m。
共桥梁全宽8.5m，其中环岛处最小曲线半径R=15.7m。
桥梁上部结构采用现浇钢筋混凝土，下部采用桩柱式桥墩、埋置式桥台、钻孔灌注桩基础。
全桥平面图如下所示。
上部结构箱梁横断面采用单箱双室，梁高140cm，箱梁顶宽830cm，两端悬臂各设10cm后浇段同护栏一起浇筑，底宽730cm，翼缘板悬臂长度100cm。
顶板等厚20cm。
底板厚度为40cm～20cm，腹板厚度60～40cm，横断面如下图所示：2 计算参数2.1 设计标准设计荷载：城-B级；温度荷载：结构体系温差±25度，梯度温度按照规范沥青铺装指标加载。
桥面净宽：7.5m。
设计车速：40km/h2.2 主要材料及计算参数3 结构选型与计算分析运用Midas/Civil软件，对结构各联均建立模型进行分析，尤其是第3联环岛，最小半径仅有17.5m，常规做法很难满足抗扭承载力要求，必须通过计算通过一系列构造措施进行调整。
211086347_浅论小半径曲线桥梁的设计
144研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2023.03 (下)由于曲线桥预应力、温度效应、活荷载效应等因素的影响，与常规的线性、半径桥相比，其受弯扭耦合、翘曲等因素影响较大，对其上、下结构的构造和加固处理产生了较大的难度，而弯曲桥的特殊力学现象是由桥长、跨、半径、墩台、支座等因素综合影响的结果。
1 小半径曲线桥梁设计的力学特性曲线梁桥的受力性能，其弯曲半径对梁体的弯曲有一定的影响，从而使其发生弯曲，从而使其既受到弯矩的作用，又受到扭力的作用，这就是弯扭耦合。
弯曲扭转耦合的结果是，弯曲箱梁桥的受力性能主要表现在下列方面。
（1）外梁外力不均匀因外梁外力过大、内梁卸载等原因，导致梁桥外缘的弯曲应力比内缘大，外缘的变形比内缘大，内梁和外梁的内力分布不均匀，内梁和外梁的受力不均匀，在箱梁上引起内腹筋和外腹板的受力不均。
在动载荷作用下，梁的支承部分会产生负向反作用力，严重时会导致梁与支撑分离。
（2）箱梁桥的挠曲变形曲线通常大于同直径的弯桥，其弯曲变形是由弯矩和扭力叠加而成。
（3）横向水平力车辆在曲线梁桥上行驶时，会对桥面产生水平的离心力，这是一种很好的方法。
预应力、混凝土收缩徐变和温度的改变，不仅会引起桥面的纵向水平力，而且还会引起横向的水平力。
由于外部载荷作用于桥梁，其横向水平力将导致梁身的截面力矩和桥墩的弯矩增加，从而导致桥面的侧向位移和侧向偏移。
（4）弯曲变形和变形对弯箱式桥梁来说，在弯曲和扭耦合作用下，其整体截面应力比直线桥梁要大，尤其是在弯曲和变形的影响下，这种问题更严重。
但其计算结果一般仅占基础弯矩和纯扭剪应力的5%～10%，经初步估计，在设计时可采用加横梁的方法，尽量减少断面的变形。
2 工程案例以江苏省常州市金坛区金坛高铁为例，采用3×25m 的连续梁桥作为研究对象。
项目地处江苏省金坛城区西南部、小桥村以南、金坛高铁枢纽金坛高铁站附近，地处常州市北部G233,S241东侧，金龙路以南，万嘉路以西。
小半径曲线梁桥设计浅析
小半径曲线梁桥设计浅析摘要：结合四川成安渝高速公路某枢纽互通中的桥梁设计的一些对比计算，浅析小半径曲线梁桥在构造上需要注意的细节；关键词：小半径曲线预应力混凝土连续箱梁一、概述随着现代经济的发展和城市的扩张，城市中大量的立交桥开始兴建，但由于城市规划和地形条件的限制，立交桥的结构形式多采用曲线桥梁。
这些桥梁线型变化万千，结构受力复杂，特别是小半径曲线梁桥，除承受弯矩、剪力外，还有较大扭矩和翘曲的作用。
据统计，南方某市的多座立交桥中，大都存在大小不同的问题：有的曲线连续梁内侧端支座脱空；有的曲线梁体向曲线外侧径向整体侧移；有的墩梁固结处在立柱顶部产生环形裂缝等等危及桥梁正常使用的现象。
这些现象的产生原因是多方面的，包括施工过程中的不当细节，但总的来说存在有设计过程中认识方面的失误，因此小半径曲线梁桥的设计越来越引起人们的重视，尤其是我国现行相关技术规范和设计计算理论有待进一步研究和完善。
本文结合笔者参与的四川成安渝高速公路某枢纽互通中的桥梁设计，浅谈小半径曲线梁桥的设计体会。
二、总体设计2.1设计标准1.设计荷载：公路-Ⅰ级；汽车荷载冲击系数1.05；总体计算时，弯矩偏载系数取1.15，剪力偏载系数根据各上部结构实际受力，采用不同的系数。
2.温度荷载：整体温差：升温20℃，整体降温25℃。
梯度温差：根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)4.3.10条取用。
3.桥面净宽：8.5m。
4.设计车速：40km/h。
5.抗震等级：按地震烈度-Ⅷ度设防(桥址区域地震基本裂度为Ⅶ度)。
6.二期恒载包括桥面铺装、泄水管、护栏等，以均荷载计入。
2.2设计要点1.桥梁上部结构为三跨一联预应力砼连续曲线箱梁，位于在圆曲线和缓和曲线上，曲线半径R＝55m，设计线距外弧翼缘3.25m。
分跨布置为：25＋25＋25＝75m。
箱梁高1.6m，单箱单室斜腹板断面，采用整联现浇，一次张拉钢束的施工工艺。
顶板宽8.5m，底板宽3.4m，箱梁翼板悬臂2.25m，腹板厚45cm，顶、底板厚25cm。
浅谈小半径曲线架桥施工技术分析
浅谈小半径曲线架桥施工技术分析摘要：结合箭沱湾互通F匝道桥梁首架T梁方向为施工实例，对30mT梁、最小半径300m、最大纵坡3.83%、横坡4%的小半径曲线架梁进行分析，桥梁工程中枢纽互通小半径架梁应用极为广泛。
但小半径曲线架梁施工过程中仍然存在架桥机倾覆、高处坠落、起重伤害、物体打击、机械伤害等安全风险，时常会发生因架梁机过孔操作不规范，架桥机扭转半径小受力不均匀导致的失稳倾覆事故，造成重大的人员伤亡及财产损失，因此为进一步加强小曲线半径架梁安全质量可靠性，本文采用模拟计算最不利架桥机过孔架梁施工过程，通过最不利曲线半径受力计算方式验算，确保架梁过程安全稳定，本项目通过此方法，顺利完成最小半径300m的架桥工艺，安全系数高。
关键词：枢纽互通匝道曲线桥、小半径、大横坡、大纵坡、高墩1引言小曲线架桥一般设计在桥梁工程枢纽互通施工中较为常见，施工工艺成熟。
但是，小半径曲线架梁施工过程中仍然存在架桥机倾覆、高处坠落、起重伤害、物体打击、机械伤害等安全风险，本文结合箭沱湾枢纽互通F匝道桥小曲线半径、横坡大、纵坡大、高墩架桥技术，采用模拟计算最不利架桥机过孔架梁施工过程，提高稳定性系数，进而形成安全措施，完善施工工艺，为类似工程提供参考。
2工程概况箭沱湾枢纽互通F匝道位于洛碛镇箭沱湾村，箭沱湾枢纽互通连接渝长高速和和渝长复线高速。
桥梁中心桩号为 FK0+411.3，孔径布置为10×30m，桥梁全长为 307m。
桥梁墩台均采用右偏角90°正交，墩台径向布置。
本桥位于互通区，桥面变宽，最小半径300m，最大纵坡3.83%，横坡4%。
第二联为3*30m预制T梁、第四联为4*30m预制T梁，30mT梁共35片。
为便于施工设置一个预制场集中预制，预制场设置于箭沱湾互通主线路基上（K75+990-K75+661.5），整体互通T 梁首架方向F匝道桥，主要以30mT及20mT梁为主，详见表1表1 T梁设计参数表3施工方法3.1 架桥机检查每次梁体架设前需对架桥机进行全面检查，主要检查项目如下：（1）检查两个主导梁间联接钢架是否可靠，查看联接各节导梁的销栓口是否销紧、销死。
小半径曲线梁桥设计的探讨
（ ）预 应 力 钢 筋在 梁 肋 中 的布 置 应 特 别 引起 注 意 。 ４ 对 于 整个 箱梁 截面 而 言 ，预 应 力钢 筋是 对称 配置 的 。 由 于梁格 划 分后 边肋 几何 形状 的非对 称性 ，此 时按 设计 位
置布 置预 应 力钢 束 ，在 边 肋 中 将 产 生 较 大 的平 面 外 弯
小半径 曲线梁桥设计 的探讨
■ 王 文 洪
（ 建省 交通规 划 设计 院 ，福 州 福
３０ ０ ） ５ ０ ４
摘
要
本 文 阐述 了小半 径 曲线桥 梁 的受 力特 点 ，曲线 梁格 法划 分的要 求 ，通 过分
析 曲率 大 小、预应 力钢 柬 、下部 支承 方 式及 支承 位置 对 曲线 梁桥 内力 的影响 ，提 出有 关 曲线 梁桥 设计 的有益 结论 ，可供 设 计 同行参 考 。
设 计 中 。对 曲线 梁桥 的计 算 日益增 加 。由于 曲 线桥 需要
网格计 算 ，而直 线桥 多 采用单 梁计 算 ，使得 曲线 桥 设计 难 度远 大 于直 线桥 ，另 外 由于曲线 桥 的 “ 弯一 扭 ”藕合
生较 大 的扭转 ，通 常会 使 外梁超 载 ，内梁 卸 载 。在 宽 桥
（ ）梁格 的边 、中梁 形心 高度 位置 应尽 量 与 箱梁 整 １ 体截 面 的形 心 高度相 一 致 ，纵 、横 向 构件 应与 原 构件 梁
肋 （ 或腹 板 ）的中心 线相 重合 ，梁 格划 分 应沿 切 向和 径
向设置 （ 图 １ 示 ） 如 所 。
（ ）每 跨 至 少应 分 成 ８ 以 上 ，以保 证 有足 够 的 精 ２ 段 度 ，支 承线 、跨 中及 支点 均 应在梁 段 划分 范 围 ，详见 梁 格 划分 平面 （ ） 图２ 。
小半径钢筋混凝土曲线梁桥设计浅析
３钢筋混凝土曲线梁桥设计 中的几个 问 题及 解决方法
下文 对 钢筋 混 凝 土 曲线 梁 桥 设计 过程 中的支 座 偏 心 调整 、 支承 形式 选 择 、 座脱 空 、 向位 移 、 台计 算 支 横 墩 模 型等 一些 实际 问题进行 论述 ， 并浅谈 个人 在 设计 中的
应 用 己非常普遍 。尤 其在 立交 的 匝道设 计 中应用 最广 。
由于受 地形 、 地物 和 占地 面 积 的影 响 ， 匝道 的设 计 往 往 受 到多种 因素 限制 。这就 决定 了匝 道桥 具有 以下 特 点 ：
综合 以上 曲线 梁桥 受 力特 点 ，故 在 曲线 梁 桥 结构 设２１ 年第４ ０１ 期
小半径钢筋混凝土 曲线梁桥设计浅析
方水平 许友梅 （ 西 省 交 通 设 计 院第 一 设 计 所 ） 江
摘 要 ：文章在阐述曲线梁桥受力特点的基础上， 对钢筋混凝土曲线梁桥设计过程中的支座偏心调
整 、 承 形 式选 择 、 座脱 空 、 向位 移 等 一 些 实 际 问题进 行论 述 ， 支 支 横 并提 出 了一 些 解 决 方 法 。
常 宽度与 曲率 半径之 比越 大 ， 则与有 相 同数量 的直线 桥 固结 等方 式 。采 取不 同的支承 方式 对 曲线梁 桥 的上 、 下 的断面 内力之 差就 显得越 大 ｌ。再则 桥梁 下部 结构采 用 部 结构受 力影 响很 大 ， 对不 同 的桥梁 结构 应选 用对 结 ６ ］ 针 独 柱支承 方式 时 ，支 承 点的位 置对 结构 受力 尤 为重要 。 构受 力有 利 的支承方 式 。 过 以往 的 曲线梁 桥 设计经验 通 此外 由于 独柱支 承 曲线梁 桥 中间支 点抗 扭 能力弱 ， 以 发现 不 同的支 承 方 式主 要 影 响主 梁 的扭 矩值 和扭 矩 沿 所 必 须在桥 梁两端 部 设置抗 扭约 束 ， 以增 加桥梁 的整体 稳 梁 纵 向的 分布规 律 ， 以及主 粱 的扭转 变形 和墩柱 的 受力
小半径曲线桥梁设计方法分析
小半径曲线桥梁设计方法分析摘要本文结合多年工作实践，主要介绍小半径曲线桥梁的力学特性，分析曲线桥梁存在的病害及成因，提出了小半径曲线桥梁设计应该注意事项。
关键词曲线桥梁；设计方法；特性；成因近年来，随着经济的快速增长，城市交通的发展也越来越迅猛，由于受原有地物或地形的限制，以及城市交通功能的需要，小半径曲线桥梁在城市立交中应用越来越广泛。
因曲线桥梁受力复杂，设计及施工难度大，很多建成后的曲线桥梁在运营的过程中也逐渐出现了很多病害。
本文结合多年的设计经验，提出小半径曲线桥梁设计中应该注意的几点事项。
1曲线桥梁受力特性1）梁体的弯扭耦合作用。
曲线梁在外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且互相影响，使梁截面处于弯扭耦合作用的状态，其截面主拉应力往往比相应的直线梁桥大得多，这是曲梁独有的受力特点。
曲线梁桥由于受到强大的扭矩作用，产生扭转变形，其曲线外侧的竖向挠度大于同跨径的直桥；由于弯扭耦合作用，在梁端可能出现翘曲；当梁端横桥向约束较弱时，梁体有向弯道外侧“爬移”的趋势。
2）内梁和外梁受力不均匀。
在曲线梁桥中，由于存在较大的扭矩，因而通常会使外梁超载、内梁卸载，尤其在宽桥情况下内、外梁的差异更大。
由于内、外梁的支点反力有时相差很大，当活载偏置时，内梁甚至可能产生负反力，这时如果支座不能承受拉力，就会出现梁体与支座的脱离，即“支座脱空”现象。
3）离心力作用。
由于内外侧支座反力相差较大，使各墩柱所受垂直力出现较大差异。
曲线梁桥下部结构墩顶水平力，除了与直线桥一样有制动力、温度变化引起的内力、地震力等外，还存在离心力和预应力张拉产生的径向力。
因预应力钢束所具有的空间曲率，使得预应力束对于梁体将有水平径向力，这种径向力将对梁体的剪切中心产生扭转，而该扭转的存在又会使得曲线梁中产生附加的弯矩和扭矩，即在曲线梁中产生更显著的“弯、剪、扭”效应。
2现实中曲线桥梁存在的病害及成因1）曲线梁体向曲线外侧径向整体侧移。
支座布置不合理。
浅论小半径曲线桥梁的设计
浅论小半径曲线桥梁的设计摘要：随着我国现代化建设及交通事业的蓬勃发展,高速公路、山区公路、城市立交等的兴建,曲线桥梁得到了广泛的应用。
其结构线条平顺、流畅、明快,给人以美的享受。
在公路建设中,除特大桥梁外,一般要求桥梁的平面布置服从公路线形,在进行平、纵、横三方面综合设计时,应做到平面流畅、纵坡均衡、横断面合理,并避免长直线设计,此时,小半径曲线梁桥往往成为最优方案。
另外在山区公路展线、套沟,城市桥梁避开管线、文物,节省拆迁费用,减小建筑用地等方面有直接可观的经济效益。
文中将重点介绍曲线桥梁的受力特点以及设计过程中应注意的一些问题，并提出一些相应的措施。
关键词：小半径；曲线桥梁；偏心；翘曲1、概述小半径曲线桥梁的设计非常复杂，它的预应力效应、温度效应以及活载效应的影响面加载都不同于传统直线桥梁或者大半径桥，除受弯矩、剪力外，还存在弯扭耦合、翘曲现象的作用，给上下部结构的构造及配筋处理带来很大困难，并且曲线桥梁的特殊力学现象是由桥长、桥跨、半径、墩台、支座等多方面共同决定的，2、小半径曲线桥梁的结构受力特点2.1小半径曲线桥梁支座的布置形式曲线箱梁桥支座的布置型式通常采用三种形式：a.全部采用抗扭支承，b.两端设置抗扭支承，中间设单支点铰支承，c.两端设置抗扭支承，中间既有单支点铰支承，又有抗扭支承的混合式支承。
近年来，在曲线箱梁桥工程实际应用中，两端为抗扭支座(双支座)，联内安置几个单点铰支座，即中支点下部采用独柱支承的曲线桥多次发生侧倾事故。
其主要原因多为主梁在偏心荷载作用下发生扭转，当转角大到一定程度时，支反力的下滑分力将超过支座侧向的约束能力，扭矩将全部转移到梁端造成曲线内侧支座脱空，主梁发生倾覆。
所以此类支座布置的形式在工程应用中已不多见。
对于小半径的曲线箱梁，通常全部采用抗扭支承。
通过内、外支座横桥向偏心的设置，来抵消主梁恒载因外弧半桥大于内弧半桥而产生的扭矩（如下图）。
即支座的偏心相当于将支座放在主梁的实际荷载重心线上。
小半径竖曲线简支梁桥预拱度和矢高设计计算(论文)
小半径竖曲线简支梁桥预拱度和矢高设计计算浙江省交通规划设计研究院科威工程设计有限公司王建文[摘要]通过对一个小半径竖曲线下40m简支T梁预拱度和竖曲线矢高的分析计算说明小半径竖曲线上大跨度梁桥设计时应综合考虑曲线矢高和预拱度对结构构造的影响G[关键词]小半径竖曲线梁桥预拱度矢高设计计算一~概述甬金高速公路分离立交是某公路上一座上跨甬金高速的公路桥梁G桥梁全长289.0m桥梁配跨为6>20+40+6>20m上部结构为40m预应力混凝土T梁和20m预应力空心板梁设计荷载采用公路-I级桥面铺装为8cm沥青砼+8cm 40钢筋砼G 大桥采用左右幅分离式单幅桥宽10m桥面净宽9m主跨横向由4片T梁组合梁间距2.6m边梁挑臂长1.1m G T梁梁高为2.5m腹板跨中厚20cm梁端厚70cm预制时顶板宽度为1. 8m梁与梁之间通过0.8m湿接缝相连接G主跨40mT梁位于半径为1792.35m凸形的竖曲线中间为确保建成后桥梁线形顺畅设计时需要考虑梁体预拱度和竖曲线矢高的影响G二~梁桥预拱度与矢高1~梁桥预拱度预应力混凝土梁桥设计时要计算梁的变形(通常指竖向挠度)以确保结构有足够的刚度且梁体安装后使用时有顺畅的线形G梁桥结构的下挠度主要由结构自重等恒载和汽车等活载作用共同产生且随着时间延长构件刚度降低构件曲率增大等原因梁体挠度会逐渐增加G活载作用于梁体产生的下挠度体现了梁桥结构的刚性特征G 一般的梁桥结构活载的挠度是临时出现的在最不利的荷载位置下其值最大并且是一个变值当活载驶离桥梁挠度会消失G 活载作用产生的挠度使梁反复变形挠度越大对行车的影响越大G根据公路桥梁设计规范规定钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件的长期挠度值在消除结构自重产生的长期挠度后梁式桥主梁最大挠度处不应超过计算跨径的1/600G若超过了规范的要求必须采用修改截面等措施增加梁桥结构的刚性G而恒载作用产生的挠度并不代表结构的刚性特征根据计算结果可以通过施工时设置相应的反向拱度(预拱度)来加以抵消G梁体的预拱度设置是谋求桥梁建成后有一个平顺的行车条件G2~矢高一般梁体设计预制时均按等高度考虑对于位于竖曲线上的梁桥要使桥梁竣工后线形与竖曲线接近一致需根据竖曲线的凹凸方向及几何关系计算竖曲线的矢高值并采取措施相应调整G根据几何关系有以下公式:h=R>(1-cos((L+(2>R)>180+T)式中:R为竖曲线半径L为跨度(弦长)h为对应的矢高均以m为单位G相对于不同的行车速度竖曲线的容许半径变化范围相当大G根据路线设计规范在行车速度120Km/h时凸形竖曲线的半径一般值是17000m极限值是11000m;在行车速度20Km/h 时凸形竖曲线的半径一般值是200m极限值是100m G 由于竖曲线容许半径的变化幅度非常大针对同一跨径的梁桥对应的矢高变化幅度也很大G如对于40m简支T梁当竖曲线半径为15000m时对应矢高为1.3cm;当竖曲线半径为5000m 时对应矢高为4.0cm;当竖曲线半径为3000m时对应矢高为6. 67cm;当竖曲线半径为1500m时对应矢高为13.3cm G 3~预拱度和矢高影响的消除方案76要使竣工后的桥梁使用过程中 线形与设计的竖曲线一致需要消除预拱度和矢高影响一般的梁桥 在梁体安装后 顶部有一层混凝土调平层 上面还会有沥青混凝土面层 这样 在设计时 有两种设计方案第一 当预拱度和矢高的组合值较小时 对桥梁结构线形的影响微不足道 为简化设计与施工 可直接通过桥面砼调平层简单调整 一般情况下 当桥面砼调平层厚度为10cm 而预拱度与矢高的组合值小于2.5cm 时 线形直接通过铺装来调整第二 当预拱度和矢高的组合值较大时 对桥梁结构的影响非常大 需要从桥梁结构构造来调整 一般将梁体设计成变高度梁三 矢高和预拱度的计算1 矢高计算桥梁主跨40m 竖曲线半径R 为1792.35m 凸形竖曲线 跨中处矢高值为:2 预拱度计算简支结构预应力混凝土梁桥 梁体结构挠度主要包括恒载<结构自重 桥面铺装和附属性结构的重量D 预应力 混凝土徐变和收缩作用 以及活载<汽车荷载等D 所产生的挠度对于预应力简支T 梁 根据初始阶段的预张拉拉力Pi 和全部与时间相关的损失发生的最终阶段的预张拉力Pe 来计算预应力挠度的方法<近似的处理与时间相关的挠度变化D在全部荷载作用下桥梁的总挠度<引自<桥梁工程>D上式中:f 1:主梁在全部荷载作用下的总挠度f pi :初始阶段张拉力Pi 所引起的挠度f pe :由于预应力损失发生后的预张拉力Pe 所引起的挠度f g1:张拉时参与作用的构件自重g 1产生的挠度f g2:附加恒载g 2产生的挠度f p :活载引起的瞬时挠度<<f T D :加载龄期等于T 至f 时的徐变系数式中f x :混凝土收缩徐变引起的挠度采用平面杆系计算软件桥梁博士程序建模 计算跨度39-6m 划分成22个单元 并分成两个施工阶段和正常使用阶段 第一施工阶段台座上梁体预制并张拉预应力 第二阶段梁体安装并加载二期恒载<桥面铺装及湿接缝D 第三阶段为正常使用阶段 加载活载 为简化计算 收缩徐变期按1000天考虑经过程序分析计算 40mT 梁跨中在结构自重作用下挠度:fg 1=3.73cm <W D在二期恒载作用下挠度:f g2=1.85cm <W D发生预应力损失后预张力作用下:f pe =8.77cm <f D 收缩及徐变作用下:fx =2.97cm <f D 在汽车活载的作用下fp =2.05cm <W D 则全部荷载作用下的总挠度为:<8.77+2.97-3.73-1.85-2.05D =4.11cm <f D >0按规范规定 当预加应力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度值时 可不设预拱度 又经计算 本桥40mT 梁按新规范计算得预加应力的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度 T 梁预拱度可设置为03 设计方案为使正常使用条件下 桥梁线形顺畅 可采用以下设计方案:方案一:采用简化设计 预拱度为0 竖曲线矢高全部由桥面铺装来调整 梁端处桥面铺装厚16cm 跨中处桥面铺装要做到16-0+<11.3-4.11D =23.19cm 由于桥面面积比较大 这样做 桥面铺装的工程数量大大增加 同时二期恒载值也增加 要满足新增加的荷载 预应力钢束要重新设计 预应力材料数量也增加了3根 比原设计增加了6.4%方案二:梁体结构采用变高度 梁体预拱度设置为0cm 端部梁高为2.5m 跨中处梁高为2.5+0.113-0.0411=2-5719m 梁高从梁端向跨中逐渐变高 这样设计 梁体安装后 梁端和跨中的桥面铺装厚度为等厚度 二期恒载不增加 T 梁高度是通过腹板变高来调整 因跨中部分腹板厚度只有20cm 结构自重增加可以忽略 预应力材料不用增加两个方案相互比较 虽然方案二采用变高度梁 施工复杂程度稍微增加 但综合考虑 在保证桥梁结构线形平顺 利于行车的前提下 方案二显然是更加经济合理的方案四 结论梁桥结构设置预拱度 主要为了减少恒载挠度 保证桥梁结构线形顺畅 对于位于竖曲线上大跨度梁桥 应视竖曲线的凹下或<凸起D 综合计算梁桥的预拱度值和竖曲线的矢高值 根据计算结果采取简化设计或是结构变高调整设计 使竣工后的桥梁线形与竖曲线接近一致 避免桥梁线形不顺畅美观的现象参考文献[1]范立础 徐光辉.桥梁工程.人民交通出版社 2003.[2]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范<JTG D 62-2004D 人民交通出版社 2004.[3]公路路线设计规范<修订JTJ 011-94D 送审稿.2003.05版.[4]袁伦一 鲍卫刚.<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范D 条文应用算例.人民交通出版社 2005.86小半径竖曲线简支梁桥预拱度和矢高设计计算作者：王建文作者单位：浙江省交通规划设计研究院科威工程设计有限公司刊名：科技信息(学术版)英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2006(9)1.范立础;徐光辉桥梁工程 20032.JTG D62-2004.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 20043.JTJ 011-1994.公路路线设计规范 20034.袁伦一;鲍卫刚(公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范)条文应用算例 20051.王冬.刘向东大跨径简支梁预拱度设置浅谈[期刊论文]-内蒙古科技与经济2006(8)2.张保中.杨玉军.张伟中许平南高速公路曲线桥设计[期刊论文]-中外公路2002,22(5)3.周冰艳简支梁桥板块划分的工程实例[会议论文]-20024.王俊文公路小半径平曲线路面超高设计对简支梁桥面铺装厚度的影响[期刊论文]-铁道建筑技术2002(1)5.孙建渊.李国平.汪功伟预弯预应力混凝土组合梁桥的设计及施工检测分析研究[会议论文]-20026.郭守儆中小跨度带翼小箱梁的特点及应用现状[期刊论文]-四川建筑2007,27(4)7.张德善混凝土简支梁桥预拱度对桥面构造标高的影响[期刊论文]-青海交通科技2003(2)8.张忠添.赵志钢40 m箱梁预制场地布局及架设方案比选[期刊论文]-交通科技2010(1)9.孙志伟钢管混凝土拱桥拱肋预拱度研究[学位论文]201110.陈琪.李军兵.龙浩军.CHEN Qi.LI Jun-bing.LONG Hao-jun纵向预应力束筋张拉对桥梁预拱度的影响[期刊论文]-山西建筑2008,34(35)引用本文格式：王建文小半径竖曲线简支梁桥预拱度和矢高设计计算[期刊论文]-科技信息(学术版) 2006(9)。
关于独柱式小半径PC连续梁桥受力优化设计论文
关于独柱式小半径PC连续梁桥受力优化设计论文第1篇：关于独柱式小半径PC连续梁桥受力优化设计论文1、计算分析1.1计算模型利用有限元计算分析方法，采用空间梁单元模型进行分析计算，将梁沿行车方向分成若干个梁单元。
为保*建模的正确*，建模时确保支点约束条件与支座的类型保持一致，来分析主梁在自重工况、自重+活载工况下，各支座的反力分布情况。
根据该桥结构特点、预应力束布置方式以及施工特点，采用madiscivil2010计算软件进行建模分析。
1.2计算参数取值该桥采用逐孔浇注混凝土，逐孔张拉预应力钢束的方法进行施工，计算时按照实际施工步骤进行建模计算。
计算参数取值如下:基础不均匀沉降按照2.0mm取值，桥面板日照温差按照《公路桥涵设计通用规范》(jtgd60－2004)规定取值，混凝土**模量为3.45×104mpa，预应力钢绞线的**模量为 1.95×105mpa，锚下张拉控制应力为1395mpa，孔道摩阻系数为μ=0.17(塑料波纹管)，孔道偏差系数为k=0.0015，一端锚具变形及钢束回缩值为0.006m。
1.3计算结果分析计算结果通过最具有代表*的各支座支反力来说明主梁在不同工况下的受力情况。
各工况划分如下:(1)工况一为第一施工阶段，第一孔张拉完毕。
(2)工况二为第二施工阶段，第二孔张拉完毕。
(3)工况三为第三施工阶段，第三孔张拉完毕。
(4)工况四为第四施工阶段，二期恒载施工未完，继续阅读 >第2篇：关于高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计分析论文摘要：随着我国交通事业的发展，高墩大跨径连续钢构桥梁在交通道路建设中运用的越来越多，尤其是我国西南、西北地区，盘山公路等已经不能满足经济发展需要。
但由于地形较为复杂，在道路建设中多采用桥梁，再加上山区为地震多发地带，因而对桥梁设计要求极为严格。
高墩大跨径连续钢构桥梁结构的设计具有良好抗震能力，分析其抗震设计，对于其完善与发展具有重要意义。
小半径曲线桥梁设计论文
小半径曲线桥梁设计论文摘要：导致曲线梁出现病害的设计原因很多，包括预应力设置不当、未设置横向限位、温度效应考虑不周等，主要是设计人员对曲线梁的受力特点重视不够，很多桥梁没有按三维受力情况进行结构分析。
通过本文的这些论述，希望能给设计者带来一些解决曲线桥常见问题的方法。
前言在我经济快速发展的今天，公路事业也随着经济的发展而蒸蒸日上，高速公路越来越多，由于高速公路是封闭式交通，为链接道路而使得曲线桥路也得到广泛的使用。
曲线梁的受力比较复杂，近年来，我国经常出现桥梁垮塌等事故。
因此在设计过程中要特别对桥梁受力问题进行分析并采取有效措施。
桥梁中的支座是一个非常重要的结构，他不仅要传递很高的负载，还要保证桥梁的稳定。
在实际中，支座脱空现象经常发生。
当一个支座脱空后，因受力转移使得相邻的支座超负荷而损坏从而降低桥梁的稳定性。
另外梁箱抗扭也是桥梁应该重视的问题。
本文就工程实际情况，提出一些切实可行的处理方法，以供大家参考和借鉴。
1 支座脱空工程实际事例及处理方法某互通式立交工程的桥孔布置为 4 ×（4 ×30）=480m，共计16孔，等截面预应力混凝土连续梁。
箱梁采用单箱单室截面、等高度腹板，跨中设置了一道中横隔梁。
本桥平面处于一个 R = 400m 的右偏圆曲线开始，中间一个 R =125m 的左偏圆曲线和一个 R =400m 的右偏圆曲线终止，其终点以及圆曲线之间采用缓和曲线连接。
上部结构预应力混凝土箱梁左右腹板为等高度。
桥面横坡由箱梁整体旋转一定角度形成。
桥墩支点处设置横隔梁，边跨支点设置端横隔梁，各跨跨中处设置中横隔梁。
由于本桥第二联～第三联是位于R =125m 的平曲线内，这 2 联内的中墩墩顶支座设置了向曲线外侧18cm 的预置偏心，在各联梁边端均设置两个盆式支座，而各中墩支点设置两个固定支座。
预应力混凝土等截面连续梁采用“桥梁博士”（V2．9）程序进行内力分析和配束，采用曲梁网格法划分单元，纵向模拟两道纵梁，施工采用满堂支架现浇，支座沉降按 5mm 计，温度模式按顶板升降温 5℃考虑，设计时按其最不利情况进行组合。
小半径平曲线段内大跨径连续刚构桥梁的设计计算
马 荣明 ， 何 艳
（ １ ． 云南交通职业 技术学 院， 昆明 ６ ５ ０ ５ ０ ０ ； ２云南省公 路开 发投 资有 限责任公司， 昆明 ６ ５ ０ ５ ０ ０ ）
Ｍ Ａ Ｒｏ ｎ ｇ － ｕｉ ｒ ｎ ｇ ， ＨＥ Ｙａ ｎ ２ （ １ ． Ｙｕ ｎ ｎ ａ ｎ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｋ ｕ ｎ ｍｉ ｎ ｇ ６ ５ ０ ５ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
一 丽
【 中图分类号】 Ｔ Ｕ ４ ４ ８ ． ２ ３
【 文献标志码】 Ｂ
【 文章编号】 １ ０ ０ ７ — ９ ４ ６ ７ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ — ０ １ １ ５ － ０ ２
［ Ｄ ＯＩ ］ １ ０ ． １ ３ ６ １ ６ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｇ ｅ ｊ ｓ ｙ ｓ ｊ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ２ ． ０ ３ ２
２ Ｙ ｕ ｎ ｎ ａ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｍｅ ｎ ｔ Ｃｏ ． Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｋｕ ｎ ｍｉ ｎ ｇ ６ ５ ０ ５ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
【 摘 要 】 在高速公路 工程施 工过程 中， 护筒立 交匝道桥梁 由于受到 了曲线的影响， 施工安全风 险增加 ， 施工难度增 大， 为
了保证工程的顺利开展， 需要做好 小半径平 曲线段 内大跨径连续 刚构桥 梁的设计和计算。论文 以实际工程为例， 对桥梁结
构设计进行 了介绍 ， 对边跨 连续梁的受力情 况进行 了分析 ， 并根据计算结果对受力体 系进行 了 优化 。
铁路小半径大跨度曲线连续刚构桥设计分析
铁路小半径大跨度曲线连续刚构桥设计分析文强【摘要】The main part of the Xigu Yellow River Bridge on Lanzhou-Zhongchuan railway is a prestressed concrete continuous rigid frame bridge ( 80 +2 ×120 +80) m. It is across the river and located on a curve with the radius of 800 m. In this paper,the design of this bridge was introduced and the difference between a linear and a curved model was analyzed. T he reaction force,the internal force,the deformation,the prestress losses and the dynamic characteristics of the two models were calculated. T his comparison helped to further understand the behavior of this type of bridges on the small radius curve.%兰州至中川铁路西固黄河特大桥主桥采用(80+2×120+80) m 预应力混凝土连续刚构跨越黄河，主桥位于半径800 m的曲线上。
本文介绍了主桥的设计情况，并进行了直线、曲线桥梁对比分析，从支反力、内力、变形、预应力损失、自振特性等方面给出了直线、曲线分析模型的计算结果，对于认识及理解小半径曲线桥梁的受力特性具有参考价值，对类似桥梁的设计具有指导意义。
小半径曲线梁桥受力特性及设计对策
Ｃ￣ｗｅｏｉｎ ｒ ■ ■ 圃 Ｉ ■ ｈ Ｎ ｈｏ ｄｏｔ 囵团翟墨豳 ｉ ｅ ｃ ｓ ｓ 山 墨 ｎ Ｔ ｎｇ径 曲线 梁桥 受 力特 性 及设 计对策
杨 世 荣
（ 嵩县公路 管理局 ， 河南 嵩县 ４ １０ ） ７ ４０
反力 。 由于曲线 梁桥与 直线 桥 内力和 变形 的差 别， 造成曲线梁桥一些独特的病害 ： １ ． １曲线梁桥在温度 变化的长期作用 下 ， 因
两端 的约束较大 ，其 中间部分会在平 面内缓慢 向外侧移动和转动。 升温时 ， 出现朝 圆心 向外 会 的侧向位 Ａ ，降温 时出现朝 圆心向 内的侧 向 移 ｉ 位移 △。， 如果支座 位置和形 式设 置不合理 ， 在 降温时 ，由于重力及支座的摩擦约束 ， ＡＩ 使 ＞ Ａ 。如此年复—年 ， ２ 整个梁体不断 向外移动 ， 移 动到＿定量后， 其后果是不 言而喻 的。 １ ． ２预应力混凝土曲线箱梁在张拉纵向力 筋时 ， 腹板中产生横 向分力 ， 易使腹板混凝 土裂 缝 ， 原因是产 生径向水平压力使 钢筋 混凝土 其 腹板超载 （ 其实在预应力钢束附近基本是素混 凝 土 ） 载可能造成 混凝土 破坏 ， 重者将 使 ， 超 严 混凝土崩裂，预应力钢束拉直 ， 并从腹板内溢
—
桥 与 弯桥 双支座 抗扭 支撑 的最 大正 弯矩 相差 求 ； 证在力 筋弯 曲的部位 ， 道不 出现尖 弯 ； 保 管 ０ ％， 大负弯矩 相差 ｌ％。 － 最 ６ － 可见 在活载作用下 在构 造上要 减少 张拉操作 引起 的预应力损失 ； ７ 对 于单点支 撑直桥与弯桥的计算结果相差 比较 在 易开裂 部 位可 用纤维 混凝 土代 替普 通混凝 大， 采用抗扭支撑可以较大的减小负弯矩 。 土， 例如在锚具 周围及支座腹板处等 。 ３曲梁桥设 计要点 及病害对策探讨 ３ 普通钢 筋的设 计 ５ 小半径 曲线梁桥 的构造形式与直线梁桥有 普通钢筋 的设计应考 虑其 弯曲、 扭转、 剪力 不 少相似之处 ， 上所述 ， 但综 可以看到曲线梁桥 的复合受力作 用。特别要考虑 内外腹板剪力的 具有 不同的结构受力特点 ，处理不当会发生一 不均匀性和支 座处 的剪力集中对箍筋加密及抗 些独特 的病 害。如何从 设计的角度来 解决这些 剪钢筋设计 的影响。并采用普通钢筋抵 抗内力 问题 ， 是非常值得探讨的。 矩。 曲梁 为弯扭耦合构件 ， 可按扭矩剪应力 和弯 ３ ． １桥梁结 构布局与曲梁要素 的关 系 矩剪应力综合确定 箍筋间距。曲梁的抗扭配筋 在立交桥的设计过程 中，桥梁的结构布局 应包 括抗扭箍筋 和抗扭纵筋 ，在配置箍筋 的同 应尽可能地 服从平面线形 ，因此各种 分又布局 时 ，必须同时配置 与曲梁轴线方 向平行 的抗扭 的曲线梁桥 不可避免地经常出现 。在结构设计 纵筋。 抗扭纵筋直径应不小于箍筋直径 ， 确定抗 中应充分考虑 曲线梁桥的力学特性。通过对曲 扭纵筋 数量后在 腹板箍 筋内侧 四周 均匀布置 ， 梁要素 的评 判 ， 合理地进行结 构简化 ， 用合 适 在支点附近需加密布置。 采 除此之外， 由于曲线预 的理论进行分析 。 应力 会对弯梁 内侧 的产生径向压力 ， 如不采取 ３ ． ２曲线 梁桥支承方式的选择 防崩裂措施， 可能会将箱梁腹板混凝土崩裂， 国 在支承形式上 ， 小半径 曲线梁桥通 常三种 外已出现此类事故。 因此， 必须在梁体腹板内 设 布置形式 ：全部采用抗扭支承两端设置抗扭支 置 防崩裂 的构造 钢筋 。 承， 中间设单支 点铰支承 ； 端设置抗 扭支 承 ， 两 ３ － 国现行 的桥 梁规范还未对 曲线梁桥 ６我 中间既有单支点铰 支承 ，又有抗扭支承 的混合 最大扭转变形作 出限制的规 定 式支承。下部 墩柱 当与支承形式相匹配。 经过对 几 座曲线梁桥破坏的分析，为保证 根据 相关研究 ，一般认为 ：对于宽桥 ｆ 其安 全 ， Ｂ ＞ 在设计 曲线 形梁桥时 ， 应对其在恒 载、 １ｍ的曲线 梁桥 ， ２】 由于荷 载及预 应力对 主梁 的 预应力 、 活载的最大扭转变形值加以控制 。 扭转作用小 ， 以及宽大主梁横 向稳定性的要求 ， ３ ． ７墩柱截面的合理选用 宜在 中墩处 采用具有抗扭较强的多柱或多支座 当采用墩柱与梁固结的支承形式时就必须 支承 方式 ； 对于窄桥和曲率半径 较小（ １ｍ，＜ 注意墩柱 的弯矩 变化 。在主梁的扭转变形过大 Ｂ ２ Ｒ ＜ ８－的曲线 梁桥 ， ０） ｎ 如匝道 桥 ， 由于荷载及预应力 的同时墩柱弯矩也很大（ 一般墩柱较矮） 的情况 对主梁的扭转作用大 ，一般在 中支座处可采取 下 ， 圆形截 面墩柱 固结是不经济的 。首先 ， 采用 单点支承 ， 通过放松的扭转约束 ， 达到减小箱梁 墩柱受力过 大配筋不易通过 ，仅仅加大墩柱直 扭转 内力 的 目的。 径， 会使墩柱刚度 增加很多 ， 在预应力径 向力作 ３ ． ３单点支承曲线梁桥偏心距 的选择 用下墩柱径向弯矩和在温度荷载作用下纵向弯 通过 中支点预偏心的办法 ，虽不能完全消 矩都会增加 ， 后的弯矩会更大 ， 合成 更不利于墩 除梁桥外扭 矩的作用 ， 可以改变外扭矩沿梁 柱受力。 但 跨的分 布 ， 取得合 理的设 计。在设置预偏心时 ， ４结语 除注 重调整主梁扭矩以外 ，也应充分考虑主梁 小半径 曲线梁 桥的设计计 算 比较复杂 ， 其 的扭转变形 。 确定偏心距的具体方法 可以为 ： 调 温度效应 、 预应力效应 、 的影响面加载都不 活载 整支座 预偏 心值 ，计算曲线梁在 白重及预应力 同于直线桥梁 的计算 。但 通过高精度 的有 限元 作用 下的扭 转角 ， 支点 和跨中截面的扭转角 分析计算 ，我们可 以较 为准确地掌握其结构的 使 接近 相等 （ 方向相 反 ）同时控 制各 截 面的 受力行 为。 一般 ， 针对其 不同于直线梁 的受力特点 ， 在 扭矩 ， 保证支座不产生脱空 ， 这样可将主梁 调整 设 计中采用相应 的有效措施 ， 是可 以设计 出较 到最佳平衡位置 。如果桥梁承担 的交通 量非常 为可靠 且经济适 用的曲线桥梁 的。 大， 也可以适 当考虑一部 分活载 的作用 。 参 考 文 献 ３ 预应力对 曲线梁桥 内力的影响 ４ ｆ杨兴 旺 大跨 度斜拉桥施 工全过程 非线性行为 １ ］ 从设计的角度 ， 具体来说 主要应采用 以下 研 究Ｄｌ 南交通 大学， ０ 年 ）西 ２ ７ ０ 的措施 ： 充分调整预应力筋 曲率 ； 曲线管道 之间 【吕建根 大跨度 索拱组合体 系非线性静动 办陛 ２ １ 为防止混凝士挤碎 应留有 足够的净间距 ， 力筋 能研 究 ｌ 南大学， ０ 年 湖 ２ ７ ０ 束尽量分散布置 ， 并保证力筋 的混凝土保 护层 【王会 利． 锚 式斜拉一 索协作体 系桥 结构性 ３ ］ 自 悬 厚度 ；局部板 的作用可能是实际造成开裂 的最 能分析 与试验研究嘲 ． 大连理工大学＇ ０ 年 ２ ７ ０ 重要的因素 ， 应特别注意腹板的 区域性作用。 计 算必须考虑预应力侧 向作 用 ， 向预张拉力假 侧 作者简 介 ： 杨世 荣（ ６ －男、 １ ９） 河南洛阳人 。 ９
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小半径曲线梁桥计算分析
摘要：针对曲线梁桥受力的复杂性采用空间梁单元法和梁格法对某一小半径弯桥进行建模计算，并对结果进行对比分析和总结，得出两种方法在设计计算中各自特点，可供工程技术人员设计时参考借鉴。
关键词:曲线梁桥；耦合扭矩；空间梁单元法；梁格法
abstract: based on the complexity of the curved girder bridges stress by spatial beam element method and a small radius of grillage method a curved bridge model calculation, and the results are analyzed and compared, it summarizes the two methods in the design and calculation of their own characteristics for the engineering and technical personnel design for reference.
keywords: curve beam bridge; coupling torque; space beam element method; grillage method
中图分类号：u448文献标识码：a 文章编号：
1 引言
随着我国交通运输事业的迅速发展以及城市化进程的加快，在公路互通和城市立交中运用曲线梁桥是实现交通联结的必要手段。
曲线梁桥可改善城市交通的紧张状况，有效解决周围环境的限制（例如地下管线、地下文物及沿街建筑干扰）,实现各方向交通道
路联接，从而节省投资，提高环境美观性和协调性。
相对于直线桥而言，小半径弯桥因受弯、扭耦合效应的影响，使其结构受力、支座反力以及挠度变形更为复杂，从而引起设计人员更大的关注。
2 弯梁桥受力特点及分析方法
曲线梁桥的受力特点主要有以下三点[1]：
(1)在外部荷载作用下，梁截面内产生弯矩的同时，必然伴随产生“耦合扭矩”，即所称的“弯-扭”耦合作用。
因此在曲线梁桥中，宜选用抗扭刚度较大的截面型式。
(2)在结构自重作用下，除支点截面以外，弯梁桥外边缘的挠度一般大于内边缘的挠度，而且曲线半径愈小这种差异愈严重。
(3)对于两端均由抗扭支座的弯梁桥，其外弧侧的支座反力一般大于内弧侧，曲率半径r较小时，内弧侧还可能出现负反力。
针对曲线梁桥受力特点，常用的斜弯桥空间结构分析方法有[2]：①空间梁单元法；②板壳元法；③三维实体元法；④梁格分析法。
空间梁单元法用一维空间梁单元对结构进行离散这种方法特点是能直接给出计算截面的内力和变形，但该方法主要按自由扭转理论进行分析，不能考虑截面翘曲和畸变，对于钢箱梁截面模拟就不太适用。
板壳单元和三维实体元法模型虽然可以完全模拟实际模型，考虑截面的畸变、翘曲，但输出的是单元节点的应力，不能直接用于强度计算，并且把各点的应力影响面重新合成为横截面的内力影响面，要另外附加大量工作，使得它几乎无可能在设计中应用，
只能用于板式梁桥和局部区域分析。
梁格法适应性好，可以考虑各种不规则支承条件和弯斜桥等形状不规则的桥梁。
它可以直接输出各主梁的内力，便于利用规范进行强度验算，整体精度能满足设计要求。
由于这个优点，使得该法成为计算曲线梁桥和其它平面形状特殊的梁式桥的唯一实用方法。
但是它对原结构进行了面目全非的简化，大量几何参数要预先计算准备，如果由计算者手工准备，不仅工作量大，而且人为偏差较难避免[3]。
因此，在小半径弯梁桥设计中一般采用空间梁单元法和梁格法进行计算分析，结构配筋和对比校核。
3 弯梁桥计算分析
3.1 桥梁结构概况
本工程为某一掉头匝道，其中一联4/zd~8/zd采用4×20m普通钢筋混凝土现浇梁，桥梁结构中线处于r=29.35m的圆弧段曲线上，上部结构采用1.4m单箱单室等高现浇箱梁，桥宽9.3m，悬臂宽度1.8m。
箱梁顶板厚0.25m，底板厚0.25m，跨中腹板厚0.45m，墩顶腹板厚0.6m，中支点和边支点腹板变化段为4m；中横梁宽度1.6m，端横梁宽度1.0m。
每跨桥梁跨中设置一道中隔板，隔板厚度为0.4m。
下部结构采用扩头式矩形桥墩，支承方式采用双支座，支座中心间距为3.8m。
支座中心线与结构中线间设向桥外弧侧0.15m偏心，6/zd 轴桥墩为固结桥墩。
3.2 结构计算模型及结果分析
3.2.1结构分析模型
为分析本匝道结构的弯矩、扭矩及剪力受力情况，采用midas civil2011计算软件分别使用空间梁单元法和梁格法对结构模型进行模拟，考虑结构自重、二期荷载、整体升降温、温度梯度、汽车荷载等外力对结构的影响。
（1）空间梁单元法采用三维空间梁单元模拟，共建90个节点，80个梁单元；端横梁、中横梁以及隔板自重按节点荷载进行施加。
支座节点与共面梁节点采用刚性连接。
计算模型见图1。
（2）梁格法将箱梁横断面按截面特性以腹板中线为准划分为2根纵梁，纵梁之间采用虚拟横梁和实际横梁连接模拟，共建164个节点，241个梁单元；端横梁、中横梁以及横隔板按实际结构建横梁单元连接。
支座节点与共面梁节点采用刚性连接。
对梁格中的纵梁和横梁的抗剪截面、抗扭惯性矩按照e.c.汉勃利讲述的剪力-柔性梁格分析方法[4]进行修正。
计算模型见图2。
图1 空间梁单元计算模型图2 梁格法单元计算模型
3.2.2计算结果分析
按照上述两种方法建立的计算模型进行结构计算分析，分别考虑在自重恒载和最大汽车荷载效应作用下，两种模型的支座反力、弯矩、剪力以及扭矩等效应对比分析，结果如下面表1、表2所示：
通过对计算结果列表对比分析，可以看出1）采用空间梁单元法计算所得的支座反力、顺桥向弯矩以及剪力与梁格法结果基本接近，两者计算相差在-6%~6%之间，在工程设计允许的差值范围之内，
因此在桥梁设计时对于同类型弯桥可以采用空间梁单元法方便准确的解决主要结构尺寸、支座约束形式、支座偏心位置以及抗弯承载力设计等问题。
2）采用空间梁单元法计算所得扭矩与梁格法结果虽然包络曲线趋势相同，但数值有一定的差距，两者计算相差在-14%~15%之间，因此在解决结构的腹板宽度、箍筋配筋设计以及结构剪扭承载力设计等问题时必须结合两种模型结果进行综合分析判断，而单纯采用空间梁单元法进行设计是偏不安全的。
4 结语
针对小半径曲线梁桥的受力特点，采用空间梁单元法和梁格法分析是目前结构设计的主要使用方法。
然而，这两种方法在模拟结构受力特点、建模难易程度以及计算结果上有所不同。
通过对某一小半径曲线梁桥采用两种不同模型计算对比分析，可以看出：在桥梁方案、初步设计阶段采用空间梁单元法能够解决主要结构尺寸、约束形式、抗弯设计等问题，大大减少工程计算量并保证计算精度要求；但是，在具体细化设计，尤其是关系到扭矩的腹板宽度、抗扭箍筋配置以及剪扭组合设计等问题时，必须结合采用梁格法进行复核设计，单采用空间梁单元法并不能很好模拟结构实际受力情况。
参考文献：
[1]邵旭东,顾安邦.桥梁工程[m].北京:人民交通出版社,2004.
[2]戴公连，李德建.桥梁结构空间分析设计方法与应用 [m].北京:人民交通出版社,2001.
[3]孙广华.如何用梁格法计算曲线梁桥[j]《桥梁》,2006年专刊第5期.
[4] e.c.汉勃利, 郭文辉译.桥梁上部构造性能 [m].人民交通出版社, 1982 年
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。