張德宣

（蘇州同尚工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，江蘇 蘇州 2 15021）

淺析中小跨徑曲線簡(jiǎn)支梁橋的平面設(shè)計(jì)

張德宣

（蘇州同尚工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，江蘇 蘇州 2 15021）

城市橋梁設(shè)計(jì)中，由于各方面因素的制約，有部分橋梁位于道路曲線段上，給設(shè)計(jì)與施工造成了一定的不便。作為城市建設(shè)中較為常見的簡(jiǎn)支梁橋，如何能在控制建設(shè)成本、縮短工期、施工簡(jiǎn)單的前提下采用最優(yōu)的平面設(shè)計(jì)，通過具體工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了幾種道路曲線段上中小跨徑簡(jiǎn)支梁橋的平面設(shè)計(jì)方法，既滿足橋梁規(guī)范要求，而且施工便利，有效節(jié)約了工程的建設(shè)成本

簡(jiǎn)支梁橋；平分中矢法；平面設(shè)計(jì)

0 引 言

隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，尤其是近年來高速公路、城市立交和高架道路的日益增多，斜橋和彎橋得到了越來越廣泛的應(yīng)用[1]。

作為在城市橋梁設(shè)計(jì)中常見的中小跨徑簡(jiǎn)支梁橋，是梁式橋中應(yīng)用最早，使用最廣泛的一種橋型[1]。但是由于各方面客觀因素的制約，有些橋梁設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的道路線形為曲線段，本文通過具體的工程實(shí)例分析，詳細(xì)介紹了幾種橋梁平面設(shè)計(jì)方法，既能滿足規(guī)范要求，而且施工便利、節(jié)約成本，有力的支援了我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展。

1 彎橋設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

針對(duì)位于曲線段上的中小跨徑簡(jiǎn)支梁橋，平面設(shè)計(jì)主要有以下兩種概念：

1.1 彎橋直做

彎橋直做，顧名思義，就是在道路曲線段上，仍然采用直線橋梁的設(shè)計(jì)方法，上部簡(jiǎn)支板梁采用直線梁，下部墩臺(tái)也采用直線墩臺(tái)。主要適用于道路平曲線半徑較大的情況，可與橋梁兩側(cè)道路線形基本銜接順暢，既不增加施工難度，也控制了建設(shè)成本、節(jié)約工期，簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)一般在單跨、多跨小橋中較為常見。

1.2 彎橋彎做

當(dāng)由于道路線形、跨徑大小等客觀因素導(dǎo)致無法采用簡(jiǎn)易可行的彎橋直做方法時(shí)，彎橋彎做也是切實(shí)可行的一種平面設(shè)計(jì)方法，即在道路曲線段上，仍然采用彎橋的設(shè)計(jì)方法，上部簡(jiǎn)支板梁采用曲線梁，下部墩臺(tái)采用直線墩臺(tái)，特殊情況下也可采用曲線墩臺(tái)。主要適用于道路平曲線半徑較大的情況，可與橋梁兩側(cè)道路線形吻合，更為美觀大方，但是施工有一定的難度，需要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)線形通過坐標(biāo)、樁號(hào)準(zhǔn)確定位，建設(shè)成本較高、施工工期也略長(zhǎng)，而且會(huì)壓縮河道寬度，簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)一般在單跨、多跨中橋中較為常見。

2 橋梁平面設(shè)計(jì)方法分析

2.1 彎橋直做設(shè)計(jì)方法

2.1.1 平分中矢法

平分中矢法是彎橋直做設(shè)計(jì)中最常見的一種方法，針對(duì)道路中心線為圓曲線，由于設(shè)計(jì)的是直線橋梁，橋梁的設(shè)計(jì)中心線與道路設(shè)計(jì)中心線并不吻合，在橋梁跨徑中心線位置，橋梁中心線與道路中心線的存在著矢距D。因此，當(dāng)車輛通過時(shí),會(huì)存在一片梁受力較大、另一片梁受力較小的情況，為了使得兩片梁受力平衡，將橋梁沿著法線方向平移D/2，使得跨徑中心線處的偏距與背墻邊緣線處的偏距相同，見圖1。平分中矢法適用于矢距D≤10 cm的中小跨徑橋梁。

實(shí)例介紹：太倉(cāng)市璜涇鎮(zhèn)湘楊路羅家塘橋，橋配跨形式為3×10 m，右偏角70°，橋梁全寬8 m。上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板梁，橋面連續(xù)，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁位于R=2 550 m的圓曲線平面上，布設(shè)跨徑后計(jì)算，矢距D=4.4 cm，符合平分中矢法彎橋直做的設(shè)計(jì)原則，故設(shè)計(jì)時(shí)將橋梁結(jié)構(gòu)整體平移D/2=2.2 cm，具體平面設(shè)計(jì)見圖2。

圖1 平分中矢法示意圖

圖2 羅家塘橋平面布置示意圖

由圖2中可以看出，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)橋梁設(shè)計(jì)中心線采用了樁號(hào)、坐標(biāo)雙控，并結(jié)合樁位坐標(biāo)表，可以便于施工單位施工前進(jìn)行復(fù)核，準(zhǔn)確定位放樣，與道路順暢連接。

2.1.2 增加寬度法

橋梁平面設(shè)計(jì)中如果矢距過大時(shí)，而又由于特殊情況無法采用其它彎橋設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用增加橋梁寬度的方法，能夠較為有效的簡(jiǎn)化施工、縮短工期，見圖3。

圖3 增加寬度法示意圖

實(shí)例介紹：興化市沙王線朱復(fù)橋，橋配跨形式為1×10 m，橋梁加寬后凈寬9 m。上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁位于R=65 m的圓曲線平面上，道路寬度為8 m，由于道路平曲線半徑較小，且工期緊張，經(jīng)與業(yè)主溝通后采用了比較實(shí)用的增加寬度法設(shè)計(jì)，見圖4。

由圖4中可以看出，采用增加寬度法的設(shè)計(jì)原則是不壓縮道路的寬度，本次設(shè)計(jì)橋梁凈寬為9 m，而道路寬度為8 m，僅需要增加1 m也就是常用的一塊空心板梁的寬度即可，所費(fèi)成本不高，有效降低了施工難度、縮短工期。

2.2 彎橋彎做設(shè)計(jì)方法

圖4 朱復(fù)橋平面設(shè)計(jì)圖（單位:cm）

2.2.1 徑向布孔法

徑向布孔法也是彎橋設(shè)計(jì)中最常見的一種方法，是以道路中心圓曲線的圓心為基點(diǎn)，分別向跨徑分孔線引出法線，橋梁墩臺(tái)結(jié)構(gòu)的軸線方向就是對(duì)應(yīng)的法線方向，見圖5。

圖5 徑向布孔法示意圖

實(shí)例介紹：阜陽(yáng)市S202省道下穿京九鐵路公路順接橋，橋配跨形式為3×13 m，橋梁全寬18 m。上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、重力式橋臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁位于R=500 m的圓曲線平面上，該橋跨越河道無通航要求，故采用了徑向布孔法進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，見圖6。

圖6 公路順接橋板梁平面布置圖（單位:cm）

由圖6中可以看出，采用徑向布孔法進(jìn)行橋梁平面設(shè)計(jì)，整體結(jié)構(gòu)與道路現(xiàn)形相吻合，且墩臺(tái)軸線方向均為圓弧線的法線方向，墩臺(tái)橫向尺寸一致，僅上部空心板梁為曲線梁，施工時(shí)需要嚴(yán)格按照長(zhǎng)邊、短邊尺寸、圓弧半徑進(jìn)行精確預(yù)制。

2.2.2 平行布孔法

橋梁平面設(shè)計(jì)中矢距D＞10 cm時(shí)，且橋梁為斜交的斜彎橋時(shí)，可采用平行布孔法，即橋梁墩臺(tái)軸線相互平行，但是每個(gè)墩臺(tái)的尺寸均不一樣，上部板梁結(jié)構(gòu)可以通過折線法劃分，每孔范圍內(nèi)板梁角度均不一樣，橋梁兩側(cè)曲線通過邊板懸臂進(jìn)行調(diào)整，對(duì)后續(xù)施工具有一定的技術(shù)要求，板梁預(yù)制、下部墩臺(tái)施工均需準(zhǔn)確定位，見圖7。

圖7 平行布孔法示意圖

實(shí)例介紹：蘇州市相城區(qū)康陽(yáng)新村區(qū)間聯(lián)接橋，橋配跨形式為3×8 m，橋梁全寬15.5 m。上部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板梁，橋面連續(xù)，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、重力式橋臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。該橋?yàn)樾苯粯蛄海椅挥谌丝诿芗木用裥^(qū)，對(duì)橋梁外觀也有一定的景觀要求，故采用平行布孔法，保證橋梁結(jié)構(gòu)與道路線形相吻合，見圖8。

圖8 區(qū)間聯(lián)接橋板梁平面布置圖（單位:cm）

由圖8中可以看出，本橋平面設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵在于采用折線法劃分板梁，每一孔板梁長(zhǎng)度均為7.96 m的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，僅板梁斜交角度不一樣，兩側(cè)圓弧線形通過邊板懸臂來調(diào)整。墩臺(tái)軸線相互平行，從而伸縮縫寬度也是定值，但是每個(gè)墩臺(tái)橫向尺寸均不一樣，設(shè)計(jì)施工時(shí)需特別注意。

3 設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)分析

（1）首先根據(jù)道路圓曲線半徑大小、矢距大小來確定橋梁平面設(shè)計(jì)的原則，如果矢距D≤10 cm，在橋梁總長(zhǎng)不大的前提下，考慮采用平分中矢法彎橋直做；

（2）當(dāng)圓曲線半徑較小從而導(dǎo)致矢距D偏大時(shí)，可以考慮采用徑向布孔法來設(shè)計(jì)橋梁平面，前提條件是河道寬度較小、不考慮通航；

（3）如果存在工期較緊張，橋梁位于較為偏僻對(duì)外形美觀不是很注重或業(yè)主建設(shè)經(jīng)費(fèi)較為充裕等客觀情況，可以直接增加橋梁寬度，采用寬橋窄路的做法，但是后期需要在橋梁兩側(cè)設(shè)置寬橋窄路警示標(biāo)牌；

（4）采用平行布孔法設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的標(biāo)高、樁號(hào)、坐標(biāo)的定位，做到嚴(yán)格把關(guān)，并在后續(xù)施工時(shí)與施工單位及時(shí)交流，保證工程的順利完成。

4 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行中小跨徑的曲線簡(jiǎn)支梁平面設(shè)計(jì)時(shí)，需結(jié)合道路線形、地質(zhì)概況、河道寬度、斜交角度、施工的難易程度、業(yè)主及專家等各方面的綜合意見，并通過對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地踏勘，選取最優(yōu)的橋梁平面設(shè)計(jì)方案，既做到美觀大方，又能契合工程實(shí)際情況，施工便捷，節(jié)約造價(jià)。

[1]范立礎(chǔ).橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]JTG D60-2015,公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].

U448.21+7

B

1009-7716（2017）01-0068-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.01.019

2016-10-20

張德宣（1983-），男，江蘇鹽城人，工程師，從事橋梁設(shè)計(jì)工作。