周念

（湖北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，湖北武漢 430000）

裝配式曲線梁橋的布孔要點(diǎn)

周念

（湖北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，湖北武漢 430000）

我國(guó)高速公路通過(guò)幾十年的發(fā)展，已進(jìn)入一個(gè)平穩(wěn)發(fā)展的時(shí)期，橋梁工程往往控制整個(gè)工程的難度和進(jìn)度，在這些橋梁工程中，中小跨徑橋梁占相當(dāng)大的比例，而中小跨徑的橋梁上一般采用裝配式構(gòu)件。上部結(jié)構(gòu)采用裝配式構(gòu)件在公路橋梁中占很大的比例，本文提出裝配式曲線橋橋梁上部構(gòu)件的處理辦法，指出各自適用范圍。

裝配式曲線梁橋 布孔方法 要點(diǎn)

我國(guó)高速公路通過(guò)幾十年的發(fā)展，已進(jìn)入一個(gè)平穩(wěn)發(fā)展的時(shí)期，橋梁工程往往控制整個(gè)工程的難度和進(jìn)度，在這些橋梁工程中，中小跨徑橋梁占相當(dāng)大的比例，而中小跨徑的橋梁上一般采用裝配式構(gòu)件。裝配式構(gòu)件的橋梁，其結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單，受力特點(diǎn)明顯，因此仍會(huì)在未來(lái)的橋梁建設(shè)中大量采用。公路橋梁的平面一般服從路線設(shè)計(jì)，橋梁往往處于平曲線上。從方便施工角度，本文探討一下裝配式曲線梁橋的布孔方式。

公路的平面是由若干平曲線、直線組成的。由于高速公路的平曲線半徑較大，采用“以折代曲”的布置方式完全能夠?qū)崿F(xiàn)在曲線橋上采用裝配式構(gòu)件。問(wèn)題在于如何使得這種以折代曲的方式能更好地模擬成曲線、并能更好地減少板梁長(zhǎng)度和角度的變化。

裝配式梁橋的結(jié)構(gòu)型式分簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)和先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)兩種。先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)在梁體的預(yù)制階段和簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)是相同的，只是在安裝就位后有一個(gè)體系轉(zhuǎn)換的過(guò)程。裝配式梁板的布置方法大體可分為平行法、徑向法。

1 徑向布置

徑向布置也稱做等角度布置，即各墩臺(tái)線與其半徑線（徑向線）的法線夾角相同。由徑向布置形成的橋梁，平面上看似一個(gè)扇形的橋梁。這種橋梁的主要特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。

（1）曲線半徑越小，同一跨內(nèi)最大板長(zhǎng)與最小板長(zhǎng)的差值越大，但板長(zhǎng)差值的百分比與橋梁跨徑無(wú)關(guān)。

（2）橋梁斜度越大，同一跨內(nèi)最大板長(zhǎng)與最小板長(zhǎng)的差值越大，但板長(zhǎng)差值的百分比與橋梁跨徑無(wú)關(guān)。

（3）橋梁寬度越大，同一跨內(nèi)最大板長(zhǎng)與最小板長(zhǎng)的差值越大，但板長(zhǎng)差值的百分比與橋梁跨徑無(wú)關(guān)。

（4）同一曲線半徑的橋梁各跨板端角度相同，各墩臺(tái)蓋梁的長(zhǎng)度相同。

徑向布置的橋梁，在同一曲線上時(shí)其各墩臺(tái)蓋梁的長(zhǎng)度是相同的。對(duì)于直線上的橋梁，其墩臺(tái)蓋梁的長(zhǎng)度可用L=K/cosφ表示，其中，L為墩臺(tái)蓋梁的斜向長(zhǎng)度，K為墩臺(tái)蓋梁的正向長(zhǎng)度，φ為橋梁斜度。

（5）板梁及墩臺(tái)種類的多少和橋梁的跨數(shù)無(wú)關(guān)。

采用徑向布置的橋梁，其板梁和墩臺(tái)的尺寸在各跨之間是完全一致的，和橋梁的跨數(shù)多少?zèng)]有關(guān)系。

對(duì)于裝配式的橋梁來(lái)說(shuō)，如何降低預(yù)制板梁長(zhǎng)度的不一致，板端角度的不一致對(duì)方便設(shè)計(jì)和施工是重要的。同時(shí)，也應(yīng)考慮到下部墩臺(tái)蓋梁長(zhǎng)度以及由此產(chǎn)生的柱間距是否相同，以減少設(shè)計(jì)和施工的繁瑣。

采用徑向布置的橋梁，僅在板梁的長(zhǎng)度上是有差別的，但各跨的板端角度、下部蓋梁的長(zhǎng)度都是相同的。即使板梁的長(zhǎng)度有差別，但也僅僅是橫橋向的差別，對(duì)縱向各跨來(lái)說(shuō)是一致的，因此應(yīng)用的范圍是較廣的。

2 平行布置

平行布置也稱做不等角度布置，即各墩臺(tái)線與其半徑線（徑向線）的法線的夾角不相同，但各墩臺(tái)線均平行。由平行布置形成的橋梁，兩端支撐邊的延長(zhǎng)線不會(huì)交于曲率中心，平面上看是一個(gè)類似扇形的橋梁。這種橋梁的主要特點(diǎn)有以下幾方面。

（1）預(yù)制板的長(zhǎng)度于斜度無(wú)關(guān)，與橋梁寬度無(wú)關(guān)。當(dāng)橋梁的曲線半徑確定后，預(yù)制板梁的長(zhǎng)度即確定，而且這個(gè)數(shù)值不會(huì)隨橋梁的斜度變化，不會(huì)隨橋梁寬度變化。其每塊板梁的夾角與相應(yīng)斜度的差值亦為一定值。

（2）預(yù)制板梁的長(zhǎng)度，和曲線半徑的大小無(wú)關(guān)。無(wú)論曲線半徑多大，預(yù)制板梁的長(zhǎng)度基本上都是一定值，其影響值僅是由于弧弦差帶來(lái)的。如在半徑R=250m時(shí)，13m跨徑的預(yù)制板長(zhǎng)為12.959，16m跨徑的預(yù)制板長(zhǎng)為15.957僅和標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制板長(zhǎng)分別相差0.00lm、0.003m。當(dāng)半徑R=500m及以上時(shí)，差值更是在毫米位后了，并且這個(gè)規(guī)律不隨跨數(shù)的多少發(fā)生改變。

（3）曲線半徑越小，墩臺(tái)蓋梁的長(zhǎng)度差值越大。曲線半徑越小，相鄰跨墩臺(tái)蓋梁的長(zhǎng)度的差值越大。

（4）橋梁斜度越大，墩臺(tái)蓋梁的長(zhǎng)度差值越大。在同一曲線半徑、同一跨徑、同一橋梁斜度下，橋梁斜度越大，相鄰墩臺(tái)蓋梁長(zhǎng)度的差值越大。

（5）橋梁寬度越大，墩臺(tái)蓋梁的長(zhǎng)度差值越大。

在同一曲線半徑、同一跨徑、同一橋梁斜度下，橋梁寬度越寬，相鄰墩臺(tái)蓋梁長(zhǎng)度的差值越大，但基本呈線形增長(zhǎng)。

（6）橋梁跨數(shù)越多，上部板梁的角度及下部墩臺(tái)蓋梁的種類越來(lái)越多。隨著橋梁跨數(shù)的增多，各跨的上部板梁的角度、各墩臺(tái)蓋梁長(zhǎng)度、角度的差別越來(lái)越大。

采用平行布置的橋梁，每跨內(nèi)橫橋向各板梁的板端角度、長(zhǎng)度都是相同的，各墩臺(tái)的長(zhǎng)度和角度上是有差別的，各跨板梁的長(zhǎng)度是相同的但角度是有差別的，隨著跨數(shù)的增多，這種差別越來(lái)越大，上部板梁角度及下部墩臺(tái)的種類也越來(lái)越多。

3 各種方式建議的適用范圍

對(duì)于采用徑向布置的橋梁來(lái)說(shuō)，當(dāng)最大板長(zhǎng)及最小板長(zhǎng)相差在2%以內(nèi)時(shí)，由板的計(jì)算跨徑不同引起構(gòu)件內(nèi)力變化是可以忽略的，其板長(zhǎng)可以通過(guò)構(gòu)造處理措施（增加板長(zhǎng)或調(diào)整封錨厚度等）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于板長(zhǎng)差相差在2%以上時(shí)，由于其計(jì)算跨徑對(duì)板的內(nèi)力產(chǎn)生的影響較大，應(yīng)按不同板長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算、配筋。在這種情況下，采用裝配式的簡(jiǎn)支空心板就顯得很不方便，失去了裝配式橋梁的優(yōu)點(diǎn)，建議采用整體澆筑的構(gòu)件。

對(duì)于采用平行布置的橋梁來(lái)說(shuō)，橋梁跨數(shù)不宜超過(guò)4跨。否則，無(wú)論對(duì)上部梁板還是下部墩臺(tái)，設(shè)計(jì)及施工都是繁瑣的。

以上討論是簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)的橋梁，對(duì)于先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的橋梁來(lái)說(shuō)，由于墩頂現(xiàn)澆段的存在（一般均大于0.5m），因此使得板梁采用徑向布置的可能性大于平行布置。這是因?yàn)?，采用徑向布置的板梁雖然板梁的長(zhǎng)度不等，但在預(yù)制板梁時(shí)完全可以采用相同尺寸進(jìn)行預(yù)制，其板梁間的差值可以由墩頂現(xiàn)澆段的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，并且下部墩臺(tái)的種類完全一致，降低了設(shè)計(jì)和施工的難度。需要注意的是，應(yīng)按上述簡(jiǎn)支梁的思路進(jìn)行分析，確定墩頂現(xiàn)澆段的縱向最大、最小長(zhǎng)度，以滿足墩頂現(xiàn)澆段施工。

4 結(jié)語(yǔ)

建議對(duì)先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的橋梁，按徑向法進(jìn)行布置，通過(guò)墩頂現(xiàn)澆段長(zhǎng)度的控制確定上部板梁的種類，最大限度地減少預(yù)制板梁的種類，方便設(shè)計(jì)和施工。

需要注意的是，曲線梁和直線梁在受力上是不同的，曲線梁的彎矩和剪力不僅由荷載的豎向力效應(yīng)引起，而且也由荷載的扭矩效應(yīng)引起，但扭矩效應(yīng)所占比例很小。因此當(dāng)采用閉口截面的空心板、實(shí)心板截面時(shí)，可按直線梁的截面取，其抗彎、抗扭強(qiáng)度一般都能滿足要求；但采用肋板式截面（T梁），則其肋板厚（主要是在支點(diǎn)附近的肋板厚）必須大大增加。