淺議小半徑曲線箱梁橋設(shè)計要點

1、淺議小半徑曲線箱梁橋設(shè)計要點摘要：在小半徑曲線箱梁橋的設(shè)計中，經(jīng)常會遇到這樣那 樣的設(shè)計問題，這些問題我們都容易忽視，但是他在設(shè)計中 又不可缺少。本文通過工程實例，介紹了在小半徑曲線箱梁 設(shè)計中，需要注意的三個要點，以及如何進(jìn)行設(shè)計和復(fù)核。關(guān)鍵詞：小半徑曲線箱梁 跨間橫隔板 鋼束防崩 最 小保護(hù)層隨著城市的飛速發(fā)展，初期的交通形勢已經(jīng)不能緩解日 益嚴(yán)重的交通壓力，在這樣的狀況下，高架橋、立交橋等交 通型式孕育而生。立交橋的型式多種多樣，而匝道設(shè)計也是 立交設(shè)計中的重要一環(huán)。匝道橋基本上均位于曲線上，由于 地形限制，城市橋梁美觀需要等等原因，匝道的曲線半徑很 小，墩柱多采用獨柱墩。這就不可避免給

2、設(shè)計帶來一定的難 度，本文就工程實例，就小半徑曲線箱梁設(shè)計需要注意的要 點加以討論。一. 工程概況渤海大道（一期）大魏家立交工程，設(shè)計荷載為公路一1 級，溫度荷載為+3（tc、-20°c,環(huán)境為iii類環(huán)境，設(shè)計時速 主線100km/h,匝道40km/h,橋面鋪裝0.17m。g、h匝道上部結(jié)構(gòu)為20m+20m+20m三跨一聯(lián)普通鋼筋混 凝土箱梁，曲線半徑為65mo主梁為單箱單室結(jié)構(gòu)，具體截 面尺寸見箱梁橫斷面圖a。f匝道由于上跨主路，故此凈空有一定要求，橋梁上部 結(jié)構(gòu)采用32m+36m+3加三跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，曲線半 徑為185m。主梁結(jié)構(gòu)為單箱雙室，具體截面尺寸見箱梁斷面 圖

3、bo二. 設(shè)計中需要注意的要點與計算方法1在剛剛接觸和對規(guī)范不熟悉的設(shè)計人員中，很容易忽 略一個常見但是必須要注意的設(shè)計要點。在內(nèi)半徑小于240m 的彎箱梁設(shè)計中，箱梁應(yīng)在跨徑之間設(shè)置跨間橫隔板。設(shè)置 跨間橫隔板，可以增大橫向剛度，提高箱梁的抗扭慣性矩。對于鋼筋混凝土箱梁而言，需要設(shè)置的跨間橫隔梁的間 距不應(yīng)大于10叫 對于本工程而言，g、h匝道為20m等跨徑 箱梁，故此設(shè)計人員在跨中設(shè)置了一道05ni的跨中橫隔板。而針對預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁則需要經(jīng)過結(jié)構(gòu)分析確定，對于f匝道箱梁，通過midas,對箱梁進(jìn)行抗扭驗算，得出結(jié) 論只需在跨中設(shè)置一道0. 5ni橫隔梁即可。2在曲線箱梁設(shè)計中，需要注意重

4、中之重的要點是防止 支座脫空。半徑越小的箱梁橋，發(fā)生支座脫空的可能性越大。g、h匝道設(shè)計半徑為65m,由于采用獨墩設(shè)計故此，支 座間距為2.3mo若按對稱布置支座，即支座距梁中心線1. 15mo通過midas進(jìn)行梁格法計算，得到由恒載（包含收縮徐變）、汽車活載（系數(shù)1.4）.溫度荷載（系數(shù)1.0）.支 座沉降（系數(shù)0.5）所引起的邊支點支座反力見表一：由表一中的內(nèi)力組合可以看出，在不設(shè)置預(yù)偏心的情況 下，邊支點內(nèi)側(cè)支座與外側(cè)支座承受的荷載差值較大，若半 徑繼續(xù)變小就會導(dǎo)致內(nèi)側(cè)支座脫空。為了統(tǒng)一支座規(guī)格，使 支座及支座處箱梁受力均勻，同時也為防止意外事故導(dǎo)致支 座脫空，故此本匝道橋再設(shè)計中，邊支

5、點設(shè)置了向曲線外側(cè) 0.25m的預(yù)偏心，所得支座反力見表二：有表二中的內(nèi)力組合可以看出，適當(dāng)?shù)脑O(shè)置支座預(yù)偏 心，可以很好地防止支座脫空，并使結(jié)構(gòu)受力更趨于合理化。3在小半徑曲線箱梁橋的設(shè)計中，除應(yīng)考慮上述因素 外，還應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力混凝土鋼束側(cè)向崩出問題。f匝道設(shè)計 半徑為185m,鋼束型號17根sl5. 2面積0. 00238 m2o波 紋管外邊緣到7.35cm,控制張拉應(yīng)力1302mpa,混凝土型號 c50,當(dāng)混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度100%時開始張拉。利用微積分原理推論得出的結(jié)論，與孫廣華老師在曲 線梁橋計算一書中給出計算局部鋼束段沖切力公式是相一 致的。計算沖切力：q=klk2f/r=67k

6、n （跨中附近）本橋沒有設(shè)置抗沖切鋼筋，由公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力 混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（jtg d62-2004） 5. 6. 1式計算的抗沖 切強度：抗沖切強度：（0.7bhftd+0. 15opc, m） umh0=210kn （跨中附近）由計算結(jié)果可以看出，本橋抗沖切強度滿足要求。若計 算不滿足抗沖切強度要求時，需要設(shè)置抗沖切鋼筋。再根據(jù) 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（jtgd62-2004）式 5. 6.2-1、5.6.2-2、5. 6. 2-3 進(jìn)行復(fù)核計算。由公式5.6. 2-1. 5.6. 2-2. 5. 6. 2-3即使設(shè)置了抗沖切鋼筋，但是預(yù)應(yīng)力保護(hù)層厚度不能滿足時

7、，也同樣存在安全 隱患，所以在小半徑預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁設(shè)計過程中，除需要 滿足抗沖切強度要求外，還需要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土最小保護(hù) 層厚度的計算。由計算可以看出，本橋需設(shè)置的最小保護(hù)層厚度，只需 要滿足各類環(huán)境下直線管道的最小保護(hù)層厚度即可。三. 結(jié)束語 通過上述工程實例的計算過程，可以得出，在小半徑曲線箱梁橋的設(shè)計過程中，要時刻注意跨中橫隔板的設(shè)置，同 時驗算支座是否存在脫空現(xiàn)象，一旦兩個支座反力相差較大 時，應(yīng)設(shè)置一定得預(yù)偏心，是結(jié)構(gòu)受力更加趨于合理化。而 在預(yù)應(yīng)力箱梁橋中，還應(yīng)防止混凝土鋼束側(cè)向崩出破壞，及 驗算預(yù)應(yīng)力管道的最小保護(hù)層厚度。只有我們在設(shè)計過程中 考慮的更加全面，才能使我們設(shè)計的橋梁更加的安全適用。參考文獻(xiàn)1 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng) 力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(jtg d62-2004)北京：人民交通 出版社，20042 孫廣華曲線