淺析中小跨徑曲線簡支梁橋的平面設計

張德宣

（蘇州同尚工程設計咨詢有限公司，江蘇 蘇州 2 15021）

淺析中小跨徑曲線簡支梁橋的平面設計

張德宣

（蘇州同尚工程設計咨詢有限公司，江蘇 蘇州 2 15021）

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

簡支梁橋；平分中矢法；平面設計

0 引 言

隨著交通運輸事業的發展，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用[1]。

作為在城市橋梁設計中常見的中小跨徑簡支梁橋，是梁式橋中應用最早，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，有些橋梁設計范圍內的道路線形為曲線段，本文通過具體的工程實例分析，詳細介紹了幾種橋梁平面設計方法，既能滿足規范要求，而且施工便利、節約成本，有力的支援了我國交通事業的發展。

1 彎橋設計簡述

針對位于曲線段上的中小跨徑簡支梁橋，平面設計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計方法，上部簡支板梁采用直線梁，下部墩臺也采用直線墩臺。主要適用于道路平曲線半徑較大的情況，可與橋梁兩側道路線形基本銜接順暢，既不增加施工難度，也控制了建設成本、節約工期，簡支梁設計一般在單跨、多跨小橋中較為常見。

1.2 彎橋彎做

當由于道路線形、跨徑大小等客觀因素導致無法采用簡易可行的彎橋直做方法時，彎橋彎做也是切實可行的一種平面設計方法，即在道路曲線段上，仍然采用彎橋的設計方法，上部簡支板梁采用曲線梁，下部墩臺采用直線墩臺，特殊情況下也可采用曲線墩臺。主要適用于道路平曲線半徑較大的情況，可與橋梁兩側道路線形吻合，更為美觀大方，但是施工有一定的難度，需要對橋梁結構線形通過坐標、樁號準確定位，建設成本較高、施工工期也略長，而且會壓縮河道寬度，簡支梁設計一般在單跨、多跨中橋中較為常見。

2 橋梁平面設計方法分析

2.1 彎橋直做設計方法

2.1.1 平分中矢法

平分中矢法是彎橋直做設計中最常見的一種方法，針對道路中心線為圓曲線，由于設計的是直線橋梁，橋梁的設計中心線與道路設計中心線并不吻合，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，當車輛通過時,會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。

實例介紹：太倉市璜涇鎮湘楊路羅家塘橋，橋配跨形式為3×10 m，右偏角70°，橋梁全寬8 m。上部結構采用預應力混凝土簡支空心板梁，橋面連續，下部結構采用柱式墩、臺，鉆孔灌注樁基礎。橋梁位于R=2 550 m的圓曲線平面上，布設跨徑后計算，矢距D=4.4 cm，符合平分中矢法彎橋直做的設計原則，故設計時將橋梁結構整體平移D/2=2.2 cm，具體平面設計見圖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，設計時對橋梁設計中心線采用了樁號、坐標雙控，并結合樁位坐標表，可以便于施工單位施工前進行復核，準確定位放樣，與道路順暢連接。

2.1.2 增加寬度法

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

圖3 增加寬度法示意圖

實例介紹：興化市沙王線朱復橋，橋配跨形式為1×10 m，橋梁加寬后凈寬9 m。上部結構采用預應力混凝土簡支空心板梁，下部結構采用柱式臺，鉆孔灌注樁基礎。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，經與業主溝通后采用了比較實用的增加寬度法設計，見圖4。

由圖4中可以看出，采用增加寬度法的設計原則是不壓縮道路的寬度，本次設計橋梁凈寬為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，所費成本不高，有效降低了施工難度、縮短工期。

2.2 彎橋彎做設計方法

圖4 朱復橋平面設計圖（單位:cm）

2.2.1 徑向布孔法

徑向布孔法也是彎橋設計中最常見的一種方法，是以道路中心圓曲線的圓心為基點，分別向跨徑分孔線引出法線，橋梁墩臺結構的軸線方向就是對應的法線方向，見圖5。

圖5 徑向布孔法示意圖

實例介紹：阜陽市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。上部結構采用預應力混凝土T梁，下部結構采用柱式墩、重力式橋臺，鉆孔灌注樁基礎。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行平面設計，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，采用徑向布孔法進行橋梁平面設計，整體結構與道路現形相吻合，且墩臺軸線方向均為圓弧線的法線方向，墩臺橫向尺寸一致，僅上部空心板梁為曲線梁，施工時需要嚴格按照長邊、短邊尺寸、圓弧半徑進行精確預制。

2.2.2 平行布孔法

橋梁平面設計中矢距D＞10 cm時，且橋梁為斜交的斜彎橋時，可采用平行布孔法，即橋梁墩臺軸線相互平行，但是每個墩臺的尺寸均不一樣，上部板梁結構可以通過折線法劃分，每孔范圍內板梁角度均不一樣，橋梁兩側曲線通過邊板懸臂進行調整，對后續施工具有一定的技術要求，板梁預制、下部墩臺施工均需準確定位，見圖7。

圖7 平行布孔法示意圖

實例介紹：蘇州市相城區康陽新村區間聯接橋，橋配跨形式為3×8 m，橋梁全寬15.5 m。上部結構采用鋼筋混凝土簡支板梁，橋面連續，下部結構采用柱式墩、重力式橋臺，鉆孔灌注樁基礎。該橋為斜交橋梁，且位于人口密集的居民小區，對橋梁外觀也有一定的景觀要求，故采用平行布孔法，保證橋梁結構與道路線形相吻合，見圖8。

圖8 區間聯接橋板梁平面布置圖（單位:cm）

由圖8中可以看出，本橋平面設計中的關鍵在于采用折線法劃分板梁，每一孔板梁長度均為7.96 m的標準長度，僅板梁斜交角度不一樣，兩側圓弧線形通過邊板懸臂來調整。墩臺軸線相互平行，從而伸縮縫寬度也是定值，但是每個墩臺橫向尺寸均不一樣，設計施工時需特別注意。

3 設計關鍵點分析

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

（2）當圓曲線半徑較小從而導致矢距D偏大時，可以考慮采用徑向布孔法來設計橋梁平面，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外形美觀不是很注重或業主建設經費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設置寬橋窄路警示標牌；

（4）采用平行布孔法設計時，一定要注意各個關鍵節點的標高、樁號、坐標的定位，做到嚴格把關，并在后續施工時與施工單位及時交流，保證工程的順利完成。

4 結語

在進行中小跨徑的曲線簡支梁平面設計時，需結合道路線形、地質概況、河道寬度、斜交角度、施工的難易程度、業主及專家等各方面的綜合意見，并通過對工程現場進行實地踏勘，選取最優的橋梁平面設計方案，既做到美觀大方，又能契合工程實際情況，施工便捷，節約造價。

[1]范立礎.橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]JTG D60-2015,公路橋涵設計通用規范[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，從事橋梁設計工作。