曲线上桥梁的布置方法
1 布置原则
曲线上的桥梁采用直线或折线布置法,其主要思想是将桥面结构( 防撞墙 、防护栏、行车道等 )现浇成相应 曲线线形 ,适当增加上部梁板的宽度,使之在桥宽范围内将曲线的桥面结构“包住”。同时要考虑设计施工的简便 以及桥梁的适用性 、经济性和美观性的要求。因一般加宽值不大 ,所以通常采用加宽上部梁板的翼缘的方式来加宽桥面。
2 直线布置
直线布置法是指适 当增加上部结构宽度,将全桥按直线桥修建的方法(见图 1 图中左右幅各孔桥面正宽相同)。
一
般全桥以桥中心桩号处平曲线的切线方向为轴线(如桥梁的斜交角度较大,轴线的方向可以调整),墩台平行布置。其特点是全桥各孔的上部梁板、下部盖梁等主体部分完全相同。确定了桥轴线后,全桥的设计与施工基本与直线桥相同,十分方便。采用此种设计方法 ,在设计中需解决 的主要 问题是上部梁板的加宽值的确定、桥轴线的确定、桥面构造与上部梁板边缘距离、各部位标高的计算。而且,由于墩台平行布置 ,而路 中心线为 曲线 ,在桥台处桥梁轴线与路中心线有一定的偏角 ,还应考虑耳墙与路肩的衔接 、桥头搭板的宽度及相对于桥 台的位置等问题。还应注意的是,对于双幅桥来说,曲线内侧桥所需的加宽值大于曲线外侧的加宽值,为便于设计和施工,通常左右幅桥采用相同的加宽值。并将曲线外侧桥向曲线内侧移动,使桥宽的多余部分移至中央分隔带不易被人所见处 ,以避免在 曲线外侧锐角处产生一个较大的外露部分,影响桥梁的美观。
3 折线布置
折线布置法是指将上部梁板按各墩台间的弦线方向布置 ,每孔上部结构相对于上一孔偏转一定角度 ,全桥上部结构呈折线形。折线布置法的上部梁板是在一孔的范围内加宽 ,所以其加宽值 比在全桥范围内加宽的直线布置法小。由于折线 布置方 式较 好的适应 了曲线 的变化 ,其适用范围也较广泛,可应用 于桥长较长、曲线半径较小、斜度较大等直线布置法不适合的情况。折线布置法可分为两种 :墩台平行法和墩 台径向法。
3.1 墩台平行 法
顾名思义 ,此方法 中各墩 台平行布置(见图 2 ,图中左右幄各孔桥面正宽相同)。
由于各墩 台轴线互相平行 ,而每孔上部结构相对于上一孔偏转一定角度,所以在每一孔内各个梁板的长度和斜度相 同,而各孔 问梁板加宽值和斜度却不同,各墩台盖梁的长度也不同。采用这种设计方法 ,在设计 中需解决 的主要问题是上部梁板加宽值的确定、各孔间不同斜度的上部梁板和各墩台不同长度盖梁的设计。本着简化设计和方便施工 的原则 ,可将上部梁板的加宽值按最大者取为一致。如果桥孔数较少,斜度较小时,全桥也可采用相同斜度的梁板。这时,虽然由于梁板的斜度与墩台的斜度不同,各梁板端部之间会产生锯齿形交错,但仍可满足两孔梁板之间的施工缝要求 。同时还应注意把桥跨中心处墩的斜度作为上部梁板 的斜度,这样可 以减少两侧桥台斜度与上部梁板斜度 的差异 。对于盖梁 ,也可以选择与路中心线夹角最大的墩台盖梁 ,即最长 的盖梁的长度,作为各墩台统一的盖梁长度。但这样确定盖梁位置的计算就比较繁琐 。值得注意的是 ,虽然这种布置方法的适用范围较直线布置法要广 ,但如果桥长 、曲线半径 、斜度超过一定限度时,会使桥台处上部梁板的斜度过大,超过合理的范围。
3.2 墩台径 向法
这种布置方法是指墩台布置时 ,其轴线与路中心线法线方 向的夹 角不变 ,即各墩 台轴线 不平行(见图 3 ,图中左右幅各孔桥面正宽相同)。
由于各墩台轴线互相不平行 ,所 以一孔内各个梁板的长度不相 同。而且梁板 两端 的端 面也不 平行,特别是在梁板较宽、斜度较大时,在设计上必须加 以处理。但 又因为各墩台轴线与路中心线法线方向的夹角不变,对曲线为圆曲线来说 ,则各孔间相应位置梁板的长度是相 同的,而且下部 的盖梁长度也
相同。采用这种设计方法 ,在设计 中需解决 的主要 问题是上部梁板的加宽值的确定和一孔内各个不同长度梁板的设计 。由于各墩台轴线与路中心线法线方向的夹角不变,即上部梁板的斜度不变 ,所 以这种方法可 以适用与桥长长、半径小、斜度大的桥梁,适用范围最广。折线布置法中两种下部结构的布置方式的适用范围相近 ,但又各有优缺点。若路线 曲线为圆曲线 ,对上部结构而言 ,墩台平行法中每一孔 内各个梁板的长度和斜度相同,而各孔问梁板的斜度却不同,适用于跨径较少的桥梁 ;墩 台径向法 中一孑L内各个梁板 的l 长度不相同,而各孑L间相应位置梁板 的长度是相同的,适用于跨径较多的桥梁。举例来说,若某桥共 lO 孔 ,横 向布置有 20 块空心板 ,采用墩 台平行法要设计 1O 种长度相同、斜度不同的空心板,采用墩台径向法则需要设计 20 种斜度相 同、长度不 同的空心板。对下部结构而言,显然墩台径向法更为方便。若路线曲线为缓和曲线,则墩台径向法中全桥上部梁板的长度几乎全都不 同,故不是合适的布置方法 。
4 各布置方法比较
对于这几种布置方法,前面已作了一些 比较。为了表达得更清楚 ,在这里加 以总结 ,并以列表的形式表述。
5 参数的求取
曲线上的桥梁按直线或折线布置 ,设计上 的一个主要问题就是平面布置参数的求取,诸如上部梁板的加宽值、桥面构造与上部梁板边缘距离、各部位标高等,特别是对于按直线布置法设计。圆曲线上桥梁按直线布置法设计各参数的解析解 ,其计算是十分繁琐的。而缓和曲线上桥梁平面布置参数的求解 ,则将更加复杂得难 以想象。
现在计算机已在公路设计中得到广泛应用 ,我们应充分利用计算机软件提供的强大功能。有些程序甚至可以通过捕捉 A utoCA D 图 中的点求出其标高。这是十分简便而且精确的方法。
6 结语
曲线上桥梁的布置方法有很多。 ,上面所述仅为常用的几种。各种布置方法 的适用范围不 同、设计重点不同、复杂程度不同,设计者在设计时应根据实际情况,灵活选用布置方法,以达到桥梁实用、经济、美观,而且设计施工简便易行的目的。