橋梁策劃中曲線梁橋的運用

1、橋梁策劃中曲線梁橋的運用     作者：李結(jié)標(biāo) 單位：清遠新廈建設(shè)工程咨詢有限公司圓曲線上橋跨內(nèi)各片T梁的梁長Li計算公式如下:L1=2(Rf+i)tan2(i=1n)其中f=fmaxdfmax=R(1cos2)=180*l0/R/式中:R為彎道半徑，f為跨中位置橋面中心線距離路線設(shè)計中心線的距離(設(shè)計采用的偏移值)，fmax為橋跨按弦線布置后，橋跨中位置橋面中心線與路線中心線間的最大距離，d為橋梁設(shè)計向彎道外側(cè)的平移值(根據(jù)fmax大小而定，一般情況下，當(dāng)fmax小于10cm，d值可以為0，因為這種弦弧距離差值可以通過橋面護欄、外邊梁接長等方式調(diào)整橋面

2、曲線)，i為跨內(nèi)各梁肋中心到橋面中心線的距離，為橋跨對應(yīng)的圓心角，l0為設(shè)計控制跨徑(為兩橋墩中心線的里程樁號差，即弧長)。公式中長度單位:cm，角度單位:度，梁號i從彎道內(nèi)側(cè)由內(nèi)向外編號(i=1n)，n為橫斷面上梁的片數(shù);梁板位于彎道外側(cè)公式中取“+”，反之取“”。對于本例，該橋913跨位于圓曲線上，由R=69991cm和l0=3000cm，可得橋跨對應(yīng)的圓心角=256°，從而有fmax=16.1cm。由于fmax太大，超過邊梁翼緣板可調(diào)范圍f容=10cm，故將橋跨梁板平面位置向彎道外側(cè)平移d值布置(取d=7.5cm)，則:f=fmaxd=86cm，進而可根據(jù)各片梁的i計算出所有的

3、Li。2.2位于緩和曲線上的橋跨內(nèi)各梁長度計算如圖2，該橋16跨位于緩和曲線上，緩圓點(HY)位于第7跨上，先根據(jù)緩和曲線一般公式，可以計算得到橋跨兩段的弦偏角1、2，進而得到緩和曲線上橋跨內(nèi)各片T梁的梁長Li計算公式。對于16跨:Li=l0內(nèi)移itan(l)+tan(r)，i=15l=l2，r=r2對于第7跨:Li=l0內(nèi)移itan(l)+tan(r)，i=15l=l2，=2式中:Li為梁長;其它參數(shù)如圖所注;公式中長度單位:cm;角度單位:度。根據(jù)上述公式即可計算得到該橋位于緩和曲線上的16跨各號梁中線長度。橫向坡度的控制為了抵消離心力的作用，需將彎橋橋面做成具有一定超高率的單向橫坡。通常

4、從直線段的正常雙向坡斷面過渡到圓曲線段具有一定超高率的單向橫坡斷面，需設(shè)置一定長度的超高緩和段(超高緩和段一般設(shè)置在緩和曲線內(nèi)，有時二者長度一致)。梁板頂橫坡通常只能設(shè)計為固定的某個值(一般不大于3%為宜，示例中采用2%和3%兩種)，故無論是在圓曲線段(除非圓曲線超高橫坡不大于3%)，抑或是緩和曲線超高漸變段，都需要考慮橋面橫坡k%的形成方式。一般情況下是將各跨T梁頂板設(shè)置某一固定橫坡i%，不足部分通過橋面鋪裝調(diào)整。具體為:首先計算各跨的平均超高橫坡度j%=(k1%+k2%)/2，ki%為各墩頂位置超高橫坡度，如果j%3%，則該跨梁板預(yù)制橫坡度i%=3%，否則采用i%=Fix(j%)，即不大于

5、j%的某個整數(shù)值橫坡;其次根據(jù)各梁板寬度計算梁板頂最大或最小鋪裝厚度(pmax、pmin，p為標(biāo)準鋪裝厚度)，若上述鋪裝厚度不滿足有關(guān)規(guī)范要求調(diào)整i%的取值(必要時可以采用非整數(shù)橫坡，但全橋盡量類型簡化);最后根據(jù)各墩頂位置的理論超高橫坡值ki%計算各支承墊石厚度(最小厚度應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求，否則調(diào)整i%的取值)。需要注意的是:按本文方式在橋墩位置由全部梁板頂形成的橋面橫坡分別為k1%、k2%，因為各橋墩相同位置的支承墊石高度分別相同且墊石頂形成的橫坡分別為k1%、k2%，故上述計算的梁板頂最大或最小鋪裝厚度(pmax、pmin)是對應(yīng)相等的。不建議采用各墩頂全部梁板形成橫坡采用固定值j%的方

6、式，因為那樣鋪裝層最大或最小厚度(pmax、pmin)不易計算和控制。根據(jù)圖可以知道由于梁板頂?shù)念A(yù)制橫坡i%與對應(yīng)橋面橫坡k%是通常不一致的(除非i%=k%)，必將在梁板橫向接縫處形成臺階，臺階高度dt=pmaxpmin，設(shè)計者必須根據(jù)梁板的橫向接縫類型合理控制dt值的大小，對有采用現(xiàn)澆濕接頭連接的T梁，應(yīng)適當(dāng)加大現(xiàn)澆寬度，同時采用有關(guān)構(gòu)造措施，避免彎折度過大，受力不利(如圖3)。反拱設(shè)置采用裝配式后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，其現(xiàn)場施工方便和經(jīng)濟效益性好等優(yōu)勢明顯，但由于為提高梁體承載能力而施加的高預(yù)應(yīng)力卻引起了梁體上拱，在小跨度預(yù)制梁中，預(yù)應(yīng)力引起上拱的數(shù)值較小，可作為梁的預(yù)拱度。在大跨度的預(yù)制

7、梁中，預(yù)應(yīng)力引起上拱的數(shù)值較大，并隨之帶來了梁體預(yù)制、安裝施工控制困難和橋面鋪裝層厚度不勻(而不得不進行局部調(diào)坡和加厚)致使鋪裝費用增加，進而影響橋面設(shè)施(如防撞護欄)的平順性、美觀性及通車運營后橋梁的力學(xué)性能和行車舒適性等一系列問題。預(yù)制梁體張拉結(jié)束時反拱表觀值:fI=fpfg(1)存梁期末反拱表觀值:f=|fP12fp12(fg+fg)|*1+(t，)(2)式中:fp張拉結(jié)束時的預(yù)應(yīng)力反向起拱值;fg張拉結(jié)束時梁體自重產(chǎn)生的撓度值;fp存梁期末由于預(yù)應(yīng)力“時隨損失”引起的預(yù)應(yīng)力反向起拱降低值;fg存梁期末由于梁體自重產(chǎn)生的撓度值;(t，)張拉齡期S天，計算齡期t天的混凝土徐變系數(shù)。從式(1

8、)可以看出預(yù)應(yīng)力筋張拉完成時的初始起拱值fI和存梁期末混凝土的徐變系數(shù)(t，)是決定存梁期末反拱大小的主要因素，在一定的工藝流程所需要的混凝土張拉齡期和存梁期限下，最直觀有效地控制反拱發(fā)展程度的方法之一是:張拉初期的堆載預(yù)壓以減小f的值?？紤]如果預(yù)先把梁體設(shè)計預(yù)制成二次拋物線形，則后期也可達到張拉初期梁體平直的要求。但在這種情況下，梁體仍受撓曲徐變變形的影響，此時存梁期末T梁的表觀反拱值為(ff0)，這樣就實現(xiàn)了以預(yù)設(shè)梁體撓曲線來削弱控制預(yù)應(yīng)力起拱的目的。對簡支T梁而言預(yù)應(yīng)力筋對混凝土作用所需的“平衡撓曲線”一般應(yīng)是二次或多次拋物線，按施工精度要求預(yù)設(shè)底模成二次拋物線即可。但是實際情況和理論值

9、仍有一定的差距，因為:(1)目前對混凝土徐變的研究仍很不成熟，由于水泥用量、水灰比大小、骨料硬度以及混凝土養(yǎng)護時溫度的差異等影響因素，徐變理論值的精確性是很差的，其偏差可達30%;(2)T梁中橫隔板及非預(yù)應(yīng)力筋對T梁剛度的影響，一般認為可使剛度提高10%20%左右。在本橋的是施工過程中，制梁臺座采用C25鋼筋砼結(jié)構(gòu)，頂面作成反拱，反拱正矢E=20mm(向下)，最小預(yù)拱度(向上)殘留值=15mm。臺座反拱設(shè)置示意見圖4所示。為了防止預(yù)制梁上拱過大，預(yù)制梁與現(xiàn)澆濕接縫及橋面鋪裝混凝土由于齡期差別產(chǎn)生過大收縮差，存梁期不應(yīng)太長，宜為13個月。存梁期密切注意梁的上拱值，若超出計算值的30%，應(yīng)采取控制措施。預(yù)制梁時應(yīng)在底模上設(shè)置向下的二次反拱，跨中最大反拱值按張拉時上拱值的1.41.6倍(與