橋梁策劃中曲線(xiàn)梁橋的運(yùn)用

1、橋梁策劃中曲線(xiàn)梁橋的運(yùn)用     作者：李結(jié)標(biāo) 單位：清遠(yuǎn)新廈建設(shè)工程咨詢(xún)有限公司圓曲線(xiàn)上橋跨內(nèi)各片T梁的梁長(zhǎng)Li計(jì)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(xiàn)距離路線(xiàn)設(shè)計(jì)中心線(xiàn)的距離(設(shè)計(jì)采用的偏移值)，fmax為橋跨按弦線(xiàn)布置后，橋跨中位置橋面中心線(xiàn)與路線(xiàn)中心線(xiàn)間的最大距離，d為橋梁設(shè)計(jì)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?yàn)檫@種弦弧距離差值可以通過(guò)橋面護(hù)欄、外邊梁接長(zhǎng)等方式調(diào)整橋面

2、曲線(xiàn))，i為跨內(nèi)各梁肋中心到橋面中心線(xiàn)的距離，為橋跨對(duì)應(yīng)的圓心角，l0為設(shè)計(jì)控制跨徑(為兩橋墩中心線(xiàn)的里程樁號(hào)差，即弧長(zhǎng))。公式中長(zhǎng)度單位:cm，角度單位:度，梁號(hào)i從彎道內(nèi)側(cè)由內(nèi)向外編號(hào)(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(duì)于本例，該橋913跨位于圓曲線(xiàn)上，由R=69991cm和l0=3000cm，可得橋跨對(duì)應(yīng)的圓心角=256°，從而有fmax=16.1cm。由于fmax太大，超過(guò)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(jìn)而可根據(jù)各片梁的i計(jì)算出所有的

3、Li。2.2位于緩和曲線(xiàn)上的橋跨內(nèi)各梁長(zhǎng)度計(jì)算如圖2，該橋16跨位于緩和曲線(xiàn)上，緩圓點(diǎn)(HY)位于第7跨上，先根據(jù)緩和曲線(xiàn)一般公式，可以計(jì)算得到橋跨兩段的弦偏角1、2，進(jìn)而得到緩和曲線(xiàn)上橋跨內(nèi)各片T梁的梁長(zhǎng)Li計(jì)算公式。對(duì)于16跨:Li=l0內(nèi)移itan(l)+tan(r)，i=15l=l2，r=r2對(duì)于第7跨:Li=l0內(nèi)移itan(l)+tan(r)，i=15l=l2，=2式中:Li為梁長(zhǎng);其它參數(shù)如圖所注;公式中長(zhǎng)度單位:cm;角度單位:度。根據(jù)上述公式即可計(jì)算得到該橋位于緩和曲線(xiàn)上的16跨各號(hào)梁中線(xiàn)長(zhǎng)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(xiàn)段的正常雙向坡斷面過(guò)渡到圓曲線(xiàn)段具有一定超高率的單向橫坡斷面，需設(shè)置一定長(zhǎng)度的超高緩和段(超高緩和段一般設(shè)置在緩和曲線(xiàn)內(nèi)，有時(shí)二者長(zhǎng)度一致)。梁板頂橫坡通常只能設(shè)計(jì)為固定的某個(gè)值(一般不大于3%為宜，示例中采用2%和3%兩種)，故無(wú)論是在圓曲線(xiàn)段(除非圓曲線(xiàn)超高橫坡不大于3%)，抑或是緩和曲線(xiàn)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(guò)橋面鋪裝調(diào)整。具體為:首先計(jì)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(gè)整數(shù)值橫坡;其次根據(jù)各梁板寬度計(jì)算梁板頂最大或最小鋪裝厚度(pmax、pmin，p為標(biāo)準(zhǔn)鋪裝厚度)，若上述鋪裝厚度不滿(mǎn)足有關(guān)規(guī)范要求調(diào)整i%的取值(必要時(shí)可以采用非整數(shù)橫坡，但全橋盡量類(lèi)型簡(jiǎn)化);最后根據(jù)各墩頂位置的理論超高橫坡值ki%計(jì)算各支承墊石厚度(最小厚度應(yīng)滿(mǎn)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?yàn)楦鳂蚨障嗤恢玫闹С袎|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(jì)算的梁板頂最大或最小鋪裝厚度(pmax、pmin)是對(duì)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?yàn)槟菢愉佈b層最大或最小厚度(pmax、pmin)不易計(jì)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(duì)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(tái)階，臺(tái)階高度dt=pmaxpmin，設(shè)計(jì)者必須根據(jù)梁板的橫向接縫類(lèi)型合理控制dt值的大小，對(duì)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(shí)采用有關(guān)構(gòu)造措施，避免彎折度過(guò)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(chǎng)施工方便和經(jīng)濟(jì)效益性好等優(yōu)勢(shì)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(lái)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(jìn)行局部調(diào)坡和加厚)致使鋪裝費(fèi)用增加，進(jìn)而影響橋面設(shè)施(如防撞護(hù)欄)的平順性、美觀(guān)性及通車(chē)運(yùn)營(yíng)后橋梁的力學(xué)性能和行車(chē)舒適性等一系列問(wèn)題。預(yù)制梁體張拉結(jié)束時(shí)反拱表觀(guān)值:fI=fpfg(1)存梁期末反拱表觀(guān)值:f=|fP12fp12(fg+fg)|*1+(t，)(2)式中:fp張拉結(jié)束時(shí)的預(yù)應(yīng)力反向起拱值;fg張拉結(jié)束時(shí)梁體自重產(chǎn)生的撓度值;fp存梁期末由于預(yù)應(yīng)力“時(shí)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(jì)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(shí)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(guān)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(jì)預(yù)制成二次拋物線(xiàn)形，則后期也可達(dá)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(shí)存梁期末T梁的表觀(guān)反拱值為(ff0)，這樣就實(shí)現(xiàn)了以預(yù)設(shè)梁體撓曲線(xiàn)來(lái)削弱控制預(yù)應(yīng)力起拱的目的。對(duì)簡(jiǎn)支T梁而言預(yù)應(yīng)力筋對(duì)混凝土作用所需的“平衡撓曲線(xiàn)”一般應(yīng)是二次或多次拋物線(xiàn)，按施工精度要求預(yù)設(shè)底模成二次拋物線(xiàn)即可。但是實(shí)際情況和理論值

9、仍有一定的差距，因?yàn)?(1)目前對(duì)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(hù)時(shí)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(dá)30%;(2)T梁中橫隔板及非預(yù)應(yīng)力筋對(duì)T梁剛度的影響，一般認(rèn)為可使剛度提高10%20%左右。在本橋的是施工過(guò)程中，制梁臺(tái)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(tái)座反拱設(shè)置示意見(jiàn)圖4所示。為了防止預(yù)制梁上拱過(guò)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(guò)大收縮差，存梁期不應(yīng)太長(zhǎng)，宜為13個(gè)月。存梁期密切注意梁的上拱值，若超出計(jì)算值的30%，應(yīng)采取控制措施。預(yù)制梁時(shí)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(shí)上拱值的1.41.6倍(與