第２９卷第２期 ２０１３年６月 北京建筑工程学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｖｏｌ＿２９ Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．２０１３ 文章编号：１００４—６０１１（２０１３）０２—００３７—０６ 曲线梁桥计算理论与设计实践问题探讨 平 然， 王毅娟 （北京建筑大学土木与交通工程学院，北京１０００４４） 摘 要：曲线梁桥以其良好的适应性和动态美感在我国桥梁设计界出现频率逐年增高，然而其安 全隐患和运营事故也随之出现．就此状况，从研究曲线梁桥的力学性能入手，结合工程实际对现有 计算理论和设计方法进行归纳与分析，提出其中有待进一步研究解决的问题，以期为曲线梁桥的设 计与实践提供参考建议． 关键词：曲线梁桥；理论；力学性能；设计；方法 中图分类号：Ｕ４４８．４２；０３９ 文献标志码：Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｃｕｒｖｅｄ Ｇｉｒｄｅｒ Ｂｒｉｄｇｅｓ Ｐｉｎｇ Ｒａｎ，Ｗａｎｇ Ｙｉｊｕａｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｉｔｓ ｂｅａｕｔｉｆｕｌ—ｃｕｒｖｅｄ ｆｅｅｌｉｎｇ，ｃｕｒｖｅｄ ｇｉｒｄｅｒ ｂｒｉｄｇｅｓ ｍａｋｅ ａ ｒｉｓｉｎｇ ａｐｐｅａｒａｎｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｓｔａｇｅ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｉｔ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｒｅ ｈａｐｐｅｄ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｓｔａｒｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｕｒｖｅｄ ｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｕｒｖｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｓｏｍｅ ｋｅｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｓｉｇｎ ｔｏ ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ ｉｎ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｉｎ ｃｕｒｖｅｄ－ｇｉｒｄｅｒ ｂｒｉｄｇｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｕｒｖｅｄ ｇｉｒｄｅｒ ｂｒｉｄｇｅｓ；ｔｈｅｏｒｙ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｄｅｓｉｇｎ；ｍｅｔｈｏｄ 随着国民经济和社会的发展，现代桥梁在其性 能、线型、美感等方面的要求越来越高．无论是在城 曲线梁桥的受力特点 对于一般的曲线梁桥来说，其主梁变形可分为 纵向弯曲、横向弯曲、扭转、翘曲、畸变五种状态．曲 线梁桥复杂的受力状态和特殊的结构形式使主梁长 期处于弯扭耦合状态．与同跨径的直线梁桥相比， 市互通式立交桥还是高等级公路互通立交，曲线梁 桥以其对地形地物的适应性良好、结构线条流畅而 富有美感和动感，受到了设计者们的青睐．但目前 我国对于曲线桥的设计与计算尚没有一个科学、统 一的标准，更缺少相应详明的规范条文，这也是曲线 为此，本文就曲线梁桥的计算分析理论、力学性 桥运营事故发生和存在安全隐患的重要原因． 其主拉应力、外侧的竖向挠度都较大．曲线梁桥特 殊的结构形式使得外侧的梁体自重大于内侧．而主 能和设计方法等方面，进行归纳和分析，提出曲线桥 设计实践中有待研究的主要问题． 收稿日期：２０１３—０ｌ一２５ 梁受力不均及扭矩的存在，使外梁超载、内梁卸 载 时常存在，严重者可使内侧支座产生负反力 作者简介：平然（１９８９一），女，硕士研究生，研究方向：桥梁结构工程 ３８ 北’京建筑工程学院学报 以致支座脱空；梁端横向约束薄弱时易发生梁端翘 曲；墩顶水平力，除制动力、温度变化引起的内力、地 震力等外，还存在离心力和预应力张拉产生的径向 力… ，这是曲线梁特有的受力特点；腹板由于预 持平面（即不发生翘曲），且截面形状保持不变（即 不产生畸变）．该理论概念清楚，计算简便，可用于 跨径大于横截面尺寸４倍的箱形截面混凝土曲线梁 或截面箱壁较厚、两侧翼板较短的曲线窄箱梁． 建立在单纯扭转理论基础上的方法主要有结构 力学法、Ｍ／Ｒ法等．其中结构力学法是用杆系系统 求解，不考虑截面翘曲畸变影响，适用于分析简支弯 梁和等截面且跨内为圆弧的窄桥．Ｍ／Ｒ法则是将曲 应力束的作用而横向受弯． 曲线梁桥除上述受力特点外，还有：外缘弯曲应 力大于内缘弯曲应力；外缘挠度大于内缘挠度，且随 着曲率半径的减小，挠度差不断增大；无论采用何种 支座布置方案，曲线梁总处于弯扭耦合状态下；其 支座反力有向曲线外侧梁变大、内侧梁变小的趋 势；外部荷载的作用下，横截面上会出现横向弯 矩；桥面宽度与曲率半径之比越大，水平温度力也 越大；支座附近由钢束产生的扭矩远小于跨中部 分的扭矩等特点． ２ 曲线梁桥分析理论与计算方法 自１９１４年德国修建了世界第一座曲线梁 桥——Ｋａｐｓｃｈ桥以来，曲线梁桥便作为主角活跃在 桥梁历史的舞台上．其特殊的桥型和复杂的受力吸 引了一批又一批中外学者对其进行研究，历经一个 多世纪的分析研究，已具备了相当坚实的分析理论 基础．其中比较常见的理论包括：单纯扭转理论、翘 曲扭转理论、梁格系理论、折板理论、多角形曲线桥理 论、梁系理论、板梁组合理论和正交异性板理论等． 近年来，电算已逐渐代替了手算，基于上述理论 的桥梁设计软件已成为设计师进行桥梁设计的主要 工具．目前对于曲线梁桥的专用软件有：刘桂生创 建的３ＤＢＳＡ，孙广华的ＣＢＤ及ＭＩＤＡＳ、ＡＮＳＹＳ、 ＳＡＰ２０００等空间有限元软件 ．其中ＣＢＤ作为专 用弯梁计算软件，按梁格法计算，建模计算便捷． ＭＩＤＡＳ、ＡＮＳＹＳ、ＳＡＰ２０００则是桥梁计算通用软件， 可建立空间单梁模型或梁格模型来计算弯梁． 本文就现阶段曲线梁桥主要分析理论和相应计 算方法，按简化计算理论方法和工程计算理论方法 两大类进行如下归纳总结． ２．１简化计算理论方法 该类分析理论所对应的计算方法大多适于手 算，其主要理论包括： ２．１．１单纯扭转理论 单纯扭转理论是最初用于分析弯梁桥的一种理 论．该理论是把曲线梁桥结构当作集中在梁轴中心 线处的弹性杆件来处理，并认为受载后横截面仍保 桥看成一根曲梁，不考虑截面翘曲畸变的影响，适合 手算． ２．１．２翘曲扭转理论 当曲线梁桥的截面为开口或分离式闭口薄壁截 面及大挑臂宽翼板的箱形结构时，截面翘曲和畸变 的影响将不可忽略，这时就要用到翘曲扭转理论． 其中考虑翘曲扭转影响的弹性薄壁曲杆理论是将曲 线梁桥视作单根薄壁曲线梁桥进行分析，适用于宽 跨比较小的窄曲线梁桥或多主梁桥中单根主梁的力 学分析．考虑截面畸变影响的弹性薄壁曲杆理论主 要是建立基于刚性截面弯梁的基本微分方程后，利 用有限差分法等方法求其闭合解和近似解． 翘曲扭转理论沿用至今，仍受到国内外相关专 家和学者的一致认同，是现阶段诸多理论的基础． ２．１．３梁系理论 梁系理论是将曲线梁桥沿梁宽用纵向竖缝分 开，切口处代入赘余力函数：弯矩，竖向剪力，水平剪 力等，并以正弦级数形式表达荷载、内力和位移，利 用能量原理或其它方法求解赘余力函数，求得各主 梁的内力与位移．这一理论适用于肋板式曲线梁 桥，对于有横梁的曲线梁桥也近似适用，同时它也常 用于内力（荷载）横向分布计算． ２．２ 工程计算理论方法 该类分析理论所对应的计算方法大多适于电 算，其主要理论包括： ２．２．１梁格系理论 梁格系理论是分析多室箱形梁的实用方法之 一，其基本思路是将桥梁上部结构离散为一个刚度 近似等效的梁格体系，分析这种等效的梁格后再将 其结果还原到原结构中就可得到所需的计算结果． 此法易于理解，应用广泛．分析梁格的方法有多种， 高岛春生在《曲线梁桥》一书中介绍了一种考虑纵 向曲梁与横梁之间相互作用的方法，先求节点处的 超静定内力，然后求解各梁的内力与位移．Ｃ．Ｐ． Ｈｅｉｎｓ提出了将主梁的微分方程化为差分方程，在 第２期 平 然等：曲线梁桥计算理论与设计实践问题探讨 ３９ 有横隔梁的节点上，将横梁的作用以附加外力的形 式作用于曲线梁，叠加进差分方程中． 基于梁格系理论，衍生出一套用于曲线梁计算 的方法——梁格法．梁格法是以梁为基本单元的有 限元法．它充分考虑了主梁与横梁之间的相互作 用，其精度主要取决于等效梁格的网格密度．但是 没有考虑剪力滞、扭转、畸变产生的截面翘曲，无法 替曲线．多角形曲线梁法是相应于多角形曲线梁理 论的一种方法，其最大优点在于回避了曲线梁的微 分控制方程，用简单的直梁来进行计算，且折线取得 越多，弯矩和剪力就越接近精确解．现今的 ＳＡＰ２０００、ＡＮＳＹＳ以及ＭＩＤＡＳ等软件对曲线梁桥进 行分析时也是采用这种方法．但是这种方法的最大 的缺点就是计算出的扭矩偏差较大． ２．２．３有限元计算原理 体现剪力滞等效应，无法进行细部应力分析．其网 络划分一般原则：纵向网络最大间距≤１／４有效跨 径，横向在１／４～１／６有效跨径之间，对于板宽较窄 的桥梁，先分较稀的网络，后在点支承附近布置较密 的网络． ２．２．２多角形曲线梁理论 有限元计算原理基于加权余量法和变分原理， 其基本思想是将一个结构离散成若干个单元，在求 解时，只需求单元的节点位移（基本解），然后再通 过节点位移求解其他结构响应．基于有限元计算原 理的方法大体可分为四种：有限元法、有限条法、有 限段法和空间有限元法．各方法对比如表１． 该理论主要思想是用许多条相连的折线段来代 表Ｉ 有限元原理相关计算方法对比表 桥向弯矩，地震力、离心力为控制荷载，其中离心力 ３ 曲线梁桥的设计实践 曲线桥可分为主线桥和立交匝道桥，主线桥由 为主；制动力为扭矩的控制荷载．因此合理地确定 汽车行驶速度尤为重要 ． ３．２跨径设计 于技术和交通量的要求，通常采用大半径宽桥．而 匝道桥则常采用纵坡和超高较大的小半径窄桥． 边、中跨比一般为０．６～０．８，钢筋混凝土结构 边、中跨比值可略取大些，每联的长度不宜过 长 。．设计时边跨与中跨跨径接近可有效地防 止内侧支座“脱空”；跨径差距较大时可调整边跨与 中跨的自重．城市立交匝道桥曲率较小，跨径宜在 ２０～２５ ｍ． 根据设计施工经验及实验理论，认为曲线桥跨 径Ｌ≤３０ ｍ或曲率半径Ｒ￣＜３００ ｍ时，宜采用钢筋混 凝土结构；Ｌ＞３０ ｍ或Ｒ＞３００ ｍ时，宜采用预应力 钢筋混凝土结构且每联长度宜小于１５０ ｍ，曲线梁 通常按Ａ类预应力混凝土构件设计，以避免梁体截 ３．３主梁设计 面处于高应力状态，减少梁体因预应力引起的翘曲 扭转变形，同时减小温度应力． ３．１设计荷载 对于半径小于２５０ ｍ的弯桥，汽车、挂车并非控 ３．３．１ 截面设计 对于曲线梁桥其截面形式可采用板、肋板、Ｔ型 梁、Ｉ型梁和箱梁等形式，其中小跨径常采用板式截 面，中、小跨径有时用肋板式或肋式截面．而箱形截 制荷载．顺桥向弯矩设计控制荷载力为制动力，横 面因其为闭口截面，抗扭刚度大；有顶、底板，可以在 北京建筑工程学院学报 跨中或支座部位有效抵抗Ⅱ：负弯矩；挖空率高，用料 少，自重小，截面应力分配合理；弯扭刚度比Ｋ＝Ｅ，／ Ｇ，小，曲率导致的扭转变形小等特点，在曲线梁桥 中得到广泛应用． 在对预应力箱梁进行设计时，通常采用等腹板 高度，翼缘对称的平行四边形截面布置．跨中腹板 厚主要由通长钢束及腹板内各类普通钢筋的构造要 求决定；支点处腹板应加厚并验算其抗剪截面是否 符合要求．对于较窄的曲线梁桥宜加大箱体宽度缩 小悬臂宽度，以增加主梁的抗扭能力． ３．３．２横隔梁设计 文献［５］中规定，横隔板应设置于桥台、桥墩和 铰结点处，以抵抗横向力并把荷载传递到支承点． 在弯曲体系中的各梁问或在需要提供抗扭力的地方 可使用中间横隔板，以便在主梁的连续点或角点处 支承桥面板．对于内半径小于２４０ ｍ的弯箱梁和分 离式箱梁，应设跨间横隔板，也可在试验或结构分析 表明不需要横隔板的地方取消它们． 横隔板应用撑杆加系杆模型设计．除了在要求 的位置设检修孔和公用设施孔以外，横隔板应基本 上是实体的．箱形梁除支承处和跨中设横隔板外， 其余部分也应适当增加横隔板．其中各墩台支点处 应设置刚度较大的横隔板，而跨中横隔板主要起构 造作用．独柱墩的连续曲线梁桥中，在支承处需设 刚度大的横隔梁，以克服支承处较大的扭矩，除具有 正常的横隔板作用外，还起到盖梁的作用．横隔板 可箱体的畸变和翘曲，计算可仅考虑弯曲和扭 转应力． ３．３．３预应力束设计 预应力混凝土曲线梁桥的纵向预应力筋宜采用 高强低松弛钢绞线，钢束布置应遵照“少股多束，长 短结合”－ｏ 的原则：“少股”即每根预应力钢束组成 股数不宜过多，尽量采用小吨位张拉，一般控制股数 不大于ｌ２股；“多束”即在腹板中竖向多布置几束 预应力筋，这样可克服单根大吨位钢束预应力损失 大的弊端，减小了锚端应力集中，同时为计算中调束 提供了更大的便利；“长短结合”就是一联通长钢束 与跨中、墩顶短钢束结合使用，以便调束，且弥补了 通长钢束应力损失大，一味增加钢束又会造成局部 压应力过大的缺点．另外，尽量使预应力钢筋的水 平合力作用点连线与梁的轴线相吻合，以减少梁体 的翘曲． 预应力钢束一般布置在腹板内，初始束位正弯 矩区布置到最低，负弯矩区布置到最高，然后用压力 线区指导调束 ：压力线越出区上界，梁 下缘将出现拉应力或拉应力过大，反之，上缘将出现 拉应力或拉应力过大．区上下界相交，则有效 预压力不足，应增加钢束；上下界之间宽度过大，则 预压力富裕，可减少钢束．而较经济的设计是上下 界间宽度尽可能小，同时又能将整条压力线包络住． 最后调整中性轴上、下钢束长度，满足跨中弯矩的同 时，尽可能使中性轴上、下扭矩面积相近，以减少预 应力所产生的扭矩对主梁内力的影响． 通常为了用预应力抵抗外扭矩可采用：内外侧 腹板分别布置不同线形或线形相同但张拉力不同的 预应力束；在顶、底板分别布置水平曲率相反的附加 抗扭钢束；对预应力束设置水平径向偏心等方法． 因为曲线梁桥的预应力损失较大，所以宜在主梁中 段处增配短预应力钢束． 对于抗扭钢束的设置问题：国外认为：应按直桥 布置抗弯钢束以满足上、下缘应力要求．同时，在 顶、底板（或左右腹板）上布置弯曲方向相反的抗扭 钢束，专门用于平衡恒、活载和抗弯钢索产生的扭 矩．我国认为：预应力束主要按抗弯要求进行布设， 后通过移动抗弯预应力筋来尽量抵消外扭矩，是否 要设置专门预应力抗扭钢束应从实际出发． 对于预应力的张拉，混凝土强度达到７５％以上 方可进行．可在每联梁的两端张拉，当联长较长时， 可分节段张拉．在进行预应力张拉时应保证内外侧 腹板上已张拉的预应力钢束接近相等，在竖向上也 应尽量对称张拉．其张拉顺序如图１所示 ． 图１ 预应力张拉顺序示意图 ３．４支承设计 曲线梁的支承类型分为墩梁固结、点铰支承、抗 扭支承三种，其支承的布置形式也多种多样，最常见 的见图２． 其中图（ｂ）两端设抗扭支承，中间设点铰支承： 适于城市高架桥 …，恒载及活载扭矩都只能由两端 设置的抗扭支承来传递．图（ａ）支座布置方式最为 普遍，可减少扭转跨径，降低扭矩，改善内外侧支反 力分布．其中固定支座一般置于中间桥墩顶的内 第２期 平 然等：曲线梁桥计算理论与设计实践问题探讨 ４１ ——＼＼ｙ （ａ）每个墩都设抗扭支承 （ｂ）仅在梁两端设抗扭支承 ／｝ 卜 ， ， （ｃ）交替使用抗扭和 （ｄ）两端设抗扭支承，中间 点铰支承 设抗弯抗扭支承 图２常见支承布置形式 侧，纵横向位移；定向支座置于外侧，允许梁体 向内弧的收缩位移，连续的孔数不多或联长不长时， 可将固定支座设置在一端桥台上． 一般情况下，梁端变形较大，反力较小，为消除 梁端翘曲，端支点常用２个或多个的板式橡胶支座， 组成两点或多点抗扭支承，并在箱梁腹板外侧与墩 台挡块之间放置橡胶垫块进行横向限位 （如 图３），既允许梁体产生一定的位移，又其位移 量，不至于破坏伸缩缝和支座¨ ；在设置梁侧挡块 有困难时可将主梁横隔板底部做成企口，帽梁中做 成突起嵌入主梁企口中，突起与企口间留一定间距． 横向支座不应多于两个，以免形成支座脱空．梁端 支座可采用盆式橡胶支座，或附加了横桥向位移固 定装置的四氟板橡胶支座；桥长较小时，梁端支座可 以采用普通板式橡胶支座． 侧向 ／ ＼ 双向 ］厂 丽 双向 ／ ＼ 倾恫 弹性支承 活动支座 桥台或盖梁 活动支座 弹性支承 图３横向限位示意图 对于中墩也应设有横向限位装置．中墩常采用 的支承方式有：双柱或双点支承；独柱点铰支承，铰 支座一般需偏心设置；独柱墩梁固结．当中墩支反 力Ｆ＜１０ ０００ ｋＮ时，曲线梁桥墩顶宜采用方板或圆 板橡胶支座，板式橡胶支座能够提供一定的抗扭能 力，对梁有较弱的扭转约束，水平方向容许有剪切变 形．Ｆ≥１０ ０００ ｋＮ时可采用单向、多向活动或固定 的盆式支座或球形支座… 卜 卜船，可根据其受 力需要固定或放开某方向的水平约束，这种支座对 主梁的扭转没有约束，主梁在横向和纵向可自由扭 转．双柱中双点支承对主梁可提供较大的扭转约 束．采用独柱墩梁固结的方式，墩柱可承担一部分 主梁扭矩，对主梁扭转变形有一定约束．对于较宽 （一般Ｂ＞１２ ｍ）和曲线半径较大（一般Ｒ＞７０ ｍ）的 桥，中墩宜采用具有抗扭较强的多柱或多点支承或 墩梁固结的支承形式．对于较窄（约Ｂ＜１２ ｍ）和曲 线半径较小（一般Ｒ＜７０ ｍ）的桥，可采用独柱支承， 中墩较高时（一般Ｈ＞８ ｍ）可采用墩梁固结的支承 形式，中墩较低（一般Ｈ＜８ ｍ）则采用抗扭能力较弱 的单点支承的方式 ． 中墩和桥台处不应全部设为活动支座，应至少 设两个中墩多向固定支座 ］２ ．支座应有储存 力，一般不小于８０～１００ ｋＮ．选用支座时尽可能将 横桥向位移固定，但尽量不要把它固定死，只要让它 发生很小一点横向位移，就可大大减小支座及梁的 温度力，尽量不在同一个墩台上设置多个自由支座， 否则这个墩台会受到很大的水平转动力矩，以致造 成支座被剪坏的严重后果． 在结构构造允许的前提下，应尽量选择双支撑 体系：以分担部分扭矩，避免梁端扭矩过大．慎用板 式橡胶支座：板式橡胶支座，抗拉、剪能力较弱，当下 部结构刚度较大，曲梁曲率半径较小时，支座将承受 较大的径向水平力易被剪坏．盆式支座的抗剪能力 较强，应尽量选用盆式橡胶支座 ． 支座预偏心即支座向与曲梁扭矩相同的方向偏 移一定的距离，使之产生的外扭矩与曲梁扭矩方向 相反，以调整梁体恒载扭矩分布，有效地降低两端抗 扭支承的恒载扭矩值，使主梁在自重和预应力荷载 作用下的扭转变形最小，有效防止墩顶开裂，减少由 于侧向位移产生的不良影响，从而使梁体自身达到 平衡．其调整方法是通过调整墩柱偏心，使曲线梁 在自重和预应力荷载作用下支点和跨中截面的扭转 角接近相等（一般反向），同时使主梁正负扭矩相 近，主梁端部扭矩与边跨处扭矩绝对值相近，尽量使 恒载中心线与梁的支反力合力的中心线一致，达到 主梁在自重和预应力作用下的扭转变形最小且梁端 支座不产生脱空的效果．预应力砼曲线梁墩柱应向 曲线外侧偏移；钢箱一砼组合梁合成后的扭矩是向 内偏转时墩柱应向曲线内侧偏移，反之则墩柱应向 曲线外侧偏移，支座偏移距离不宜过大．对于墩梁 固结形式的支承也可以根据情况设置偏心距来调整 端支点内外支座反力和梁体截面扭矩 ． ３．５下部结构设计 分联处公用墩和桥梁宽度大于１０ ｍ的曲线梁 桥中墩宜采用抗扭性能好的双柱墩或板式墩；不应 ４２ 北京建筑工程学院学报 设隐盖梁；独柱墩或双柱墩，跨越主道或桥梁半径较 小宜设计为独柱墩，既美观又有利于桥梁的墩位布 置和桥下空间的利用，建在水中的独柱墩还有阻水 小的优点．设计中多用双柱墩提供抗扭支承，用独 柱墩通过预偏心调整主梁扭矩分布． 墩柱截面要尽量采用圆形，但是当主梁的扭转 变形过大同时墩柱弯矩也很大时则应采用扁高矩形 截面墩柱，因为矩形截面沿主梁纵向抗推刚度小，而 沿主梁横向抗弯刚度大，这样既减小了墩柱的配筋 又降低了主梁的横向扭转变形．此时若用圆形墩 柱，其受力过大配筋不易通过，仅加大墩柱直径，会 使墩柱刚度增加很多，在预应力径向力作用下墩柱 径向弯矩和在温度荷载作用下纵向弯矩都会增加， 合成后的弯矩会更大，更不利于墩柱受力，且圆形墩 柱对主梁的扭转约束较小，不利于减小主梁的扭转 变形 “ Ｉ２ ． 桥台通常设计为轻型桥台． ４ 尚待研究解决的问题 在我国，曲线梁桥的设计与实践起步晚于国外 发达国家几十年，对于曲线梁桥受力特点和设计方 法的研究工作还在持续深入和完善当中，尚未形成 可操作层面的设计标准和规范，且在具体设计与建 造实践中还存在需要进一步研究解决的问题： １）近年来曲线梁桥的爬移现象出现频率颇高， 其所造成的危害也是极大的．那么，分析爬移现象 出现的原因、研究工程实践中有效的防治措施就是 亟需解决的问题之一． ２）有些文献提出了控制预应力混凝土箱形曲 线梁在常见配筋形式的情况下主梁的最大扭矩和扭 转变形值，那么，扭矩增大的影响因素有哪些，其中 主要的因素如何影响其扭矩和扭转变形，怎样进行 控制等，这显然是一个有待探讨的问题． ３）我国现行桥梁设计规范对曲线梁桥的规定 少之又少，对曲线梁预应力索布置及预应力计算都 没有明确的要求和规定．然而，预应力布索的合理 性对曲线梁桥的安全性来说却是至关重要的，因此， 研究曲线梁桥合理布索及预应力作用效应问题是非 常有必要的． ４）混凝土的收缩与徐变对曲线梁桥内力和变 形的影响是不容忽视的，因此混凝土收缩徐变对曲 线梁桥的作用效应和作用机理仍是需要进一步研究 解决的问题 ５ 结语 本文对曲线梁桥的受力特点、计算分析理论、设 计方法以及相应的设计实践进行了分析总结，提出 了目前曲线梁桥尚需研究解决的问题，后续阶段我 们将逐步展开相关方面的课题研究，以期为曲线梁 桥的设计与实践提供参考建议． 参考文献： ［１］ 杨茂召．曲线梁桥设计要点分析［Ｊ］．中华民居，２０１１ （５）：６１—６３ ［２］ 梁仲林．曲线梁桥设计中支承形式的选用［Ｊ］．桥梁建 设，２００７（增刊１）：７一ｌ０ ［３］ 何柏雷．“太阳把桥晒跑了？”——深圳市某立交Ａ匝 道桥事故分析［Ｊ］．城市道桥与防洪，２００２（２）：３９—４３ ［４］ 盛飞，曹干珍．预应力砼曲线梁桥设计控制荷载的探 讨［Ｊ］．广东公路交通，２００１（３）：５０—５１ ［５］ （美）美国各州公路和运输工作者协会（ＡＡＳＨＴＯ）．美 国公路桥梁设计规范［Ｍ］．辛济平，万国朝，张文，等 译．北京：人民交通出版社，１９９７ ［６］ 周若来，陈卫东．曲线梁桥常见病害与设计要点［Ｊ］． 中外公路，２００８，２８（６）：１４９—１５１ ［７］ 张永辉．浅谈曲线梁桥设计要点［Ｊ］．国防交通工程与 技术，２００５（２）：３２—３４ ［８］ 柳爱群，杨中，杨华勋．公路曲线梁桥设计与施工若干 问题研究［Ｊ］．广东建材，２００７（１Ｏ）：２６—２７ ［９］ 刘兆光，胡盛 曲线梁桥设计的若干问题探讨［Ｊ］．公 路，２０１２（５）：１９７—２０１ ［１Ｏ］ 杨永贤．小半径预应力混凝土曲线梁桥抗扭设计方 法探讨［Ｊ］．公路交通技术，２０１０（５）：４５—４８ ［１１］ 刘涛．曲线预应力连续梁桥设计［Ｊ］．水科学与工程 技术，２００７（１）：２４—２６ ［１２］ 王新定，丁汉山，吉林，等．混凝土连续弯梁桥侧向位 移分析及对策研究［Ｊ］．公路交通科技，２００６，２３ 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