Ｑ Ｑ ：！ 建筑科学 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 互通区桥梁设计浅谈 李铁超 （中国恩菲工程技术有限公司广州设计院 广东广州 摘５ １ ０６４０） 要：本文介绍了互通区桥柔设计时应考虑和注意的几个问题，包括桥型选择、分跨支座布置原则及结构设计要求，并提出了一些解 决方法。 关键词：互通区桥栗 设计 桥型 支承 中图分类号：Ｕ ４ ４ ２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—０９８Ｘ（２０１ｏ）ｏ４（ｃ）一００５１—０１ 受力特点。 随着我国公路交通事业的发展，互通 式立交桥越来越多。大型枢纽式互通立交 及山区立交受到交叉物及地形地物影响， 往往平面线形较为复杂。因此选择桥梁结 构，既要满足行车净空要求，又要最大限度 地降低桥梁结构高度和压缩桥梁面积，控 制工程造价，同时还要要求其结构外形美 观，施工简便，有利于工期进度。 １桥型选择 桥梁结构形式的选择是立交区桥梁设 计的灵魂，直接关系到桥梁的造价、施工难 易程度、美观程度甚至是整个立交方案的 合理性。与其他单个桥梁方案选择有极大 不同的地方在于，立交区桥梁多数情况下 需要同时面对几座甚至是十几座桥梁。需要 将整个立交里的桥涵打包统一考虑，往往某 个匝道的桥型布置发生变化会影响到其他 数座桥梁的方案变化。桥型的选择应充分考 虑沿线自然条件、社会条件，结合项目特点 及难点，从而选择合理的桥孔方案，以尽量 减 工程实施对土壤环境、水环境、生物环 憧、社会环境、自然关系的影响和破坏。 施工方案的选择对桥梁布设有着很重 要的影响。全部是现浇结构虽然造型较为 美观，且可以适应绝大多数平面线形要求， 但是工期较长，设计施工难度较大的问题 不容忽视。在有条件的情况下，笔者认为应 该尽量选用预制结构，或者预制与现浇结 构交叉布置的方案。这样一来减少了建设 成本，二来解决了多联现浇结构由于钢绞 线施工空间问题，采用单端逐孔张拉方案 引起各联桥梁施工相互制约的问题，往往 可以成倍缩小工期。对预制结构的形式和 跨径也需要整个立交协调统一考虑，以便 于实施。以广州永龙隧道及道路市政配套 工程中的永和立交为例，主线桥位于直线 及半径较大的圆曲线上，设计时上部结构 采用了预制组合小箱梁，下部结构采用大 悬臂盖梁暗埋式桥墩；匝道桥则多位于半 径较小的圆曲线及缓和曲线上，本工程上 部结构采用了等高度斜腹板连续箱梁，下 部结构多为独柱及花瓶式桥墩。这样既缩 短了工期，又增强了桥梁的美观。 握。此时应考虑在中间连接的缓和曲线上 分成两联不同方向的桥梁。独柱支撑的桥 梁在小半径的窄桥上经常采用，国内已出 现多次梁体向外侧倾翻的事故，布设桥孔 时应注意这方面的隐患，可适当减小联长 或有选择地增加双支点支撑。立交区桥梁 规模较大，下部结构纷繁复杂，布孔时应尽 量减少下部立柱数量，以免视觉效果纷繁 错乱。确实无法减少时，应考虑将部分立柱 对齐布置，在视觉上给人简洁感。 特别需要指出的是，多数桥梁设计人员 往往觉得路线组提供的平面线性指标是桥 涵设计的基础资料，不论方案多么别扭都不 能改变。实际上路线立交方案也不是一点不 能变的，因为专业的关系，他们布设匝道线 型时往往无法考虑到桥涵专业。如果在布孔 时做些沟通工作，往往会解决很大的问题。 ４结构计算及构造要求 互通区现浇箱梁多以弯、坡、斜等其他 异型结构为主，对于半径较大或者宽度变 化不是很剧烈的桥梁，可以采用平面杆系 理论进行分析。但是对于半径较小（通常小 于ｌ５０ｍ）或者斜交角度大干ｌＯ度的箱梁及 变化较为剧烈的分叉端异型箱梁，在恒载 情况下整个梁体内就存在扭矩，特别是在 曲线梁的两端支点位置，再加上活载及温 度力产生的效应，组合内力非常可观，必须 采用梁格法进行结构空间分析，以更准确 地了解各位置的受力状态。除了对计算工 作要重视以外，对构造措施也要给予足够 的重视，以尽量减少桥梁的安全隐患。如弯 梁桥在温度作用下的位移由于梁的平面弯 曲已不是按直线变化，梁端伸缩缝也要求 既能沿纵向伸缩又能沿横向伸缩，伸缩缝 的设置应比同联长的直线桥富余度大些， 或者选用可以多向变形的收缩装置，对于 半径小于２６０ｍ的箱梁应按规范要求增加跨 中横隔板以增加结构整体性等；弯梁桥的 钢筋布置要求使截面具有抗扭能力，箱梁 底板上下层横向筋、顶板上下层横向筋及 腰板箍筋要相互搭接从而构成一个封闭的 抗扭矩形；城市立交桥中的弯箱梁桥中墩 多布置成独柱支承构造，在独柱式点铰支 承弯连续梁中，上部结构在外荷载作用下 产生的扭矩不能通过中间支承传至基础， 而只能通过曲梁两端抗扭支承来传递，从 而易造成曲梁产生过大扭矩。为减小弯梁 桥梁体受扭对上、下部结构产生的不利影 响，通过调整独柱支承偏心值来改善主梁 受力，或是通过预应力筋的径向偏心距来 消除曲梁内某些截面过大的扭矩，改善主 梁的受力状态。 ３支座布置 互通区匝道桥多为曲线梁桥，曲线梁 桥的不同支承方式，对其上、下部结构内力 影响非常大。国内多起桥梁倾覆变形事故 已经说明了支座布置与结构计算处于同等 重要的位置。对于弯梁桥，中间支承一般分 为两种类型：抗扭型支承（多支点或墩梁固 结）和单支点铰支承。在曲线梁桥选择支承 方式时，可遵循以下原则： （１）对于较宽的桥（桥宽Ｂ＞ｌ２ｍ）和曲线 半径较大（一般Ｒ＞ｌＯＯｍ）的曲线梁桥，由于 主梁扭转作用较小，桥体宽要求主粱增加 横向稳定性，故在中墩宜采用具有抗扭较 强的多柱或多支座的支承方式，亦可采用 墩柱与梁固结的支承形式。 （２）对于较窄的桥（桥宽Ｂ≤１２ｍ）和曲线 半径较小（一般约Ｒ≤ｌＯＯｍ）的曲线梁桥，由 于主梁扭转作用的增加，尤其在预应力钢 束径向力的作用下，主梁横向扭矩和扭转 变形很大。由于桥窄因此宜采用独柱墩，但 在选用支承结构形式时应视墩柱高度不同 而确定。较高的中墩可采用墩柱与梁固结 的结构支承形式。较低的中墩可采用具有 较弱抗扭能力的单点支承的方式。这样可 有效降低墩柱的弯短和减小主梁的横向扭 转变形。但这两种交承方式都需对横向支 座偏心进行调整。 ２桥梁分跨 （３）墩柱截面的合理选用。当采用墩柱 桥孔分跨时除考虑所跨越结构物外， 与梁固结的支承形式时就必须注重墩柱 还应结合线形，宽度变化等指标。布孔时尽 的弯矩变化。在主梁的扭转变形过大同时 量以ｌ６～４５ｍ的常规跨径为主，分联设在 墩柱弯矩也很大（一般墩柱较矮）的情况 宽度变化的起终点处往往会降低设计难 下，宜采用矩形截面墩柱。因为矩形截面 度。Ｓ型桥梁如两反向半径均较小则受力非 沿主梁纵向抗弯刚度较小，而沿主梁横向 常复杂，特别是独柱支撑的Ｓ型桥梁受力一 抗弯刚度较大，这样既减小了墩柱的配筋 般软件难以计算，在设置预偏心时极难掌 又降低了主梁的横向扭转变形，更适合其 ５结语 互通区桥梁多为弯梁桥，由于其结构 受力的非凡性，较同等跨径的直梁桥要复 杂得多，因此在进行设计和计算时应引起 足够的重视。本文仅是笔者参加设计中的 几点体会，不当之处，请同行多多指正。 参考文献 ［１］邵容光．混凝土弯梁桥［Ｍ］．北京：人民 交通出版社，１９９６． ［２］孙广华．曲线梁桥计算［Ｍ］．北京：人民 交通出版社，１９９７． ［３】何维利．独柱支承的曲线梁桥设计【ｃ】． 中国土木工程学会桥梁及结构工程学 会和十四届年会论文集． 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ５１
