曲线梁桥设计计算分析　

赵站伟，刘锋民　

（武汉市公路勘察设计院，湖北武汉４３００１５）　

摘要：通过实际项目内的工程计算和设计，介绍了　

曲线梁桥的受力特点和设计要点；通过运用不同　

的计算方法进行结果验证对比，得到了与理论相　

符合的理想结果。　

关键词：曲线梁桥；力学特征；设计要点　

中图分类号：Ｕ４４８　文献标识码：Ａ　

Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｕｒｖｅｄ　ｂｅａｍ　

ｂｒｉｄｇｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　

ＺＨＡＯ　Ｚｈａｎ—ｗｅｉ，ＬＩＵ　Ｆｅｎｇ—ｍｉｎ　

（Ｗｕｈａｎ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｕｂｅｉ　Ｗｕｈａｎ　４３００１５　Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｒｏｍ　ａｎ　ａｃｔｕａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　

ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｒｖｅｄ　ｇｉｒｄｅｒ　Ｂｒｉｄｇｅｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ；Ａｃ—　ｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｃｏｍｐａｒｅ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｉｔ　ｇｅｔｓ　ｔｈｅ　ｉｄｅａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｕｒｖｅｄ　ｂｅａｍ　ｂｒｉｄｇｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ—　

ｔｉｃｓ；ｄｅｓｉｇｎ　ｐｏｉｎｔｓ．　

引言　

曲线梁桥以其因地制宣、整体桥型美观、结构轻　盈等特点，近年来在我国发展迅速。但曲线梁桥与同　等规模直线桥比较，受力较复杂，设计和施工难度增　

大。有不少的曲线梁桥在运营中也逐渐出现了较多　病害，包括梁体产生扭转变形、侧向变形、外沉内翘、　“爬坡”现象等…。要避免曲线梁桥出现病害，保证桥　

梁安全运营，必需了解曲线梁桥的受力特点，正确进　行曲线梁桥简化分析计算，才能判断数值分析结果的　

正确与否。采用同济大学开发的“桥梁博士”和北京　迈达斯技术有限公司开发的“ｍｉｄａｓ　Ｃｉｖｉｌ”对工程进行　

收稿日期：２０１３＿＿０１—０４　作者简介：赵站伟（１９７９一），男，河南洛阳人，工程师，研　究方向为桥梁设计。　

一４２一　了计算，得到了与理论相符的结果。　

１　曲线梁桥的力学特征　

曲线梁桥最主要的受力特性是，主梁截面在发生　

竖向弯曲时，由于曲率影响，必然产生梁体的“弯一　扭”耦合作用。与相同跨径直线梁桥相比较，其受力　性能特征：（１）其弯矩比相应直桥增大，其截面主拉应　

力比相应的直梁桥大得多。（２）曲线粱桥的变形比相　同跨径直线桥要大，曲线外侧边缘挠度大于内边缘挠　

度，且平曲线半径越小、桥面越宽，这一趋势越明　显　。（３）在对称外荷载下也会产生较大的扭矩，通　常会使曲线外侧主梁超载，内侧主梁卸载，内外侧主　

梁产生应力差别。（４）支承反力有曲线外侧变大、内　侧变小的倾向，当活载偏置时，内侧支承甚至可能产　生负反力，同时也应防止外侧支座超载。（５）中横梁　

除了具有直线桥中的作用外，还是保持全桥稳定的重　要构件，其刚度需要加大，并增设中横隔板。（６）主梁　

内纵向预应力钢束的效应对支座反力分配有较大影　响，计算时必须考虑其影响。　

２　曲线梁桥的支承布置形式　

（１）曲线梁桥按支承方式可分为点铰支承和抗扭　支承；（２）对于连续曲线梁桥，为了保证梁端扭转变形　不至于过大导致伸缩缝破坏，一般在梁的两端设置能　

抵抗外扭矩的抗扭支座，中间支承可以采用抗扭支承　或点铰支承，或交替使用两种支承形式。在曲线半径　较大时，中间采用独柱墩与采用双柱墩，虽然弯矩和　剪力差别较小，但扭矩有明显差别；（３）通过均布力矩　作用在曲线桥与直线桥是扭矩图的对比，曲线半径越　小传递到端支承的扭矩也越小。由于互通内的匝道　

桥宽度一般较小，端支承的间距不大，若存在较大的　

扭矩将使内侧端支座产生负反力，支座脱空，同时靠　近端支承的梁体也要承受较大的扭矩　。　

在曲线半径较大时建议不设计中间独柱墩的多　

跨连续梁，尤其是在桥宽较宽的直桥上不应设置多跨　中间独柱墩。近年来已出现过数次独柱连续梁桥横　

向倾覆事故，虽然现行的公路桥规在横向倾覆稳定性　

方面没有相关的规定，但该问题必须引起高度重视。

　姜宏伟：多孔玄武岩水泥稳定碎石基层的施工技术　

确定的延迟时间内完成，并达到要求的压实度，同时　没有明显的轮迹。（８）碾压过程中，基层表面应始终　保持湿润，如水分蒸发过快，应及时补洒少量的水，但　

严禁大量洒水碾压。（９）碾压完成后，用灌砂法检测　压实度，并和碾压遍数进行校核，压实度不够时重新　压实；若重新压实后压实度还不够，应检查材料密度　

引起的压实度问题。多孔玄武岩原材料因空隙多少　存在不均匀性质，密度随之变化。必要时可将现场混　合料进行重型击实试验，确定最大干密度，计算压实　

度。材料密度变化，使灌砂法检测压实度不能完全反　映压实程度。当碾压遍数超过试验路确定碾压遍数，　路面有石子被压碎情况，可认为压实程度足够，不再　

做过度碾压。　７养生及交通管制　

（１）每一施工段碾压完后立即覆盖养生，覆盖物　尽量选择保水性好、能够回收利用的材料。（２）养生　期间覆盖物要保持湿润，多孔玄武岩成型较慢，养生　

期适当加长，一般需要７～１０　ｄ。（３）摊铺中洒水方　式，建议采用洒水车接水管在另半幅洒水养生。（４）　养生期间采用防护栏封闭交通，并设专人看管，严禁　

其他车辆通行。　

８　结语　

水泥稳定碎石基层使用多孔玄武岩，作为路面基　层主要材料有较高的利用价值。但施工控制要求较　

高，需要一定的施工经验，尤其要控制混合料含水量、　压实质量，是多孔玄武岩施工控制的重要环节。多孔　玄武岩作为路面基层主要材料可以推广应用。　

参考文献：　［１］　ＪＴＪ０３４—２０００．公路路面基层施工技术规范［ｓ］　［２］　ＪＴＧ　Ｅ４０—２００７．公路土工试验规程［ｓ］．　［３］　ＪＴＪ０５７—１９９４．无机结合料试验规程［ｓ］．　

（上接第４３页）　

３．４桥墩设计　马家湖大桥右幅第五联连续箱梁，１７＃～２０＃墩均　采用了抗扭支承，同时将箱体宽度加大，将悬臂长度　由常规的２　ｍ宽减小为１．５　ｍ宽，这样可以有效提高　

梁体的抗扭刚度并加大支座问距，本例１７＃、２０＃墩处　支承间距为４．０　ｍ，１８＃、１９＃墩处支承间距为３．５　ｍ。　桥墩平均高１２　ｍ，根据本桥的特点采用矩形薄壁墩，　壁厚１．８　ｍ宽５．２　ｍ，桥墩外壁四角均设置Ｒ１５　ｅｍ的　

圆弧倒角；承台尺寸为６．８　ｍ　ｘ　６．８　ｍ，厚２．５　ｍ，桩基　础采用摩擦桩设计。　

表３汽车作用内力　

４　结语　

曲线梁桥与同等跨径直线相比，在设计方面建议　加大箱体宽度并减小悬臂长度，加强横隔板设置；加　强腹板侧面受力钢筋、防崩钢筋设计，尽量设置抗扭　

支座并拉大支座间距；加强桥墩的抗推能力，梁端设　置防侧滑装置，给伸缩缝留出足够的变形空间；墩高　

较高或纵坡大时考虑墩梁固结；在计算中预应力计算　线型按空间计算，不能忽视温度作用和汽车离心力的　作用。　

－．－－——４６－－－－——　参考文献：　［１］　刘效尧徐岳．梁桥（第二版）［Ｍ］．北京：人民交通出　版社，２０１１．　［２］　孙广华．曲线梁桥计算［Ｍ］．北京：人民交通出版　社，１９９７．　［３］　范立础．桥梁工程［Ｍ］．北京：人民交通出版　社，２００１．　［４］　李海霞．预应力混凝土曲线梁桥支承设计初探［Ｊ］．　交通科技，２００２（０２）．