英雄山路立交匝道连续曲线箱梁桥设计分析

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翻新时间：2022-08-21

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英雄山路立交匝道连续曲线箱梁桥设计分析

摘要：连续曲线箱梁桥是很多城市的立交桥和高架桥构造中运用最为普遍的一种，该类型桥梁具有较强的适应能力。英雄山路立交工程是济南市二环南路建设工程中一个重要节点，是一座连接二环南路及顺河高架南延快速路的全互通立交桥。受地形及周边环境的影响，该立交桥东西主线及8条匝道均位于曲线段上，其中A、D匝道位于R=55米的曲线段上，笔者通过该立交的设计实践，及多年的桥梁设计经验，谈谈对连续曲线箱梁桥梁设计体会。

关键词：连续曲线；箱梁桥；设计

中图分类号：S611 文献标识码： A

1工程概况

预应力混凝土连续曲线箱梁桥是当前我国桥梁建设中普遍采用的一种办法。特别是城市快速路的迅速发展，互通立交的建设也越来越多，城市桥梁受限制条件较多，曲线梁桥能够很好的适应各种限制的需求，而且结构线条优美，美观大方。

英雄山路立交工程是济南市二环南路建设工程中一个重要节点，是一座连接二环南路及顺河高架南延快速路的全互通立交桥。受地形及周边环境的影响，该立交桥东西主线及8条匝道均位于曲线段上，其中A、D匝道位于R=55米的曲线段上，形式复杂多变。通过该立交桥匝道连续曲线梁桥设计，谈一下对连续曲线箱梁桥梁设计的一些心得体会。

2曲线箱梁桥的力学特性及其存在的问题

曲线箱梁桥最主要的力学特性即是截面出现弯扭耦合状况，并长时间出于该状况。对于直线梁桥，在自重和预应力钢束作用下，荷载是对称的，不会对主梁产生扭矩和扭转变形。但是在曲线梁桥中，自重和预应力荷载作用所产生的扭矩和扭转变形是不容忽视的。在弯扭耦合状态下，可能使桥梁发生翘曲和横向变位或“爬移”，以及支座脱空等不良现象。

（1）变形方面，当曲线箱梁桥处于弯扭耦合效果状况时，曲线箱梁桥会出现竖向变形和弯曲平面内变形两种情况的叠加，因而，曲线箱梁桥变形的程度要远远大于直线梁桥的变形程度，而且梁的外侧变形的程度也大于内侧变形的程度，变形严峻的梁会出现梁端翘曲变形的状况。当梁端的横桥向束缚力不足时，梁体可能会出现向曲线外侧侧滑的“爬移现象”。除此以外，单项行驶构造的曲线箱梁桥的主梁在长时间轿车离心力和制动力的影响下会出现水平错位的状况，错位的一般有两个：一是曲线外侧方向；二是轿车制动力方向。

（2）支反力方面，曲线梁桥的支反力的改变趋势可以分为两类：曲线箱梁内侧变小趋势和外侧变大趋势。当出现曲率半径较小、恒载所占比重较轻或者活载偏载严重等状况时，都有可能引起曲线箱梁桥的内侧支座出现脱空的状况，严重的甚至会导致梁体倾覆。

（3）梁体受力方面，由于曲线箱梁桥同时承受弯矩和扭矩，在弯扭耦合作用下，外侧梁体受力变大，内侧梁体受力变小，致使内外梁体受力不均匀。曲率半径越小、桥梁越宽，这种现象就越明显。这一现象与支反力的变化是一致的。

（4）墩台受力方面，内外梁体的受力不同，导致支反力不均，因此，墩台的受力更为复杂。受支反力不一样的影响，曲线箱梁桥墩柱的轴向压力也会有很大的不一样，影响墩顶的水平受力除了轿车的制动力以及气温区别致使的内力效果以外，墩顶的水平力同时也受离心力以及预应力的影响，并在离心力和预应力归纳效果下构成径向力。因为曲梁的切线方向并不共同，这也致使轿车制动力在下部构造的分配核算更为复杂。

3曲线箱梁桥设计需注意问题

3.1 跨径布置

在大型立交特别是枢纽立交中匝道的规模也在逐步增大，匝道跨径的布置不仅考虑结构受力，还得考虑地面道路的交通组织，匝道不仅跨越下面的非机动车道，有时还需跨越主干道，这就增大了匝道桥的跨径。较大跨径的桥梁需要预应力结构，而预应力次效应会增大“弯扭耦合作用“产生的不良作用，因此应并避免或减少。