互通区小半径曲线桥梁设计探讨

林晨 张秋丽

摘要：随着我国改革开放的深入推进，国内各城市均以飞速的发展形势前进着。同时，随着国内各城市的快速发展以及人口的增加，为满足及适应城市发展需求，在桥梁建设中越来越多地使用互通区小半径曲线设计方案，并得到了良好的效果。下面，就一起跟随本文对互通区小半径曲线桥梁设计进行一个简单的分析与探讨。

关键词：互通区；小半径曲线桥梁；设计方法

我国各城市人口及车辆呈逐年上升趋势，这对城市出行交通造成了极大的压力。在交通量集中的交叉路口设置互通式立体交叉，是减缓交通拥堵的有效方法。受到互通区规模的限制以及定向匝道设计要求等，小半径曲线桥成为一种普遍存在的结构形式。

1、什么是互通区小半径曲线桥梁

所谓的互通区小半径曲线桥梁主要指的是桥梁互通区域内桥平面线呈某一种曲线形状的桥梁。一般从桥梁的平面线形来看，互通区小半径曲线桥梁大多数位于桥梁曲线的圆点之上，而少部分桥梁也会位于缓和曲线上。另外，互通区小半径曲线桥梁一般分为扇形曲线桥梁与斜交曲线桥梁两种。但由于斜交曲线桥梁设计施工工艺较复杂，因此目前国内城市建设中多数采用扇形曲线桥梁设计方案。

2、互通区小半径曲线桥梁的设计原则

一般来说，无论是城市中哪种桥梁的设计，都必须首先考虑桥梁所能承载的车流量负荷，而对于互通区小半径曲线桥梁设计，更应该将对车流量的承载能力作为首要的考虑条件以及桥梁设计的基本原则。

首先，在设计中要求互通区小半径曲线桥梁的设计与车流量、车速及区域环境因素相匹配。例如：对地理环境及地下水质等条件相对较好的区域，在设计时就可以适当地提高要求，从而使车辆通行时能够提高车速。而对于地质环境及其它因素较差的区域，则要适当地降低要求。另外，与车辆行驶速度快慢的直接关系因素在于匝道的形式和立交桥的形式，因此在设计中要根据区域车辆行驶的环境因素进行考虑。例如：如果在设计中采用定向连接设计或半定向连接设计时，则车速可以高一些。而在设计中采用环形匝道设计时，则外环道的车速可以高一些，而内环道的车速则要低一些。

其次，在互通区小半径曲线桥梁的匝道交通量的设计中，要充分考虑到城市未来建设的发展能力以及交通量的增长来进行分析。同时，匝道交通量的设计还应该根据交通工程学的设计原理，对互通区桥梁地理位置进行调查、取证、分析，并建立初步的桥梁设计模型，以便更加准确地计算出未来桥梁使用年限内对平均交通量的承载能力。

最后，对于互通区小半径曲线桥梁的设计中要充分考虑到通行能力与公路技术、交通环境、交通管制因素等。并且桥梁匝道外的车辆承载能力直接受车道数量、交织路段长度、匝道口与主线或被交线连接处的能行能力等因素影响。因此在互通区小半径曲线桥梁设计时必须要对各类因素进行综合性的分析及计算，保证互通区小半径曲线桥梁设计的合理性。

3、互通区小半径曲线桥梁设计方法

互通区小半径曲线桥梁设计是满足市政建设及车流量顺利通行的基础，因此在设计时必须遵照一定的设计方法。

3.1、混凝箱梁的控制设计

互通区小半径桥梁一般采用20m以下的配跨设计，上部结构通常为混凝土现浇箱梁。在整个小半径曲线桥梁设计中，依照桥梁设计主体的规划需求，对桥梁的混凝土箱梁实行控制设计是十分必要的。为了保证桥梁设计时混凝土箱梁控制设计得到有效的应用，就必须首先对其桥梁的支座模式进行优化和设计，从而保证整个设计的合理性。例如：支座形式及设计如果达不到要求或是不合理的情况下，在外界温度上升时，支座的摩擦约束力及重力作用会直接导致整个桥梁体的移位，甚至会因移位幅度较大而发生桥梁倒塌事故。另外，如果在设计中桥梁墩座的形式和支座设计不合理，则会导致桥梁因长时间受力造成过早破坏的现象，从而引起桥梁整个墩座的裂痕，造成不必要的损失。因此可以说，小半径曲线桥梁混凝土箱梁的控制设计是负载作用下桥梁承重能力的重要保障。

3.2、主梁扭转控制的设计方法

对于互通区小半径曲线桥梁中的主梁扭转控制设计中，首先要认清曲线桥梁设计与直线桥梁设计之间所存在的巨大差异。通常在直线桥梁设计中，由于其受到的主梁自重影响较大，且时受到预应力钢束的制约，从而使主梁扭转变形的扭矩在一定程度上能够得到很好的控制。而对于曲线桥梁的主梁设计而言，由于受到與其相关的各种因素影响，在主梁扭转变形的环节中对扭矩无法实现很好的控制，进而影响桥梁工程的施工。随着桥梁建设事业的发展以及对曲线桥梁设计的不断分析与研究，在主梁扭转控制中应采用梁端部支柱横向受力的设计方法，并且根据曲线桥梁设计中的特殊性采用相应的对策，进而全方位提升互通区小半径曲线桥梁的承载能力。

3.3、受力系统的设计方法

在互通区小半径曲线桥梁设计中，受力系统的设计是十分重要的。曲线桥梁各种受力作用的设计是保障整个桥梁设计优化，提高桥梁整体结构深化应用的基础条件。首先，在设计中通过对曲线桥梁扭转刚度的控制来保证桥梁变形状态稳定性及受力状态的优化，并且通过对桥梁扭转刚度的控制不保证其对抗弯曲刚度的控制，进而保证受力系统优化设计的有效进行。另外，在受力系统设计中，配筋设计环节的优化是尤为重要的。它主要是通过对受力钢筋以及抗扭曲钢筋的有效利用来实现对曲线桥梁截面的主拉预应力的控制，进而保证桥梁受力系统的均匀性。

3.4、桥梁系统优化设计方法

在互通区小半径曲线桥梁的设计中，要实现对车流量负载的有效控制，从而一方面可以满足车辆通行需求，另一方面可以满足城市经济建设发展的需求。另外，在桥梁系统优化设计中，要根据交通工程学的设计原理，对车流量的平均负载进行计算，并制定出有效控制的方案。同时，在桥梁系统设计中，要充分利用通信系统，进而实现对交通运行条件、技术条件及管理条件的优化。最后，在桥梁系统优化设计算计中，要对桥梁系统进行综合的测试及评定，从而实现桥梁系统中各环节的统一协调。

结语：综上所述，互通区小半径曲线桥梁的设计对提高的城市车辆通行能力以及桥梁承载能力都是十分重要的保证。因此，在对互通区小半径曲线桥梁进行设计时，要根据其具体的设计要求以及其它相关联的因素进行设计方法的分析及制定，以最大限度保证曲线桥梁设计的实效性。

参考文献

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