预应力混凝土小半径曲线梁桥受力特点及设计优化

朱雪光

北京市市政工程设计研究总院有限公司 北京 100082

随着我国交通基础建设的不断发展，高速公路及城市道路兴建规模逐渐加大，桥梁已成为跨越山谷河道、连接两侧道路的重要组成部分。其中预应力小半径曲线梁桥由于曲线优美，且能很好的适应地形地物的限制，因此越来越多的受到桥梁工程师的青睐[1]。笔者以深圳市版银通道S1匝道2x25m两跨一联曲线桥工程设计为例，利用空间有限元计算分析软件MIDAS/CIVIL进行计算分析，并通过对比分析计算结果提出相应设计优化措施，从而提高桥梁结构的受力性能。

一、预应力混凝土小半径曲线梁桥受力特点

相比于直线桥，预应力混凝土小半径曲线梁桥具有以下受力特点[2]～[4]：

1、弯矩

对于直线桥来说，上部结构所受荷载是对称的，因此内外侧产生的弯矩也是均匀的。但对于曲线桥来说，由于内外侧箱室半径不同，即内侧箱室跨度小于外侧箱室，从而导致内外侧箱室弯曲刚度存在一定差异。因此在同样的荷载条件下，曲线桥的内外侧箱室会出现受力不均问题，这在设计中也是需要重点关注的地方。

2、扭矩

相比于直线桥，曲线桥由于内外侧内力分配不均，对于结构自重及预应力荷载无论是否存在偏心荷载，扭矩总会伴随弯矩同时产生，特别是在支点处扭矩值较大，加上预应力效应及弯矩影响，会使桥梁上部结构在弯扭耦合作用下出现外侧箱室超载、内侧箱室卸载的现象，从而产生向结构外侧翻转的趋势，而且随着曲线半径的减小这种现象越明显。……