关键词：曲线桥梁；病害；设计与应用
引言：随着我国经济的不断发展，城市化水平的不断提高，由次产生的越来越严重的交通拥堵问题也在不断地受到关注。在城市中解决主干路交通拥堵问题的一个重要办法就是建设城市立交桥。为满足道路交通的平面线形之要求，立交桥常见的桥梁形式即为曲线桥，立交桥可以跨越地面和其他方向的桥梁，形成立体交通，不但能疏解交通拥堵，又具有优美的外形构造。曲线桥梁越来越多的应用，对桥梁的设计亦提出了重大的考验。相比直线桥梁，曲线桥梁确实具有外形美观，连通跨越能力强的特点，但是其也具有因桥梁内外侧受力不均匀而导致的各种各样的问题。因此对于曲线桥梁的设计，如何能根据曲线桥梁的受力特点，采用有效的设计方法和措施，避免在施工和运营期间产生病害以及如何使得曲线桥梁更好的应用和推广成为桥梁设计师们亟需解决的问题。
1、曲线桥梁设计的特点
普通的直线桥梁，其主梁在自重以及预应力钢束的双重作用之下，其在横截面上的受力是对称的，因此就不存在类似主梁两侧受力不对称而导致桥梁主梁扭曲的情况。相对直线桥而言，曲线桥梁不管是自重还是在主梁上的荷载，在其横截面上是不对称的，天然使得曲线桥梁的主梁会产生扭曲变形，而主梁的扭曲又会与主梁受弯矩产生的弯曲结合，产生“弯扭耦合”效应。这种效应使曲线桥梁支座横向受力不均匀，严重时可导致桥梁的某一侧的支座脱空，出现负反力。而在实际工程中以上现象均是无法完全避免的，因此在设计时要充分的考虑到曲线桥梁这些独特的特点，减小这些不利的效应。
曲线桥梁的以上特点，对应着实际工程中的常见病害。由于曲线桥梁内外侧腹板长度不一致，天然的导致曲线桥梁在横截面的受力上是不对称的，轴向的扭转与竖向的挠曲耦合效应也加大了单一的扭转和弯曲效应，相对于直线桥梁，扭转效应会使桥梁产生支座脱空的可能；曲线桥梁两端长期在温度变换作用之下会慢慢的向两侧发生移动，在移动的过程中又会使支座与桥梁产生摩擦的约束作用力，而离心力和预应力等效应也会加剧此种滑移效应，长期作用可能会使桥梁发生横向滑移过大甚至侧翻。而且如果曲线桥梁设计不够合理，会导致桥梁支座过早的发生破坏，进而影响到桥梁的墩柱的受力。而以上这些问题往往是由于曲线桥梁自重和外部荷载所引起的曲线桥梁受力不均造成的。
2、曲线桥梁应用的探讨
曲线桥梁与直线桥梁相比，受力性能复杂，为空间受力，在曲线桥梁的设计中需要考虑多方面的因素，综合保障曲线桥梁的安全性、耐久性等。合理的设计及有效的措施将会大大延长曲线桥梁的使用寿命。
2.1充分的考虑桥梁布局与曲线桥梁要素之间的关系
立交桥是最典型的曲线桥梁，因此在设计立交桥的过程之中，桥梁的结构尽可能的服从平面线形，在线形允许的情况下尽量避免采用曲线桥梁。毕竟相比于曲线桥梁，直线桥梁无论是从受力性能还是结构耐久性方便都更具有优势。在必须采用曲线桥梁设计时，要合理地对桥梁的结构进行最大程度的简化，之后对曲线桥梁的设计进行充分的理论分析和计算，全面研究其承载能力，使用寿命，构造措施和实用性等。
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2.2注意曲线桥梁支承方式的选择
曲线桥梁的支承方式总体分为三大类，这三种形式主要通过抗扭支承（多支点）与单点支承的相互交错来达成。对于桥面较宽的曲线桥梁，由于对于桥面的承载能力要求较高，且对桥梁的抗扭稳定性要求较高，因此在设计中应当采用抗扭性能较强的多柱或者多支座来支承桥梁。相对于宽桥来说，较窄的曲线桥梁对于桥梁的承载能力及抗扭转性能要求较小，在特殊的条件下较窄的曲线桥设计中可以采取单点支承的设计，但是要充分分析和计算桥梁的受力性能。除非条件受限，为保证桥梁的承载能力和抗倾覆稳定性等，未来的曲线桥梁均不建议采用单点支承的设计。
2.3充分考虑单点支承曲线桥梁偏心距的选择
上文已经提到，除非条件条件特别受限，曲线桥梁不建议采用单点支承设计。但特殊情况下必须采用单点支承设计时，为了减小曲线桥梁的扭转效应，在众多的措施中，中支点预偏心是非常合理有效的一个方法。此种方法虽不能完全消除桥梁的扭矩效应，但是可以在很大程度上减小曲线桥梁的扭转效应。通过控制支点和跨中截面的扭矩绝对值在一定的范围之内相互接近，可以确定中支点预偏量，合理的预偏量可以保证桥梁的支座不产生脱空，并使得曲线桥梁的主梁达到最佳受力状态。如果设计的曲线桥梁较宽或承载力要求较高，还需要考虑活载的左右。
2.4注意普通钢筋的设计。
由于曲线桥梁自身的受力特点，相比于普通的直线桥，曲线桥梁对于普通钢筋的配置要求更高，高要求主要体现在曲线桥梁需要具有更强的抗弯曲，抗扭转以及抗剪的作用。曲线桥的普通钢筋不仅仅发挥提高桥梁承载力的作用，其还要求钢筋具有抵抗桥梁内外侧腹板受力不均以及桥梁支座处受力过于集中等由于桥梁受力不均引起的问题。曲线桥梁设计最严峻的问题就在曲线桥由于腹板受力不均而导致桥梁腹板容易崩裂。曲线桥梁的普通钢筋配置应首先考虑扭转效应，配置足够的抗扭箍筋，在支点处腹板内应配置足够的弯起钢筋及抗剪箍筋，顶底板截面内的受力主筋也比相同条件的直线桥要多。对设置预应力钢束的桥梁应配置相应的腹板防崩钢筋等。
2.5合理的选择曲线桥梁的墩柱截面。
我国现在还未有专门针对曲线桥梁的标准和规范，为保障曲线桥梁的结构安全性能，在设计曲线桥梁时一定要合理的选择曲线桥的下部墩柱截面。桥梁上部结构受力不同则下部墩柱截面的选择也大大不同。最常用的桥梁墩柱是圆柱形墩柱，相对于直线桥梁而言，曲线桥梁的墩柱很多情况下采用圆柱并不一定合适。主要原因还是由于两种桥梁的上部结构不同而导致的受力性能的不同，而受力的不同也直接对桥墩的形状产生了影响。曲线桥梁在弯扭变形较大的情况下，中墩的支撑形式将会不同，高墩宜采用墩梁固结的形式，矮墩可采用单点支承形式，矮墩即可采用圆柱墩，但是墩梁固结形式的桥墩，考虑弯扭受力的特点，采用矩形墩更加符合曲线桥梁的受力特点。因此在曲线桥梁的设计中，设计师应充分考虑各影响因素对墩柱截面进行合理的选择，避免出现由于墩柱截面及构造选择不合理而导致桥梁整体出现病害事故的情况。
结语：
曲线桥梁的设计相对于直线桥梁设计而言，设计过程更为复杂，考虑的因素也更多，其不仅要考虑温度、预应力等的影响，还需要考虑活载的不同影响面加载对桥梁设计的影响。根据曲线桥梁的结构特点，我们分析了曲线桥梁的常见病害，在设计中可采取相对应设计方法和构造措施，以此来减小曲线桥由于其自身结构特点带来复杂性。随着我国桥梁设计方法的快速发展，曲线桥梁的设计应通过精细化分析，使得我们能够更加精确地掌握曲线桥梁的受力特性，从而使我国曲线桥梁结构设计更为安全可靠，也更加经济适用。对我国曲线桥梁的推广和应用产生更大的推动作用。
参考文献：
[1]李申惠.城市桥梁结构病害处理及加固设计[J].建筑技术开发,2019,46(15):123-124.
[2]杨海平,马悦.某桥梁病害整治及加固设计分析[J].城市道桥与防洪,2019(08):123-125+17.
[3]祁信丽.公路桥梁病害及加固设计技术[J].河南建材,2019(03):226-228.
[4]王继平.公路桥梁病害成因及养护管理[J].交通世界,2018(31):90-91.
[5]晏杰芳,邱金亮.市政桥梁常见病害分析及相应的加固设计要点[J].科技创新导报,2018,15(32):36-37.
论文作者:满建琳
论文发表刊物:《城镇建设》2019年22期
论文发表时间:2019/12/12
标签：桥梁论文; 曲线论文; 受力论文; 病害论文; 单点论文; 支座论文; 腹板论文; 《城镇建设》2019年22期论文;