“S”形平面曲線上的超高設計方案研究

單巍巍

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司；公路交通節能環保技術交通運輸行業研發中心，安徽 合肥 230088)

0 引 言

隨著我國公路建設的不斷發展，不少橋梁由于地形限制及線形設計的需要處于“S”形曲線段上，“S”線形橋梁能夠適應復雜地形，與周圍地理環境相協調。但是，給橋梁的設計和施工增添了很大難度。

本文以魏武路老年河橋為依托工程，由于受到路線兩側一級水源保護地及基本農田的限制，本工程處于S形曲線段上。通過對“S”形平面曲線上預制小箱梁橋的超高設計方法進行研究，以期為國內同類型橋梁設計提供參考。

1 實橋資料

本實例橋梁跨徑為6×25 m，橋梁全長157 m。橋梁的起點樁號為K5+059.2，終點樁號為K5+216.2。全橋共分兩幅，橋面布置為0.5 m(防撞護欄)+11.75 m(機動車道)+0.5 m(防撞護欄)+0.5 m(中央分隔帶)+0.5 m(防撞護欄)+11.75 m(機動車道)+0.5 m(防撞護欄)=26 m。橋梁上部結構采用預應力混凝土組合小箱梁，梁高1.4 m，濕接縫寬75 cm。橋梁下部結構采用柱式墩，直徑1.3 m，樁徑1.5 m；樁基接蓋梁橋臺，樁徑1.5 m。鋪裝層厚度為21 cm(13 cm瀝青混凝土+8 cm C40混凝土)。橋梁標準橫斷面如圖1所示。

圖1 橋梁標準橫斷面(單位：cm)

2 跨徑布置

本橋位于圓曲線(起始樁號:K5+059.18，終止樁號:K5+076.384，半徑:1 530 m，右偏)、緩和曲線(起始樁號:K5+076.384，終止樁號:K5+161.384，左偏)、圓曲線(起始樁號:K5+161.384，終止樁號:K5+213.587，半徑:720 m，左偏) 和緩和曲線(起始樁號:K5+213.587，終止樁號:K5+216.221，左偏)上。本橋共六跨，三跨一聯，共兩聯。第一跨在R=1 530 m的圓曲線上，第五、六跨在R=720 m圓曲線上，其他跨徑在緩和曲線上。橋梁跨徑布置如圖2所示。

圖2 橋梁跨徑布置(單位：m)

3 超高設計

本項目需要設置超高，本次設計最大超高值為2%，超高漸變在緩和曲線內過渡，具體見表1。

表1 超高設計值

4 預制梁超高方式

本工程的預制箱梁頂面橫坡均為2%。當橋面橫坡i%不等于2%時，可按合成坡度i%將組合箱梁按鋸齒狀放置，通過調整混凝土鋪裝層厚度實現橋面橫坡。超高設計的實現方式如圖3和圖4所示。圖中H為支座總裝高度。

圖3 工況一：當0

圖4 工況二：當i%<0時

本橋防水混凝土調平鋪裝層最厚處為11.45 cm，最薄處為4.55 cm。預制箱梁時應注意橋梁超高方向，超高數值見表2。

表2 超高參數表(單位：cm)

5 平面布梁注意事項

本橋以道路中心線與橋墩臺中心線交點的連線，向曲線半徑外側方向偏移1/2矢高作為布梁基線進行平面布梁。平面布置如圖5所示。

由于第二～四跨、第一跨和第五跨部分處于緩和曲線段，通過以上布梁方式，故相鄰兩跨同編號主梁中心線在平面上有錯位，詳見表3。

表3 主梁中心錯位表(單位：cm)

圖5 主梁中心線平面布置示意(單位：m)

由表3可知，本橋以道路中心線與橋墩臺中心線交點的連線，向曲線半徑外側方向偏移1/2矢高作為布梁基線進行平面布梁時，平面主梁中心線是有微小錯位，施工時應注意，并采取合適方法調整。

6 結 論

“S”形平面曲線橋梁不僅能夠適應周圍地形地貌，而且節約造價、外形美觀。但是，“S”形曲線橋的設計和施工難度較大，尤其對于上部采用預制結構的橋梁。

對于 “S”形平面曲線預制小箱梁的超高設計，當橋面橫坡i%不等于組合小箱梁預制橫坡時，可按合成坡度i%將組合箱梁按鋸齒狀放置，通過調整混凝土鋪裝層實現橋面橫坡。