1、超小弯曲半径桥梁设计【摘要】深圳市中心公园路北 3#、5#桥是位于深圳市后海湾填海区的两座桥梁，其 13.75 米的超小弯曲半径相当少见。本文对该桥的设计和计算进行介绍，提出设计超小弯曲半径桥梁的一些注意事项。 【关键词】超小弯曲半径桥梁，设计， 计算 【 abstract 】 shenzhen center park # 3 # 5, professional bridge is located in shenzhen deep bay reclamation of two bridge, the 13.75 m super small bending radius quite rare.
2、In this paper the design and calculation of the bridge are introduced, presents the design super small bending radius of the bridge some items for attention. 【 key words 】 super small bending radius bridge, design, calculation 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 一、深圳市中心公园路北 3#、5#桥设计 深圳市中心公园路北 3#、5#桥位于深圳市后海湾填海区
3、，跨越中心河，为中心公园路的两个调头匝道，两桥对称，形式相同。桥位处中心河宽 10 米，河道一侧有亲水人行步道，宽 4 米。 由于后海湾填海区规划为商业文化中心区，是代表深圳门户形象的滨海生活区，未来深圳市的“城市名片” ，所以规划部门对此片区的城市设计非常重视，从美观等原因考虑，要求将这两个调头匝道桥设计为弯桥，桥宽 5.5 米（含防撞栏） ，桥中线弯曲半径 13.75 米。这么小的弯曲半径，在国内甚至世界上也属少见。 为保证桥梁安全，设计时了考虑如下内容12： 采用简支体系 同一个工程中共有 14 座桥梁，北 3#、5#桥是其中两座，其他桥梁均设计为墩梁固接的刚架桥。但本桥弯曲半径太小，自
4、重和车载作用下的扭转效应很大，应允许梁端有适当的扭转变形。对于弯桥，保证纵向自由伸缩变形非常重要，因为一旦纵向伸缩被限制，弯桥将类似于平面内的拱桥，产生很大的水平推力，同时产生较大的侧向水平位移，造成桥梁损坏。所以本桥没有设计为刚架桥而采用了简支体系。 2. 注意支座的布置 在荷载作用下，弯桥两端将产生扭转变形，因此在每个梁端都应设置双支座以抵抗外扭矩。支座应具有良好的弹性，因此选用盆式橡胶支座。曲线外侧支座尽量靠外布置，曲线内侧支座位置根据计算确定，保证内侧支座不出现负反力。 弯桥的平面变形可分为两种性质：由温度变化和砼收缩引起的径向变形、由砼徐变引起的切向变形。后者曲率半径不变，无横桥向变
5、形；前者会引起纵桥向和横桥向的变形。所以支座的设置应能使弯桥能自由伸缩变形。 本桥支座布置，在一侧桥台的曲线内侧设一固定支座，曲线外侧设双向支座；在另一侧桥台的曲线内侧设一单向支座（约束横桥向变形，纵向不约束） ，曲线外侧设一双向支座。这样的约束能较好地适应弯桥的水平变形。北 3#支座布置图如图 1 所示。 图 1 北 3#桥支座布置图 3.采用现浇空心板梁 在弯桥中主梁的弯扭刚度比与结构的受力和变形状态有直接关系。弯扭刚度比增大，则由于曲率因素导致的扭转变形显著增大。所以在抗弯刚度满足求的情况下宜尽量增大截面抗扭刚度以减小扭转变形。 本桥采用了整体现浇的空心板梁，梁高 85cm，孔道直径 4
6、5cm，顶底板厚 20cm，空心孔间的腹板厚度为 40cm，断面如图 2 所示。设计断面具有较大的弯扭刚度比。 图 2 北 3#、5#桥主梁横断面 4. 不采用预应力 一方面桥梁跨度不大，仅为 16.6 米，梁高也没有特别的限制，有设计为普通钢筋砼桥梁的条件；另一方面，对于超小弯曲半径的桥梁，采用预应力会使扭转效应更加复杂，可能会带来意想不到的后果。所以本桥没有采用预应力设计。 二、北 3#、5#桥计算 根据以上考虑，对深圳市中心公园路北 3#、5#桥进行了设计和计算，现将计算介绍如下。两桥结构形式完全相同，计算时取 3#桥进行分析。 采用空间杆系模式进行静力分析，主梁离散为 12 个单元。支
7、座按实际位置建立。结构离散图如图 3。计算软件采用商用软件 MIDAS/CIVIL3.图 3 结构离散图 计算作用包括永久作用（结构重力和混凝土收缩及徐变作用）和可变作用（汽车荷载、温度作用） 。作用效应组合考虑基本组合、短期效应组合和长期效应组合。 基本作用组合下主梁弯矩图、剪力图和扭矩图如图 4，图 5，图 6 所示。承载能力极限状态和正常使用极限状态下的各种验算均通过。北3#、5#桥现已正式通车。 图 4 基本组合作用下主梁弯矩图 图 5 基本组合作用下主梁剪力图 图 6 基本组合作用下主梁扭矩图 三、结语 深圳市中心公园路北 3#、5#桥弯曲半径仅 13.75 米，为超小弯曲半径。本文对这两座桥的设计和计算进行了介绍，提出设计超小弯曲半径桥梁的一些注意事项，如不宜采用刚架体系，应重视支座的布置，应采用具有较大弯扭刚度比的截面形式，采用预应力应谨慎。 参考文献： 1范立础.桥梁工程M.人民交通出版社，2001 2项海帆.高等桥梁结构理论M.人民交通出版社，2001. 3北京迈达斯技术有限公司.MIDAS/CIVIL 技术手册M.
