随着國家經濟的發展，業主對公路設計的要求不斷提高，受主線與被交路（或河流流向）斜交及鄰近聯跨橋梁布孔影響，橋梁支點斜向布置轉為正交布置這種斜轉正受力形式的橋梁必将越來越多。斜轉正橋梁的設計較為可行的思路和方法有哪些？

高速公路互通主線左線橋跨徑組成為(28 45 28) (2×25) (2×23)m，全橋三聯。第一聯上跨石新大道，與被交路斜交135º。為順适現狀，1#、2#墩采用斜120º布置，其餘墩台均為沿路線曲線徑向布置。因此，第一聯上部結構——整體現澆PC連續箱梁出現了支點斜向布置轉為正交布置的複雜受力狀态，給結構受力分析及構造處理帶來一定的難度。

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常用的布孔

受被交路及互通位置所限，橋位及與被交路交角均不可調，唯有根據被交路現狀拟定合适的橋梁型式。在初步方案拟定時，主要考慮了以下幾種可能的橋型方案：

1）斜轉正跨越方案

受業主要求，跨線橋應采用斜交方式，盡量避免斜橋正做，以利橋下視覺通暢及橋下美觀。根據上述指示精神，本方案被交路兩側橋墩采用斜120º布置（适當加大跨徑，避免斜交角度過大使邊跨最短梁肋長度與主跨跨徑之比不小于0.5。）；為方便後續聯跨設計及施工，3#橋墩采用正交布置；考慮橋跨的對稱性及橋台與路基的順适銜接，0#橋台亦采用正交布置。該方案平、立面布置如附圖：

該方案上部結構采用一聯整體支架現澆等截面預應力砼連續箱梁，梁高2.5m；三柱式墩台，每墩台對應樁基位置設置盆式橡膠支座。

2）加大跨徑正交跨越方案

适當加大跨徑斜交正做跨越方案避免了斜橋的諸多不利因素，因而被廣泛采用。為盡可能減小主跨跨徑和利于橋下美觀，被交路兩側的橋墩常采用上寬下窄的花瓶式墩或帶長懸臂的預應力蓋梁薄壁墩（橋寬較窄時多采用單幅獨柱墩）。該方案平、立面布置如附：

為與附近其它橋梁風格統一及簡化施工，圖中采用等截面預應力砼連續箱梁，梁高2.8m，如不受上述限制，采用變截面連續梁美觀效果更佳。

3）全橋斜交斜做方案

除以上兩種布孔方案外，設計中還常采用全橋斜交斜做方案，平面布置如附圖：

該方案常用于三跨分離式跨線橋，因本橋後繼聯跨較多，全橋斜做顯然不太合适。

02

主梁預制安裝施工可行性

對于中小跨徑的斜轉正橋梁上部結構，除采用整體現澆施工方案外，在特殊情況下，如工期緊張、無支架條件、不允許中斷被交路交通等，也可以考慮采用分體預制安裝施工，此時需注意邊跨梁長變化很大，應按不同梁長逐根主梁進行結構驗算和配筋。如圖所示為分體預制先簡支後連續PC小箱梁布梁方案圖，可供設計參考。

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箱梁普通鋼筋布置

預應力斜轉正箱梁普通鋼筋構造，縱向鋼筋基本與正交或純斜交橋相同，橫向鋼筋有以下幾點值得注意。

1）頂、底闆橫向外側主受力鋼筋布置

頂闆頂層和底闆底層橫向鋼筋為主受力鋼筋，布置時應首選全聯整體正置方案，能極大地方便施工，且能有效避免與正置的腹闆箍筋相互幹擾問題，詳見附圖5。特殊情況可以考慮扇形漸變布置方案，詳見附圖6。如本橋就因按業主要求，頂闆底層橫向受力鋼筋在梁肋位置采取了半數彎起的構造措施，為避免與斜向橫梁鋼筋沖突，而最終采用了扇形漸變方案。采用扇形漸變方案時，需注意控制梯形短邊鋼筋最小間距及長邊最大鋼筋間距，使滿足施工及設計要求。本橋因橋面較寬，梯形長、短邊相差懸殊，長邊鋼筋間距過大，無法滿足橋面闆及懸臂闆受力要求，故在長邊采用了短鋼筋加密處理。

2）頂闆底層和底闆頂層橫向鋼筋布置

頂闆底層橫向鋼筋為主受力鋼筋，底闆頂層橫向鋼筋為構造鋼筋，兩者均存在與斜向橫梁鋼筋沖突的問題，故一般需按扇形漸變布置。如施工時精心處理，能有效解決與橫梁鋼筋幹擾問題，也可以考慮采用正置方案。

3）懸臂橋面闆底面橫向分布鋼筋布置

不管其它橫向鋼筋正置還是斜置，懸臂橋面闆底面橫向分布鋼筋均應正置，這既符合懸臂闆受力特點，又不存在任何鋼筋幹擾問題，還能節約鋼材。

4）斜向橫梁鋼筋布置與純斜橋橫梁鋼筋一樣，需注意彎起鋼筋的彎起斜度應按斜置橫梁計算。例如常規正置橫梁的起彎角度為45º，斜度為1:1，斜30º橫梁彎起鋼筋的斜度則應換算為1:tan45º/cos30º=1:1.155。如外側腹闆設計為斜腹闆，則橫梁側面彎起鋼筋的起彎角度需同時考慮腹闆斜度和橫梁斜度。

5）鈍角補強鋼筋布置

因橋面闆在支承處鈍角區域受力狀态複雜，内力變化劇烈，特别是連續式斜梁橋，在中間支承區域内影響是明顯的[1]。補強鋼筋的布置範圍及方式可按橋涵設計規範JTG D62-2018相關規定執行。本橋鈍角補強鋼筋布置如附圖：

04

箱梁結構受力分析方法與預應力鋼束布置

1）結構受力分析方法

由于本橋結構布置較特殊，給結構分析帶來一定的難度，采用傳統的單梁模型已無法準确模拟結構的受力情況。若采用殼單元或實體單元模型，則目前有限元程序都存在計算速度慢、無法考慮收縮徐變、預應力損失等缺點，用于工程實踐有很大的局限性；本橋采用基于剪力—柔性梁格理論的梁格模型進行結構受力分析，能充分考慮斜、彎橋的受力特性，使梁格節點與實際結構重合的點承受相同撓度和轉角，由此梁格産生的内力局部靜力近似等效于結構内力，用二維的梁格模型代替單梁模型。由于實際結構和梁體系在結構特性上的差異，這種等效隻是近似的，但對一般的設計，梁格法的計算精度是足夠的。

2）預應力鋼束布置

預應力鋼束的布置和本橋施工順序密切相關，為加快施工速度和簡化施工程序，本橋預應力鋼束均采用腹闆束。由于邊跨斜交角度的因素造成内側腹闆與外側腹闆長度差異較大(本橋最大相差8.6米)，而中跨相同位置的腹闆長度為等值，為保證中跨受力能滿足結構要求，邊跨和中跨鋼束均采用通長鋼束，且鋼束根數相同。因此，邊跨側鋼束偏多，為充分利用鋼束效應，一部分鋼束從箱梁頂闆通過、另一部分鋼束根據計算結果在邊跨跨中适當向上緣移動（從左往右，按腹闆長度大小，邊跨各腹闆F2、F3鋼束高度依次上移），既保證了結構受力需要，又不至于因鋼束太多而造成頂闆受拉。腹闆F1～F3采用17ΦS15.2mm規格，F4采用15ΦS15.2mm規格，張拉控制力分别為3297KN和2909KN，邊跨和中跨鋼筋束立面布置見附圖8～10（中腹闆鋼束形狀與此相似，F1、F2、F3鋼束高度漸變）。

第一跨左邊腹闆鋼束立面布置

中跨腹闆鋼束立面布置

第三跨左邊腹闆鋼束立面布置

注：斜轉正這種結構類型的橋梁在條件适宜時能以較小的代價獲得更多的整橋利好，但因其構造相對複雜，設計和施工的難度較大，應經充分技術和經濟論證可行後采用。設計過程中，應做到反複求證、大膽創新，在确保結構安全的前提下，更多地考慮施工的方便性和可行性，盡量減少施工過程中的變更。

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