正常的道路和桥梁都存在倾斜,其目的是为了排水,防止路面形成“水膜”,确保行车安全。这种倾斜被称为“横坡”,即倾斜高度与宽度的比值。桥面在垂直于路线方向(横向)的坡度即为桥面横坡。桥面横坡主要是为了排水,一般采用1.5%的坡度。横坡的设置形式有铺装时设三角垫层;行车道板做成斜面;在墩台顶部设置横坡。
桥梁横坡的设置形式往往在方案设计阶段确定,由于工作深度有限,大家不会花太多精力仔细推敲。然而,如果处理不当,将会使得部主梁或下部盖梁设计和施工较为麻烦,甚至降低桥梁的耐久性。
一、桥梁横坡的几种处理方法
桥面的横坡,可按路面横坡取用或增加0.5%,一般采用1.5%~3%的坡度,通常设置为双向的(当设置上下行两座独立的桥时,也可以设成单向坡)。有以下几种设置形式:
形式a)适用于板桥(矩形板或空心板)、就地浇筑的肋板式梁桥和较宽的装配式肋板式梁桥。为节省铺装材料并减小恒载,可将横坡设在墩台顶部,使桥梁上部构造形成双向倾斜,此时,铺装层在整个桥宽上做成等厚的。
形式b)用于装配式肋板式梁桥中,为使主梁构造简单、架设与拼装方便,通常横坡不再设在墩台顶部,而直接设在行车道板上。先铺设一层厚度变化的混凝土三角形垫层,形成双向倾斜,再铺设等厚的混凝土铺装层。
形式C)通过横向设置不同高度的垫石以形成桥面横坡,一般用于桥面宽度不大的桥梁,如果桥宽过大,桥面中央处的垫石厚度将过大而不合理。
在比较宽的桥梁(或城市桥梁)中,用三角垫层设置横坡将使混凝土用量或恒载重量增加太多。为此,可将行车道板做成倾斜面而形成横坡,如图d)。它的缺点是主梁构造复杂,制作麻烦。具体设计时,设计者应根据桥梁的工程实际选择恰当的横坡形成方案,合理的横坡设置形式可以简化上下部结构的设计和施工。比如,对上下行独立设计的桥梁,一侧的桥为单向横坡,此时可通过桩柱顶标高不同而使盖梁斜置形成横坡。实际工程项目中,通常在梁底设置楔形钢板来形成横向坡度,同时也可以形成纵向坡度,尤其是斜、弯、坡桥,大多采用楔形块以调整桥梁的纵横坡度。
一般横坡不大于2%,纵坡不大于1%时,对于常用的橡胶支座可以不设置调平钢板,梁、板顺纵横坡度斜置。当桥梁纵横坡度超过上述规定,应当设置楔形调平块。不论纵坡大小,盖梁底面均不设置纵向楔块,否则盖梁顶面将不水平。为使上部结构建筑高度尽量一致,盖梁顶面合成坡度i与路面横坡相同。在其上做楔块的目的是使支座能够水平放置,即楔块顶面为水平,所以盖梁上设置横向楔块就可以了,不能设置纵向楔块。从立面看盖梁顶面呈台阶形。
1) 空心板桥。盖梁顶不需做垫石,故可做成三角楔块,其高度h = B * a / i。
其中,B:空心板宽度;a:桥梁斜度;i:盖梁顶面横向坡度。
2)、箱形梁桥。对于跨径较大的箱梁桥,考虑橡胶支座的更换,需在盖梁上设置支座垫石,其高度不低于8cm,垫石较支座底钢板每边大5~10cm。一般支座+垫石高度按照15~20cm控制。一片梁下两块垫石中心高度分别为h2=h1+B / cos(a) * i%,其中:h2一支座+垫石高度;其它符号意义同前。
3) 位于缓和曲线超高段上的桥梁,由于超高横坡不同,每个盖梁顶面横坡i也不同,甚至相邻两个盖梁顶面坡度i相反,但这并不影响楔块的正常设置。
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