关键词:高架桥;倒T形;PC轨道梁;重庆轻轨
1概述
重庆市轻轨线路纵贯长江和嘉陵江间狭长的渝中半岛，穿行于中梁山至真武山之间的低丘地带，总长14.35km。沿途共有14个车站、2个主变电所、1个车辆段、1个控制中心。
重庆轻轨较新线一期工程在我国首次采用跨座式单轨交通系统，其轨道梁既是车辆的承重结构，又是车辆运行的轨道，因此设计时除必须确保轨道梁的强度、刚度外，还必须确保轨道梁的线形精度。
倒T形PC轨道梁是跨座式单轨交通系统轨道梁中具有突出特点的一种新型结构形式，具有跨越能力强、刚度大、噪声低、防腐性好、耐久性高的优点，为城市单轨交通跨越既有城市构筑物的首选方案之一。由于受线路平纵断面、既有城市立交桥净空和车辆限制，以及腰部安装接触网汇流牌需要，倒T形PC轨道梁的上部尺寸必须满足85cm×150cm的断面尺寸及相应的平面曲线，而且行车的净空也有特殊要求(即上述梁断面上方及左右都不能有障碍物)，结构高度也受到限制。因此，跨座式单轨交通系统倒T形PC轨道梁的设计是一项全新的、具有较高设计难度的工作。
重庆轻轨较新线一期工程于大堰村维修基地出入段线路跨越长江二桥北引道处，由于受地形、地物控制须采用较大跨度，且线路位于曲线上，因而入段线采用跨度为33.608m和29.8m的2跨倒T形PC简支轨道梁;出段线采用跨度为40m的3跨倒T形PC简支轨道梁。由于跨座式单轨交通在我国实施尚属首次，跨座式单轨交通系统倒T形PC轨道梁为国内首创，目前在国内外均无设计标准，更没有“倒T形PC轨道梁”的设计资料和相关范例。因此，跨座式单轨交通系统倒T形PC轨道梁的设计研究是一项艰巨的创新工作。
目前，根据日本和马来西亚的经验，跨座式单轨交通系统PC简支轨道梁的跨度都不超过22m，更大的跨度采用钢结构或连续梁结构。钢结构轨道梁一般是板梁，构造比较复杂，特别在小半径的平面曲线上其构造更加复杂且构件的加工、组拼施工都特别困难;马来西亚曾采用跨度为40m左右的直线连续PC轨道梁结构，截面为变高度形式，其梁高从跨中的1.5m左右过渡到支点附近的3m左右。考虑到在小半径的平面曲线上设置变高度的连续PC轨道梁的设计和施工难度都很大，因此未采用上述方案。根据曲线梁扭矩较大的特点，首先比较“山”字形槽形梁和倒T形梁，经分析计算，槽形梁预应力配置较多、混凝土体积较大，施工中模板制作、预应力张拉不便;其次比较简支和连续梁方案，连续梁通长束长约120m，张拉后预应力施加的效果不好。故本设计采用了“倒T形PC简支轨道梁”方案(图1)，并在大跨间的墩顶预留张拉空间，梁部施工完成后浇楔形混凝土。
设计段内的线路纵坡为3.343%与平坡，其衔接的竖曲线半径R=1000m，平曲线半径为R=100m(不设缓和曲线)。本文重点以出段线3跨跨度为40m的简支梁(图2)为例，简要介绍入段线简支梁计算和倒T形PC轨道梁设计。其中第1跨(B1段)位于直线与圆曲线上，其直线部分跨长16.283m，曲线部分跨长23.717m;第2跨(B2段)位于圆曲线上;第3跨(B3段)位于圆曲线与直线上，其曲线部分跨长38.854m，直线部分跨长1.146m。3跨均为后张全预应力混凝土简支梁。由于是跨座式轨道梁，因此设计除满足承载力要求外，还要求在制造过程中满足线路设计要求的流畅的轨道线型。
2重庆轻轨曲线梁桥特点
2.1简支曲线梁桥的主要力学特性
(1)竖向荷载下的受力特点
同直线梁桥一样，曲线梁桥在竖向荷载作用下，梁截面内产生弯矩和剪力，但由于曲线梁桥本身的几何特性，导致梁发生扭转而在截面内产生扭矩。扭矩的大小与曲线梁桥的曲线半径有密切的关系，对于相同的竖向荷载，曲线半径越小，截面内的扭矩越大;反之，扭矩越小。
一、中国传统线性审美
1.线的情感性
从几何学角度来看，线是点与面之间的过渡。不像点拥有太强自由度，难以成型，也难以将思想感情寄托与其上，不具有表达功能。而面，太过拘谨，表现范围已被固定，所有感情都表露在外面，不符合东方含蓄审美思想，故许多国画在创作中都要进行艺术留白，将本来完整的图画故意去掉一部分，展现出意境美。从这点来看，线正好符合传统审美，可以灵动柔美也可以宁折不弯，依据设计者造型需要，随意改变。而且没有长度、宽度、厚度进行限制，更富有变化感，帮助设计者激发无限灵感。
2.线的装饰性
将情感寄托于线条之上，则使线条展现出装饰性。线条展示形态虽然只有直与弯两种，但两种形态都具有独特美感，直线设计可以使得整个作品看起来干净爽朗，就如书法中竖笔，不管是悬针还是垂露都要以直取胜，衬托出字整体气势，而且符合中庸之道思想，不偏不倚，适中为上。而弯线设计则使得整个作品自然质朴，因为自然万物在形态展现时，曲线居多。曲笔，更能体现道法自然之感。在传统设计装饰中，体现最多则是在工笔画与器物造型上，如“吴带当风”的画圣吴道子在艺术创作中大量运用曲线使画中人物看起来有翩翩出尘之感，创造了一种满壁风动气势。3.线的民族性线条审美文化并非一夜之间养成，从先秦再到唐宋五朝，再至现代，线性审美在一代代设计者应用传承中，早已深入民族文化，成为我国传统文化一部分。线性审美也是民族文化展现的一部分。而现代设计者通过电子科技及现代装饰理论，几何学原理进行线条再创作，也是对于传统文化继承与创新。
二、线性审美在室内设计中的应用
室内设计中，立体造型是多种多样的，而且依据摆放位置占用空间不同，也具有不同功效，设计者不但要考虑到外在作用还要考虑到内部功用。而线既是设计作品沿边界线，也是图形构成的基本骨架。
1.空间结构中线的体现
如前所述线没有宽窄、薄厚之分，拥有较大自由度，在运用中可以随意搭配、划分长短与疏密。而人从视觉角度对于空间结构判断则是通过线形变化与长短比例为依据的，通过变化线条长短比例是整个空间看起来更符合人类视觉审美，而且使整个空间看起来不呆板充满活力，如最简单的沙发设计，现在很多沙发构成都为一个主体沙发，搭配单人沙发、贵妃榻或是双人沙发，在线条比例上为1:2:4，看起来更加合理，而在摆放过程中也很少并排摆列多为横-竖-横，横-横-竖，使房屋空间优化配置，看起来舒服大方。
2.分割与组合作用
在现代室内设计中，线条也通过不同排列展示出立体化效果，为了更合理分配房屋空间资源线条也起到了分割与组合作用。在室内分割中，线条应要展示出一种隔而不离效果，不是直接将空间分成一格一格，而是加强视觉层次感，运用线条使空间看起来更加明朗。如在建筑物内电梯与楼梯设计，商场中，由底层直接通往顶层的大型电梯，是整个卖场空间向高处扩张，即使卖场内商铺布局较密，从整体视觉角度也会觉得开放，明亮。而很多西方建筑如教堂、剧院在楼梯设计中采用旋转设计，增加了空间层次感，站在楼梯顶端向下看，一重重螺纹也具有观赏功能。室内线条组合设计也是一种常见设计方案，如上文举例中沙发摆放，就是一种简单线条组合。而现代室内设计中墙面装饰也常用线条组合，如在照片墙设计中，通过墙上相框高低位置，大小不同使整个墙面看起来显得青春活力，而且这种装饰手法既起到了装饰效果也有效利用了墙面空间资源。
3.线性装饰作用
这是线条最普遍一项功能，在室内装饰中也有助于调整房间氛围，如房间色彩以冷色调为主，家居风格简约、硬朗，可增加一些曲线设计均衡氛围，增加房间亲和力；而房间色彩以暖色为主，家具颜色鲜亮、空间占用大，则可以装饰一些直线线条纹饰，或是多采用竖线设计，使整个空间看起来明朗不累赘。另外改变线条斜度与曲率有时也会起到一些意想不到的装饰效果。
三、总结
关键词：意义；桥梁设计；结构计算
引言
随着国家经济的快速发展，国家公路交通、城市快速路的建设速度越来越快，曲线桥是互通、大型枢纽不可或缺的重要组成部分，在城市快速路中的地位也不可取代。而在我国桥梁设计体系和理论等等都不够完善，在现代化曲线桥梁设计的领域有许多的不足之处，还有较大的发展空间。在我国经常使用的曲线桥梁上部结构设计有现浇混箱型结构、钢箱梁结构，不仅能够承受弯矩和剪力，并且有较好的抗扭承载力。
1现代化曲线桥梁设计的意义
目前曲线桥梁在现代化的公路及城市快速路中的数量逐年的增加，应用已经非常普遍，在曲线桥梁设计中应该从多方面进行全方位的考量，关于桥梁施工期、使用期安全性等问题，都是应该着重要考虑的地方。在曲线桥梁设计中首先是选择合理的结构方案，其次对结构的分析和连接的设计也是不容忽视的，在这分析过程中不仅要取用规定的安全系数和可靠的指标，而且要充分考虑交通的现状，选择合适的偏载系数，这样才可以保证桥梁结构的安全性。在城市建设中，现代化的曲线桥梁设计意义重大，是一个城市的标志性建设，这样一来就要不断的完善桥梁设计理念和结构体系。
2现代化桥梁结构设计
2.1桥梁结构设计的重要性
为了跨越河流、沟谷、下穿路等必须修建各种桥梁，因此桥梁是交通的重要组成部分。我国的桥梁建设在世界建设史上有辉煌的记载，古代的赵州桥、现代的苏通大桥等都是我国桥梁设计的典型代表。桥梁的设计必须遵循基本原则，如安全，适用，经济，美观，在当今还必须有环保观念。社会发展的今天，新兴技术日新月异的改变，在桥梁设计方面也是如此，必须与时俱进，采用新技术的同时采用新结构，新设备，新材料，认真学习国外的先进桥梁设计理念。
2.2结构构造设计
本桥平面位于曲线上，在沿跨长的各个控制截面上，除承受弯矩和剪力外，还承受一定的扭矩，故主桥采用单箱双室预应力混凝土连续箱梁，梁高2.0m，跨中截面，箱梁底板保持4%的倾斜，顶板倾斜同桥面横坡，桥面横坡通过箱梁腹板高度调整而成。全桥除在支点处设横隔梁外，由于本桥处于曲线上，为增加整体横向整体性和抗扭作用，还在各跨跨中设置1道30cm厚横隔板，端横梁宽1.5m，独柱中横梁宽2.2m，其他中横梁宽2.0m。
2.3预应力布置
主桥根据受力计算配有纵向预应力束，布置了腹板束、顶板短束、底板短束，分别采用15-14Φs15.2mm、15-15Φs15.2mm，锚具采用0VM15-14、0VM15-15，波纹管采用镀锌金属波纹圆管。腹板束在梁的两端对称张拉，顶底板短束在箱梁内设置齿块，两端对称张拉。张拉控制应力σcon=0.75fpk=1395MPa。
2.4结构计算
2.4.1主要计算参数
体系整体升降温：±25℃；基础不均匀沉降取0.7cm；混凝土加载龄期为28d；平均相对湿度80%，收缩徐变按10年考虑；竖向梯度温度：正温差T1=14℃，T2=5.5℃，A=300mm；负温差为正温差的-0.5倍。预应力钢束管道摩阻系数μ=0.25，局部偏差系数k=0.0015，张拉控制应力1395MPa。
2.4.2计算理论及控制条件
现浇连续箱梁按一次落架模型，采用有限元程序Dr.BridgeV3.1和MIDASCivil2012对该桥的平面及空间进行计算分析。本桥按预应力混凝土A类构件设计，持久状况极限状态承载能力验算的荷载效应组合设计值进行计算（已计入桥梁重要性系数）。
2.4.3预偏心设置
9#墩为无抗扭刚度的点，铰支座，预设中间支座的偏心可改善桥梁的内扭矩，使最大、最小扭矩绝对值接近相等，从而减少抗扭钢筋的用量，同时也改善端部所受扭矩，使各支座受力均匀。纵梁划分为82个空间梁单元，采用刚臂模拟两端抗扭支座、点铰偏心支座和对应梁单元处的节点，且其刚度定义为无穷大。改变与偏心值对结构各截面受力的影响很大，随着预偏心值的变化，边跨扭矩近似发生了上下平移和微小的转动，在优化得出的e=0.05m下，边跨内正负扭矩绝对值近似相等。
2.4.4主梁纵向计算
纵梁划分为82个单元，采用刚臂模拟两端抗扭支座及点铰偏心支座和对应梁单元处的节点，且其刚度定义为无穷大，支承节点号为84#～92#。持久状况正常使用极限状态短期效应组合下的纵梁上缘、下缘最小应力值包络，所有截面均满足规范要求，且有一定的富余。通过对结构进行计算分析，纵梁在持久状况承载能力极限状态强度与持久状况正常使用极限状态下的应力均满足规范要求。
2.4.5预应力钢束摩阻损失
曲线梁桥的预应力钢束是具有双向曲率的空间曲线，它的摩擦应力损失计算与空间曲线的几何特性――挠率与曲率有关。对于曲线梁桥，所有预应力钢束在水平面的投影都应当是圆弧形，这种圆弧形不可能由成孔材料自然形成，只能由人工在较多的点上将其固定形成。这样得到的管道在水平面上的投影是通过所有固定点的折线形。每一个转折点都是一个局部偏差。固定点的间距越大，水平曲率半径越小，局部偏差越严重，故本桥在纵向计算时除了满足规范外，还保证一定的富余值。本桥为减少摩阻损失，一般定位钢筋网间距直线段为80cm，曲线段为30cm，平弯、竖弯段及箱梁梁底轮廓变化段应适当加密，且与箱梁钢筋牢固焊接，以保证施工过程中钢束位置不发生移动或变形。
3曲线桥梁与直线桥梁的区别
曲线桥梁是现代城市建设中常用的设计方案，比以往的直线桥梁具备更多的实用性能，更加的符合桥梁设计遵照的基本原则，无论从结构上，受力上，曲线桥梁的设计都比直线桥梁要更复杂，从整体上把握，曲线桥梁的支座平面位置要合理布置。
4桥梁施工技术规范
随着我国经济的发展，桥梁建设在施工方法上有了较大的创新，已经涌现出多种新型技术，通过大量的施工实践，积累了丰富的桥梁施工技术的施工经验，这样能够有效的提高我国现代化曲线桥梁的技术与施工水平。首先桥梁施工必须做好施工前的准备工作和施工技术中的管理工作，应该严格执行规范，也必须严格遵照有关技术操作流程施工，在施工中应采用新技术，新材料，新结构等等。在施工过程中应该保证桥梁的安全性，遵守安全操作规程，加强施工人员的安全生产教育，并且应该建立健全的安全生产管理制度。
一、展示设计的概述
剖析“展示”一词，“展”是展开、显示、呈现的意思，“示”是演示、启发之义，合在一起则表达的是一种动静结合活动。一般现代展示可以分为动态展示与静态展示两种形式。动态展示是人通过视、听、触等感官上的互动不同体验，参与到展示活动中。而静态展示则是指传统的文字说明、图面展示、商品陈列等简单的工人观看的形式。随着社会的快速发展，动态展示更加受到人们的青睐，尤其是VR技术的应用，为展示设计的动态互动添加了新动力。
集市上的物物交换是最古老的展示。《易经》中记载“神农氏作，列于国，日中为市，致天下之民，聚天下之货，交易而退，各得其所。”可见在原始社会就出现了集市贸易。约瑟夫・帕克斯顿设计的水晶宫为我们呈现了1851年的第一届世界博览会，玻璃和线性的钢结构的应用使展览呈现出一种现代感。1889年的法国巴黎的埃菲尔铁搭，1893年芝加哥世博会霓虹灯的应用，1958年的“原子塔”，再到2010年我国举办的上海世界博览会，2015年的米兰世界博览会，线元素应用在各个展馆的方方面面。
二、展示设计中线元素的情感表达
在设计中，点、线、面三个基本设计要素被广泛应用。而在展示设计中，点一般被理解为单一展品的呈现、展台的布置、灯光的布置等；面由于具有可操作性较强，形式多样等因素一般被用于置放展柜、呈现海报、突出企业LOGO等方面；而线元素在基本构成中就起到贯穿点与面的功能，在空间设计中更是被灵活应用。而不同形式的线所表达的空间情感各异，而我们常见到的有直线（粗、细）、曲线、斜线等几种形式。
直线又可分为细线和粗线，细线给人纤细、敏感的情感，而粗线给人一种稳定有力的情感。作为生活中最常见到的设计构成要素，运用到展示设计之中，可以与立体形态相结合，也可以作为独立的立体形态进行呈现。Capri店铺设计中隔断与展示柜的设计主要采用的就是直线形式，而且线的数量较多，排列密集，使得整个空间具有一定的细腻感。日本仙台举办的MT胶带宣传展览中同样大面积的采用了直线元素，不同颜色和长度的胶带从天花板处垂直悬挂在空间中，营造出一种缤纷梦幻的展示空间。
曲线给人一种柔美且优雅的情感，正因为如此，在日常生活中，常常被应用于以女性为主要受众的空间之中。单一元素的曲线营造的造型，一般比较的柔和，如PKApothecary美容护肤专卖店里的展柜，外部形态是由多条曲线围合而成，散发着一种柔美的情感。同时，曲线相对于直线而言，又具有一定的动感，采用曲线造型的家具、展柜、展品可以给整个空间增添活力。
斜线给人一种方向性和不稳定感，一般在灯光照明、酒吧、迪厅等对动感要求比较明显的空间应用较为广泛。在一些运动品牌的商店或者商品上我们不难看到斜线的身影，如Nike专卖店中常常采用斜线与灯光相配合，营造出一种动感空间。在一些楼梯或者原本倾斜的空间中运用斜线，更是可以达到一种与众不同的效果。
三、线元素在展示设计中应用
（一）巴黎爱马仕左岸店
由RDAI建筑事务所和DenisMontel精心设计的巴黎爱马仕左岸店，运用木质板条对整个空间进行了合理的设计与划分。木制的楼梯入口直通精品店内部，编制的楼梯扶手同样是采用的木质板条，配备皮质装饰，为楼梯添加了一种流动的韵律。室内设计了三个九米高的主要展示空间，整个造型呈现出一种喇叭形，愈靠近屋顶愈倾斜，并且聚拢在一起，仿佛一朵朵盛开的花朵。三个主要展区同样采取木质板条编制组合的形式，面积不小于七十平方米，结构轻盈，空间通透，使展品的陈列更具艺术性。展区采用自然采光为主，辅之以人工照明，中庭的顶部采用的是巨大的玻璃幕墙，而在三个木制的展示空间的横梁上，设计设置了一排光源，使得三个主要的展示空间在夜晚时也能有充分在照明。条状的木质板材为整个空间增添了一份灵动的氛围，配备灯光的设置，更使得空间显得温馨舒适。
设计师在营造整个空间时，大量的运用曲线这种十分柔和的设计元素，为顾客呈现出一个舒适的家氛围。空间内陈列的商品同样以在家庭陈设的方式呈现，值得一提的是，店面内设有一花店，配合三个木板条编制的主要展区，为充满木质元素的室内设计增添了一抹自然的韵味。
（二）Diesel限量产品展厅设计
Diesel原意是“柴油”，其创始人伦佐・罗索解释品牌的含义“Diesel这个词短小精悍，叫起来朗朗上口，虽然有顾客以为我们是卖柴油机的，但这正是我们牛仔裤的内涵――活力四射，朝气蓬勃。”在东京青山道的Diesel限量产品展厅设计，每两个月就会推出一次高档的现代艺术展览，同时将DieselDenimGallery最新的限量版的服装和谐的陈列其中，这些产品体现了一种时尚、年轻具有活力的文化，在空间营造上每个设计师都有自己独特的设计手段，但通过线元素将整个空间进行设计、串联、重组是最为常见的形式。
由GENETO建筑设计事务所为其设计了名为“powerplant”的大型艺术装置，由28块红色Z字形胶合板组成，大大地改变了顾客的视觉角度，也微妙地控制着顾客对于整个空间环境的体验。由Tanijiri设计了一个命题为自然工厂的“创造性艺术空间”，展厅内由白色管道组成的树，其枝干向四面八方蔓延至天花板和墙面纵横交错，时尚商品放置于这些由管道所形成的网中，展现出DieselDenim系列的服装，其实是可以像这些无限蔓延生长的树干分枝一样，可以演绎出多种时尚感觉的展厅设计理念。都体现了线元素在展示空间中的灵活应用。
四、结语
在展示设计中，线元素具有十分广泛的应用，不同形式的线具有不同的情感。直线的果敢，曲线的柔美，斜线的动势，都为空间的营造提供了基础。设计师通过把握线的“韵动”，将其充分运用到展示造型设计之中，可以将展厅塑造的更加生动，更加具有魅力。
【参考文献】
[1]祝军，刘昕.展示设计[M].北京：北京理工大学出版社，2014.
关键词：曲线梁桥；受力特点；设计要点；下部支承
1、前言
曲线桥梁的美观与实用，线形突出和不占用太多土地等特点受到广大桥梁设计者的欢迎和青睐，从而在实际中得到广泛应用。但是曲线桥梁设计比较复杂，受力状态明显区别于其他结构形式的桥梁，所以设计中更加要求设计师综合考虑各种可能对设计结果有不利影响的因素，特别是对桥主梁和桥墩有影响的因素。在我国已经出现多起因为设计因素而导致的桥梁事故的发生，比如主梁的开裂、偏转或者支座脱落，事故发生后，更需投入人力物力财力对原桥进行拆除，给国家带来严重的经济损失。
综上所述，曲线梁桥的设计，必须引起充分重视，并使用空间分析程序对其上下部结构进行全面的整体的计算。下面就曲线梁桥设计中遇到的一些实际问题进行分析。
2、曲线桥梁的特点及其受力形式探讨
2.1曲线桥梁梁体的弯扭耦合作用
曲线桥梁的曲梁在受到其他荷载的作用下，和其他受力体一样会产生弯矩和扭矩，由于受整理受力体的影响，弯矩和扭矩相互作用影响，从而使的梁处于弯扭耦合作用状态。此时，弯梁曲线桥表现出明显区别于其他桥梁的受力状态―截面主拉应力比普通直梁大的多。此时由于扭矩的作用，外侧的竖向挠度明显较大，使得桥产生扭转变形，由于弯扭耦合作用，在梁端可能出现翘曲，当梁端横桥向约束较弱时，梁体有向弯道外侧“爬移”的趋势。
2.2下部受力复杂
由于每个桥墩的内部和外部的支座反力有明显差异，垂直力有明显不同。弯桥的墩顶水平力，与直桥的制动力，内力，温度变化等引起的地震力相差不大，但也存在径向力，径向力主要由离心力和预应力张拉所产生。
基于上述的曲线梁桥的受力特点，可以得出在单立柱支承曲线梁桥结构设计中，配合其全面的整体空间受力计算分析，只采用横向分布的简化计算方法，不能满足设计要求。必须能承受纵向弯曲，扭曲和变形的作用下，结合它的重量、预应力和汽车活载作用与详细的应力分析相结合，充分考虑其结构的空间受力特性，从而得到一个安全，可靠的结构设计。
3、下部支承方式对曲线桥内力的影响
曲线梁桥的不同支承方式，对其上、下部结构内力影响非常大，根据其结构受力特点一般采用的支承方式为：在曲线梁桥的桥台的两端或盖梁处采用两个或更多个点的支承支座，这可以有效地以这样一种方式支承，以增加横向的抗扭转特性，以确保横向稳定。曲线桥梁支承设计有很多种方式，可以使用曲线梁桥支承处得到更好的处理，根据平面弯曲，跨度，墩柱横截面，墩柱高度和预应力钢束力合理地选择具体的支承方式。采取矩形宽柱上设置双支承点，或者采用双柱中墩。这样的支承形式，可以提供更大的扭转约束。
独柱墩顶与梁固结的方式，柱墩可以承担部分主梁扭矩，扭转变形对主梁具有约束。采用的不同的方式对曲线梁桥的下部结构的受力有很大的影响，迫使不同的桥梁应采用不同结构的支承方式。通过以往的曲线梁桥设计经验发现以不同的支承方式可以影响桥梁的应力状态，其别是主梁的扭矩值和扭矩沿桥梁纵向分部的特点，同时还有主梁的受力状态。
下面将举例说明不同的支撑方式对曲线梁桥的影响。
某立交匝道桥，桥梁跨径为30×2+33+30×2+20=173m，中段有Pt=33m(桥梁中线)的圆曲线段，最大圆心角为1830，整个桥梁位于道路回头曲线内。桥梁横截面为单箱单室箱形预应力混凝土梁，梁高1.65m，中墩全部采用独柱，墩柱顶部放置板式橡胶支座。设计中采用空间计算程序进行了详细的受力分析，其中对各中墩单点支承和双点支承(支座间距2.5m)两种结构形式进行了计算比较，图1是两种结构的扭矩图。
从图中可以看出：①采用双点支承时，在主梁的自重作用下，扭矩值较单点支承时的值最大可达30％，说明双点支座可有效减小主梁自重扭矩；⑦双点支承时，预应力作用下，扭矩值较单点支承的值增大很多，而且扭矩分布规律也发生了变化，说明双点支承增大了主梁预应力所产生的扭矩；③在主梁自重与预应力荷载的合成扭矩仍然是双点支承的大。当然这种规律对所有桥梁不一定有普遍性。
4、实例探析曲线梁桥下部支承设计意见
对结构的抗弯扭耦合性能估计不足，结构抗弯扭耦合性能较薄弱，以致发生过大的扭转变形(如内侧支座脱空)、支座或支座处混凝土发生破坏。一般来说，当曲线桥的半径r＜100m时，就被称为小半径曲线桥，与大半径曲线桥相比，在跨径相同的情况下，因为曲率半径小，小半径曲线桥的“弯扭耦合”作用更加明显，对抗扭性能的要求也更高。在曲线梁桥下部结构设计时，为减少占用土地、改善下部结构布局、增加视野和桥形美观，其下部墩往往往采用独柱支承方式。此种下部结构的抗弯扭耦合性能较差，对小半径曲线独柱墩桥的抗扭性能的研究更应引起我们的重视。我们以铜陵市小半径曲线桥为依托工程，对小半径曲线独柱墩桥支座的抗扭性能和主梁的抗扭性能进行静载试验，得到了一些研究成果。
4.1工程概述
A匝道桥跨径布置为3×(3×20)m，全长183.44m。桥梁最大纵坡4％，最高处设R=933.821m的竖曲线；横坡由桥梁起点的-2.12％线性过渡到终点的4％，平曲线采用R=50.0m的小半径圆曲线。上部结构采用梁高1.4m的等高度斜腹板(加圆倒角)钢筋混凝土连续箱梁。下部结构桥墩采用扁柱式墩，墩顶弧形加宽，长边中间刻凹槽，在伸缩缝处采用双柱式墩，墩顶用系梁连接，桥台为轻型埋置式桥台，桩基础。桥面铺装为10cm厚的沥青混凝土，桥梁全宽8.5m。设计荷载等级：城-A级。
4.2结构受力特点
曲线梁桥受力特点是相对于直桥而言的，由于主梁的平面弯曲使得下部结构墩柱的支承点不在同一条直线上，从而造成曲线梁桥的受力状态与直桥有着很大差别。
(1)从分析直桥角度来看，由于主梁自重和预应力钢束的双重作用，桥梁的荷载是对称的，因此对主梁不产生扭矩和扭转效应，曲线桥梁在这方面有明显不同，由于自重和预应力效应所产生的扭矩和扭转效应必须引起设计人员的足够重视，在较大跨径、大曲率、小半径的曲线桥梁的设计中，主梁组合最大扭矩可以达到纵向最大弯矩值的50％以上。
(2)桥梁支撑点的位置对受力情况有较大影响，因此采用独柱支承，同时考虑到曲线桥梁抗扭能力弱，故，曲线桥梁两端设置抗扭支承，以增加桥的整体稳定性由于端部支座横向受力分部不均，当主梁传递力到两端时，一定概率会导致发生支座反力为负值的情况。还有行车荷载的偏心传递，以及行驶时的离心力也会使曲线桥梁发生偏转和扭转变形。
关键词：预应力曲线梁扭矩偏心荷载
中图分类号：TU378文献标识码：A
1概述
随着城市交通的快速发展，城市立交正得到广泛的应用，使日益繁忙拥挤的交通状况得到极大改善。在立交设计中，转向匝道较多采用小半径曲线连续梁（钢筋混凝土或预应力混凝土梁），但由于以往对这种曲线桥的认识不足，在设计和施工过程中未能有针对性地采取不同于直线桥的技术措施，致使类似桥梁存在较普遍的质量问题和安全隐患。据对北京、深圳等国内几个大城市的已建曲线梁桥的检测结果表明，某些桥梁已发生梁体水平径向位移过大、梁体翘曲、墩梁固结处开裂、支座脱空等不良现象发生。
2受力特点
通过对曲梁问题的研究分析，对曲线桥的受力特点有了新的认识，相比直线桥，其主要有以下几点不同：
荷载偏心引起的扭矩大。
荷载(恒载和活载)在曲线桥上引起的扭矩较直线桥大。对于直线
桥，对称截面的梁体恒载扭矩较小，趋近于零，扭矩主要由活载偏心产生，但由于相对于截面形心的力臂一般较短，其扭矩值不大，通过梁体混凝土和构造箍筋可抵抗荷载扭矩。但是，曲线梁由于存在梁体纵轴线与两支点直接连线间的偏心距，恒载和活载产生的扭矩远大于同跨径直线桥。尤其是独柱式支承的曲线桥，中墩的单支点不能抵抗偏心荷载，全部的偏心荷载传递至两端的抗扭支承（双支座），在此情况下，连续梁的全长成为受扭跨度，梁体扭矩将大幅增加。以3×30m连续梁为例，在城-A级活载及恒载的作用下，直线桥(桥面宽B=8m，每墩设抗扭支座)的扭矩为2100kN.M，而半径R=60m的曲线梁（中墩为独柱墩）的最大扭矩为3900kN.M，其值为直线桥的1.85倍。恒载扭矩是造成梁体翻转和两端支座受力不均，甚至使内侧支座脱空的主要原因。
为了减小偏心荷载的扭矩影响，有效的方法是通过设置中墩抗扭支承来缩短曲线桥的受扭跨度，例如采用双柱墩或Y形墩等。但是，在某些情况下，出于桥梁总体结构布局或美观等方面的考虑，采用预设支座偏心的方法也不失为一种好的选择。即将中间支承向曲线梁中心线外侧预设某一偏心值，这相当于增加一与荷载扭矩反方向的外扭矩，籍此来抵消一部分荷载扭矩，使曲梁两端支座的扭矩峰值降低。
据国内外的有关研究结果，支承偏心对曲梁恒载扭矩的影响最大，但对活载和预应力产生的扭矩影响甚微，这是由于预应力和汽车活载所引起的支承反力远小于桥梁自重的缘故。下图为某多跨独支座预应力曲线连续梁在预设不同偏心距时中支点的梁体恒载、活载和预应力扭矩变化曲线图。
图1：某多跨预应力曲线连续梁偏心距与荷载扭矩关系曲线
预应力作用效应。
预应力索在曲梁的腹板中是一条沿纵向和竖向弯曲的空间曲线，
具有双向曲率，由此产生的预应力荷载也是沿梁体分布的空间力系，包括切向、径向和竖向三个方向的分布力和力矩。此种结构在预应力作用下由于存在空间曲率的影响，其结构的弯、扭等内力的耦合以及翘曲变形分析是一个复杂的空间结构分析。
目前曲梁内力分析一般采用薄壁曲线梁结构空间分析刚度法或空间三维坐标系有限元法，这两种方法的关键问题是正确导出薄壁空间曲线梁单元的刚度矩阵［K］和预应力空间等效节点荷载列阵［P］。我国桥梁专家姚玲森提出的曲梁预应力等代荷载通用性计算公式，可以适用于较小半径预应力曲梁结构，即将预应力钢索的有效预加力换算成作用于曲梁上的等代空间荷载进行计算，计算包括二次内力在内的预应力的总内力。通过试算，多次调整预加力值、钢索截面、形状位置等来使曲梁应力状态达到较理想状态。
从预应力索张拉施工时出现的梁体外翻的现象分析，笔者认为主要是由于预应力径向偏心荷载引起的绕纵轴逆时针旋转的扭矩造成的。另空间曲线预应力束与管道孔壁之间的摩阻损失因受预应力钢索竖向和径向曲率的影响，其值比平面曲线束大。
混凝土收缩、徐变及温度升降引起的梁体的位移。
从某城市几座已建成数年的曲线梁发生较大径向位移（梁中段最大位移达20cm）的现象分析，梁体混凝土后期的收缩徐变和温升是造成曲梁外移的主要原因。但从混凝土材料的收缩、徐变和线膨胀理论公式来看，梁体截面的应变值应是近似相等的，即是说曲梁整体的变形应是均匀线性的，不易发生梁体曲率的明显变化。笔者认为是否与混凝土因收缩徐变或温升温降形成的塑性应变有关，这部分不能恢复的变形随时间的增长而不断增加，造成了梁体的外移。目前这类研究还在进行中，但从设计的角度来讲，通过合理的支座约束应该可以得到较好的解决。
3设计中的处理方法(工程实例)
通过对预应力曲梁桥的受力分析，进而在设计中采取有效措施改善梁体受力，避免桥梁非正常破损或破坏是问题的关键。笔者于2002年在某曲梁设计中采取的一些处理方法，提供给读者参考。
深圳某立交现状为二层立交，根据交通需求，须改造为三层定向式全互通立交，即增设6条定向匝道，以完善立交的交通转换功能。
由于位于城市中心区，受地形条件限制，新增匝道均采用预应力砼曲线连续梁桥，单孔跨径25~40m，三~四跨一联；其中多联桥为小半径（R≤200m）曲线连续梁桥。根据曲梁的受力特点，设计者在桥梁总体布置和细部构造上作了一些特殊设计。
3.1桥跨布置
作为城市桥梁，在满足桥下行车净空、避让构筑物（包括重要地下管线）及景观等要求前提下，桥梁单孔跨径以中、小跨径为宜。尤其是对于较大曲率的弯桥，为使梁体所受荷载扭矩不至过大，改善曲梁受力状况，在无特殊要求的情况下，单孔跨径以取L=20~30m为宜;连续梁每联长度也不宜过长，以避免过大的梁体伸缩及变形，在该工程设计中，每联桥长一般在≤100m范围内。
另外，梁的高跨比尽量取大值，以1/19~1/20为宜，可加强梁体的受弯扭刚度，避免过大的梁体翘曲变形。
3.2支座设置
为了减小偏心荷载的扭矩影响，宜设置中墩抗扭支承，即多采用双支座，少用单支座，以减小梁体扭矩。若局部采用单支座，应预设支座偏心，以减小恒载扭矩。
支座采用盆式橡胶支座，根据梁体变位的具体情况（方向和大小），分别采用固定、单向、双向活动支座，利用其不同的限位功能增强桥梁整体适应变形的能力。（见图2）
另外墩梁不宜固结，限制过度，易引起墩柱开裂。
图2：支座布置实例
3.3预应力钢索设计
在满足曲梁抗弯要求的前提下，通过调整预加力值、钢索截面、空间形状等来尽量减小预应力偏心荷载是设计中应重点考虑的问题。
曲线梁按部分预应力混凝土A类构件设计，避免梁体截面处于高应力状态，减小梁体因预应力引起的扭转翘曲变形，且对减小温度应力和控制温度裂缝有利。
预应力钢索设计为通长连续配索，根据正负弯矩的变化调整钢索的上下位置，并将正负弯矩过渡段的预应力钢索尽量向跨中移动，以使预应力径向分力的合力平衡。
内、外侧腹板的钢索可相同配置，原因是：尽管外弧侧腹板弯矩比内弧侧主梁大，但由于曲线梁平面弯曲效应的结果，使得外弧侧腹板的预压力大于内侧腹板。假定一多跨连续曲梁仅在中墩有水平位移和绕竖轴转动约束，其它墩台的约束为零，在预应力作用下，曲梁不仅轴向缩短，而且半径变小，梁端径向位移。但事实上，两桥台对梁体的径向位移是有约束的，这种约束力会使已变小的半径再变大，于是内侧腹板受到附加的预拉力，外侧腹板受到附加的预压力，如果内外侧腹板配同样数量的钢索，内侧腹板可能出现预压力不足的问题。但为方便设计施工，仍按相同数量的钢索配置。
3.4构造钢筋设置
为使预应力产生的径向崩弹力均匀传递给混凝土和普通钢筋骨架，在梁体腹板内须设置预应力束的防崩钢筋，以防止其从腹板中崩出。1978年美国旧金山一座曲线预应力混凝土连续箱梁因钢筋配置不当，在箱梁腹板内弧侧发生了部分预应力束的崩出事故。防崩钢筋沿箱梁纵向均匀分布，间距50cm~80cm，钢筋直径￠12~16mm,
将预应力束箍住并绑扎于腹板外弧侧的横向箍筋上。（见图3）
图3：曲梁防崩钢筋布置
曲梁的扭矩除通过支点预偏，合理布设预应力等措施外，还考虑通过配置适量的普通钢筋来承担部分扭矩。因此，与一般的直线桥相比，曲线箱梁桥顶板、底板和腹板中的纵向受力钢筋、箍筋、梗腋钢筋及水平分布筋应根据计算结果适当加强。
3.5其它构造措施
针对曲线梁扭矩大的受力特点，箱梁截面尺寸应适当加大，两腹板因配置较多预应力钢索和普通钢筋的需要，其厚度以不小于50cm为宜；在箱梁的每跨跨中和两端可增设1~2道横隔板或横隔梁，以加强箱梁的抗扭刚度。
整体浇注的连续曲梁每联长宜在80~100m之间，为减小混凝土收缩裂缝，可分段浇注，在每跨弯矩较小截面处预留80~100cm宽后浇带，待其它段浇注完成后再浇注该段混凝土。
4结语
近年来，预应力曲线梁在城市高架桥和立交工程中是一种经常被采用的结构形式，在设计和施工中出现的问题也带有普遍性，通过一些设计手段和措施，可以得到较好的解决。但有些只是经验方法和构造处理，从理论分析的角度，还没有得到较完善正确的结论，如空间温度梯度模式、混凝土收缩徐变的空间变化规律等的研究。
参考文献
[1]城市高架桥的结构理论与计算方法黄剑源谢旭科学出版社
[2]曲线梁桥力学分析程序孙广华