桥梁设计时横坡如何处理？桥梁纵坡调坡怎么做？

目前，很多桥涵设计人员在设计时往往只关注上部结构的主梁和下部结构的桩柱等主要构件，却忽略了附属结构的设计工作。如以前很多小跨径的桥梁，为降低造价，往往用油毛毡或砂浆代替支座，通车几年后便遭破坏；或者虽然设置了橡胶支座，却没有在其下设置相应的垫石，导致后期养护维修困难。这只是易被忽视的细节之一。桥梁横坡由于其设置形式往往在方案设计阶段确定，限于工作深度，大家不会花很多精力仔细推敲。殊不知，处理不好将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。

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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％ ，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(如图1a～d所示)：

形式a)一般适用于板桥(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，而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)一般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。

(1)盖梁顶面楔块的设置及尺寸计算(见图)。

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 =   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hl=h2+B／cos(a)xi％ ，其中：h2一一支座+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。

(2)梁底面楔块的设置及尺寸计算。

1) 纵、横坡度的确定。对于设在竖曲线上的斜桥，向一孔桥内每一片梁对应的路线纵坡均不同。计算楔块尺寸时一般一孔桥采用平均纵坡即桥中心线处的路线纵坡进行每片梁楔块的计算，其精度能满足实际要求。而横坡的确定需注意如下问题：

①一孔桥内两个盖梁顶面横坡度相同，且倾斜方向相同时，横坡即为实际横坡度。

②一孔桥内两个盖梁顶面横坡度不同，但倾斜方向相同时，横坡可取两个坡度中的小值。

③ 一孔桥内两个盖梁顶面横坡度不同，且倾斜方向相反时，横坡应为0，即横向不能设置楔块。

2)、与盖梁顶面不需设置纵向楔块不同的是，梁底设置楔块之后，既要保证桥面横向坡度、同时又要保证路线纵向坡度的需要。梁底楔块设置之后应做到：

① 梁顶纵、横坡与路线坡度一致；②桥梁相邻两孔间平顺相接，不出现错台或出现尽量小的错台。

梁底楔块设置的范围纵向为理论支承线到梁端距离的2倍左右，横向为整个梁宽。为使楔块高度不致出现负值，应选择楔块尺寸最小的一侧梁端进行计算。由上图可看出应首先计算的是平均纵坡最大的一孔桥中盖梁顶面标高较高的梁端。根据纵、横坡度确定m、n、p、q中哪一个值最小，并让其值为0，然后根据楔块设置的范围及纵横坡度求出其它三个数值，从而得出梁端支座中心平均高度H 1=(m+n+p+q)／4，再根据此孔桥纵坡计算出路线纵向盖梁中心处梁底楔块平均高度H2。H2+盖梁顶楔块平均高度=固定值H，H作为控制值进行其它桥孔楔块的计算。

因每孔桥盖粱顶楔块平均高度不同，故H2也不同。楔块的计算是求出图中每片梁两端m，n，13、q的数值，其求解顺序与求解H值相反。首先根据控制高度H及每个盖梁顶楔块平均高度求出H2，再根据路线纵坡求出每片梁支座中心H1，从而计算出m、n、13、q的数值。

根据上述计算过程可知：梁端板底楔块计算的关键在于控制高度H的计算，当H值得出后，可进行全桥标高系统的计算。需要注意的是由于楔块的设置可能会引起桥面铺装厚度不同，但相差不大。

 

桥梁横坡怎么调？

一个定律：不论是永久支座，还是临时支座都应该水平放置，以确保支座受力均衡，避免因受力不均而导致支座变形及梁体发生侧向滑移的可能。

1 将墩台制造成平坡：将墩台制造成平坡，梁板的制造及架构也水平进行，桥面横坡由桥面铺装构成。具体做法是先铺设一层厚度不一的混凝土三角垫层,构成双向倾斜,再铺设厚度相等的混凝土铺装层。这种办法的最大好处就是简化了墩台制造及梁板的制造架构过程。但应用不广泛，最常用于单幅双向坡的情况，而且桥面不宜过宽，其次横坡不宜过大，原因是在比较宽、横坡较大的桥梁中,用三角垫层设置横坡会使混凝土用量或恒载重力增大。这样对结构受力影响较大。

2 墩台设置横坡：

此方法是指用盖梁做成横坡垫石高度相当，亦或是盖梁水平，用高度不等的垫石构成横坡。与此同时主梁倾斜构成横坡，铺装层厚度相等。

主梁倾斜通常有两种办法：一是按坡度的倾斜程度来架设箱梁，梁板底部安放临时支座及永久支座的位置一定要设置三角楔块，以确保梁底支座水平。可以直接用楔形块调桥梁横坡么？三角楔块既可以是预埋钢板，也可以是与主梁一同浇筑的混凝土楔块。这是最简单也是最常用的方法，通常用于单幅单向坡以及双幅分离单向双向坡的情况。二是水平架构梁板，而梁板顶部（常适用于箱梁及T梁）按照斜度做成倾斜，改变厚度。这样梁底不必楔块，此办法主梁架设简单，架构组装过程便捷，有益于单向坡，对于双向坡分幅也能有相同效果。

以上做法都是桥梁横坡调坡方案中常用的，但设置楔块的办法具体实践时难度较大。主要是预制箱梁时，楔块的预制方法还不成熟，做出来的楔块坡度不理想。另外，这个方法要求楔块定位精准，这使得箱梁长度也必须精确，不能有较大误差，这就使得制梁模板及制梁台座难度较大，导致箱梁不能大规模工厂化生产，大大影响施工进度。所以，梁底三角楔块的问题能否解决会给施工带来影响。

4 盖梁不设横坡：盖梁不设横坡，而且垫石等高，并由两侧腹板来调整横坡。常用于单向坡的箱梁，此方法的缺点体现在模板上，比如单幅5片箱梁，则需要5套规格不一样的模板，假设桥梁在曲线段，桥梁梁长起伏较大，对模板的需求量也会随之变大。所以实际应用较少。

改扩建拼宽桥梁的横坡处置实例

某桥为某改扩建项目中一座拼宽桥梁，原桥跨径组合为6 x 20 m 预应力混凝土简支空心板梁，原桥上部结构采用先张法预应力混凝土简支板梁，桥面连续，下部结构采用圆柱式桥墩，肋板台，墩台基础采用钻孔灌注桩。整体拼宽方案为在原桥两侧拼宽8.25 m，拼宽上部采用后张法预应力混凝土简支板梁，桥面连续;下部结构采用圆柱墩、肋板台。原桥横坡采用双幅双向坡设计，改扩建后路线在此处设计为超高段，拼宽后横坡采用单向坡设计。拼宽部分桥梁按照新路线标高设计并施工,由于施工时未考虑原桥处双向横坡影响，导致其中半幅桥施工后与原桥梁衔接处最大高差达40 cm之多。

原有桥面与拼宽桥面最大高差达40 cm，若通过调平层来调整高差，则原桥二期恒载增加较多，原有结构受力无法满足结构计算要求。从受力角度考虑,应采取在封闭半幅交通的情况下，整体抬升原有桥梁空心板的方法来消除高差。整体抬升原有桥梁空心板的方案有两种：

方案一:拆除原桥桥面系、解除空心板铰缝，将梁体吊离桥墩台（或顶升梁体），加高墩台垫石，梁体归位，重新浇筑铰缝，恢复桥面系。其中顶升梁体须预留足够的施工空间，安全风险较大。

方案二:拆除原桥桥面系、旧空心板、桥墩盖梁和桥台台帽，重新浇筑盖梁和台帽，安装新空心板，恢复桥面系。拆除旧空心板的同时按照新标准预制新空心板，以缩短施工工期。

方案对比：

方案一较方案二更经济、相对绿色环保;方案二较方案一施工简单，安全风险较小。

施工阶段承载能力验算

方案一需要先铣刨桥面铺装，然后解除原空心板铰缝及负弯矩钢筋，再整片梁吊离盖梁(整体顶升方案施工风险稍大，在条件受限制情况下采用）。因此需要对空心板在吊装和运营阶段分别进行验算。吊装施工、运营阶段均采用单梁模型计算，采用空间有限元程序对空心板单梁进行建模计算分析，主梁采用梁单元，空心板单梁模型如图：

施工顺序为:铣刨原桥沥青铺装层—切割空心板铰缝并凿除桥面现浇层— 吊离原梁另外场地存放—凿除原有垫石，重新浇筑— 吊回原梁就位并浇筑铰缝混凝土—重新浇筑桥面现浇层及沥青铺装层。

按照施工顺序建模，按照2 0 1 5年版通规分施工阶段和运营阶段验算主梁承载能力，其中施工阶段原梁考虑1.2 倍吊装动载系数，吊索（吊点)根数取2,结果如表2 所示。

空心板抗弯承载力计算

从上述计算结果可以看出，原桥边板、中板在施工中吊装阶段和成桥阶段抗弯承载能力均满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的要求，且截面承载能力均有较大安全储备。

方案二采用新建标准设计，具体计算可参考最新版部颁通用图集及相关计算文件。

施工影响因素

1 ) 垫石和混凝土三角垫层施工时，需要有一定的施工空间，在可以选择吊离主梁和顶升主梁两种方案进行时，优先选择吊离主梁施工，以减少施工安全风险。

2 ) 施工前应对抗震锚栓和主梁是否浇筑在一起进行调查。若浇筑在一起，采用绳锯将锚栓逐根切断，然后再进行梁体吊离施工。垫石施工完成后，在原盖梁或者台帽锚栓旁重新打孔安装抗震锚栓，重新吊装空心板时要精准定位抗震锚栓。

3 ) 采用吊离主梁方案进行施工时，在桥梁周围应建设存梁场地，且存梁场地必须进行硬化处理，防止梁体在存放过程中变形。梁体存放时间建议不超过60 d。

4 ) 若采用顶升梁体的方法浇筑垫石等构件，施工空间小时可以在盖梁或台帽上架设钢结构牛腿，然后在牛腿上放置千斤顶，顶升梁体。以上施工过程必须进行施工监控，以确保顶升梁体的稳定性。

5 ) 在吊装原桥空心板前，应对主梁进行编号以便于重新安装;同时应准确按照设计标高定位放样，若存在偏差应及时通知设计单位，确认无误后方可进行下一步施工。

6 ) 原桥空心板解除铰缝过程中，可先采用盘锯切割，再人工或使用小型机械将原铰缝混凝土彻底凿除，避免动用大型机械进行破拆而造成原桥梁板损伤。

桥梁纵坡怎么调坡处理

桥梁纵坡大于多少需要调坡？

桥面纵坡的决定性因素首要是线性的竖曲线，为桥面在沿道路方向的斜度，设置桥面纵坡首要要有利于排水，其次满足桥下净空需求，满足这些需求后，应降低墩台标高，削减桥头引道土方量，纵坡通常以不跨越3%为宜。大于3%则需要进行桥梁调坡。

桥梁纵坡怎么调坡处理？

桥梁纵坡的调整首要体现在桥梁下部结构，即由墩台及垫石标高来实现。梁板制造进程应充分考量纵坡影响，在梁底设置三角楔块，保证梁下支座水平放置。而箱梁架设时也应留心桥梁纵坡的调整。

在施工进程中，桥梁墩顶纵坡通常会被忽略，临时救场的支座高度直接按照墩顶高程来定，型号、长度、方向保持一个标高，这样架出来的梁会致使梁板上纵坡不契合方案需求，然后使桥面铺装厚度出现偏差。所以，临时支座的搭建直接影响墩上纵坡的调整。

关于简支转连续桥梁，桥梁公共墩需要安装上永久支座，墩上纵坡的高差由支座垫石根据中心间距来定。接连对墩上纵坡进行调整，首先要确保临时支座的坐标准确，这就需要每个临时支座的中心点有必要放样，然后根据支座中心距墩中心间距、桥面坡度来判断一块垫石的型号、长度及临时支座高度。

当然，由于箱梁制造长度的原因，临时支座的方位通常不能按照原方案方位摆放，这时应根据具体的间隔情况来判断临时支座的高度。桥面横坡的调整是箱梁搭建以及桥面铺装施工过程中的重中之重。

连续桥梁最小纵坡设计分析

纵断面设计是路线设计的重要组成内容，主要包含纵坡坡度、坡长、竖曲线半径、竖曲线长度、停车视距等要素。纵断面的设计直接影响到行车安全及工程造价，尤其是连续桥梁路段纵断面设计对桥梁景观、工程造价影响更大。目前，针对最大纵坡坡度、最小竖曲线半径及长度、停车视距等规范中相应规定均较为明确，设计者比较容易把握并遵守，但针对最小纵坡坡度的运用存在较多分歧。

１?规范对最小纵坡坡度的要求

根据我国《公路路线设计规范》中规定，纵坡以平、缓为宜，但最小纵坡不宜小于０．３％，采用平坡或小于０．３％的纵坡路段，应做专门的排水设计。

可见，限制最小纵坡坡度的主要因素是路面排水问题，若纵坡坡度过小则排水不畅，路面积水后汽车容易产生滑移，前方车辆溅水造成的水幕影响通视，使行车中易发生事故。同时，路面的排水也关系到路面的寿命。

因此，只有解决好路面排水问题，最小纵坡坡度方可采用小于０．３％或平坡。

２?工程实例

２．１?杭州湾跨海大桥工程杭州湾跨海大桥工程海中桥梁段采用设计速度１

００ｋｍ／ｈ、双向６车道高速公路标准，桥面宽度３３ｍ。

杭州湾跨海大桥海中桥梁纵断面设计中控制因素主要有：水位、浪高、通航净宽、上跨海堤净高等，纵断面控制因素较少，尤其是非通航孔桥路段主要受水位、浪高控制。

（１）坡度、坡长的采用。杭州湾跨海大桥在非通航孔桥中采用的小于０．３％纵坡坡度分别为：０．２１％／１?４００ｍ、０．１１％／２?３１０ｍ、０．１３％／２?８００ｍ、０．１％／２?９４０ｍ、０．１２％／４?４００ｍ、０．１４９％／２?３５０ｍ、０．１１３％／２?３８０ｍ，可见杭州湾跨海大桥中多段采用了较小的纵坡及较长的坡长。

（２）桥面排水设计。杭州湾跨海大桥平面曲线半径较大，均为不设超高圆曲线半径，全线桥梁段桥面均为双向２％横坡，半幅桥面净宽１５ｍ。桥面外侧护栏内全线设置有纵向排水槽，排水槽宽度１０ｃｍ、深度１５ｃｍ，每隔６ｍ间距设置有１处泄水孔、泄水孔直径１７ｃｍ，排水槽下部与泄水孔连通，桥面雨水先汇集于外侧排水槽后，通过泄水孔排出。见图１。

杭州湾跨海大桥于２００８年５月正式通车，运营９年多内，桥面基本未出现排水不畅、路面积水等问题，也未出现由此产生的安全事故。可见，通过设置纵向排水槽、６ｍ间距泄水孔、２％路拱横坡的排水设计方案可以有效解决缓坡情况下桥面排水问题。

２．２?港珠澳大桥工程

港珠澳大桥工程采用设计速度１００ｋｍ／ｈ、双向６车道高速公路标准，

桥面宽度３３．１ｍ。港珠澳大桥海中桥梁纵断面设计中控制因素主要有：水位、浪高、通航净宽等，纵断面控制因素较少，尤其是非通航孔桥路段主要受水位、浪高控制。

（１）坡度、坡长的采用。港珠澳大桥非通航孔桥中，西人工岛桥～青州航道桥之间：平坡／２?３６４．０９１ｍ，青州航道桥～江海直达船航道桥之间：平坡／６?２３３．９７１ｍ，江海直达船航道桥～九洲航道桥之间：平坡／３?２０７．１５８ｍ，可见港珠澳大桥非通航孔桥都采用平坡设计，坡长均较长。

（２）桥面排水设计。港珠澳大桥平面曲线半径较大，均为不设超高圆曲线半径，半幅桥面净宽１５．０５ｍ，但为更好地解决桥面排水问题，采取了２．５％的横坡、加密泄水槽的措施解决，泄水槽间距为５ｍ。泄水槽为６０ｃｍ×６０ｃｍ×４８．５ｃｍ方形结构，两侧均设置有泄水管，泄水管直径为１５ｃｍ。

３?最小纵坡度取值情况比较

在纵断面控制因素较少的情况下，分别对最小纵坡坡度采用０．３％、平坡两种取值进行对比分析。

３．１?纵断面技术指标

０．３％纵坡值、平坡均较为平缓，纵坡坡长、竖曲线半径均可取较高指标，满足行车视距要求，均可提供较好的行车条件及舒适性条件。从技术指标上看，两种纵坡条件下基本相同。

３．２?桥面排水采用平坡，雨水通过桥面的横向坡度向两侧横向排流，将桥面表面水汇集在护栏内侧路基处，然后通过一定间距设置的泄水孔集中排放。设计中需在计算降雨量、汇水面积等基础上，对桥面排水进行专门设计，通过加密泄水孔、纵向排水槽或加大桥面横坡坡度等方案解决。

采用不小于０．３％纵坡值，雨水通过纵向、横向两个方向合成坡度斜向排流，然后通过一定间距设置的泄水孔集中排放。但在此纵坡度条件下，凹形竖曲线底部附近区域合成纵坡度接近于平坡，也需对此路段桥面排水进行专门设计。

３．３?工程施工采用平坡，桥梁上部构造基本相同，尤其是海域非通航孔桥梁段，因承台高度主要受水位控制，若采用平坡，则桥梁墩高也基本相同，总体上对桥梁标准化设计、施工较为有利。

采用不小于０．３％纵坡值，桥梁墩高均在变化，桥梁上部构造在竖曲线路段也均不相同，不利于标准化设计、施工。

３．４?工程规模及造价采用不小于０．３％纵坡值，人为地增加了桥梁整体墩高；采用平坡，避免了人工造坡而增加的墩高，工程规模及造价略省。

总之，在较好地解决桥面排水前提下，连续桥梁路段采用平坡或小于０．３％的纵坡值也可行，且总体上利大于弊。因此，在设计中，不应拘泥于一般习惯，应开拓思路，从工程实际出发，吸收借鉴类似工程实践经验，提出多种解决方案，择优选择，以达到设计方案的最优。

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知识点：桥梁设计横坡处理