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摘要:本文从实际出发,针对当前我国公路桥梁技术中存在的问题进行了探究,并针对性地提出了解决方略。
关键词:混凝土;拱桥;外观效果
随着国民经济的发展,作为影响我国交通命脉的桥梁的发展,越来越受到国家的重视同
时我国的建筑材料 、 设备、 建筑技术都有了较 快发展, 我们充分认识到这一可贵、 难得的机遇 , 竭尽全力 , 发挥 自己的聪明才智, 为我国公路桥梁建设事业多做贡献。 结合常用的桥型谈谈对公路桥梁发展趋 势的看法:
一、板式桥
板式桥是公路桥梁中量大、 面广的常用桥型, 它构造简单、 受力明确, 可以采
用钢筋混凝土和预应力混凝土结构: 可做成实心和空心, 就地现浇为适应各种形状的弯、 坡、 斜桥, 因此, 一般公路、 高等级公路和城市道路桥梁中, 广泛采用。
实心板一般用于跨径 1 3 m以下的板桥 。因为板高较矮, 挖空量很小, 空心折
模不便,可做成钢筋混凝土实心板, 立模现浇或预制拼装均可。
钢筋混凝土和预应力混凝土板桥,其发展趋势为:采用高标号混凝土,为了保证使用性能尽可能采用预应力混凝土结构;预应力方式和锚具多样化; 预应力钢材一般采用钢绞线。 板桥跨径可做到 2 5 m , 目前有建成 3 5 ~4 0 m 跨径的桥梁。 在我看来跨径太大, 用材料不省, 板高矮、 刚度小, 预应力度偏大, 上拱高,预应力度偏小,可能出现下挠;若采用预制安装,横向连接不强,使用时容易出现桥面纵向开裂等问题。由于吊装能力增大, 预制空心板幅宽有加大趋势,1.5 m 左右板宽是合适的。
预制装配式板应特别注意加强板的横向连接, 保证板的整体性, 如接缝处采用“ 剪力键 ” 。为了保证横 向剪力传递, 至少在跨中处要施加横向预应力。
二、 粱式桥
梁式桥种类很多,也是公路桥梁中最常用的桥型,其跨越能力可从2 0 m直到 3 0 0 m之间。
公路桥梁常用的梁式桥形式有:
按结构体系分为: 简支梁、 悬臂梁、 连续梁、 T型刚构、 连续刚构等。
按截面型式分为: T型梁、 箱型梁 ( 或槽型梁) 、 衍架梁等。
梁式桥跨径大小是技术水平的重要指标 , 一定程度上反映一个国家的工业、交通、 桥梁设计和旌工各方面的成就。
现从以下几种常用 的结构形式介绍梁式桥在公路桥梁上的使用和发展趋
势。
( 一) 简支 T型梁桥
T形梁采用钢筋混凝土结构的已经很少了, 从 1 6 m到 5 0 m跨径 , 都是采用预
制拼装后张法预应力混凝土 T形梁。预应力体系采用钢绞线群锚, 在工地预制,吊装架设。 其发展趋势为:采用高强、 低松弛钢绞线群锚: 混凝土标号 4 0 ~6 0号;T 形梁的翼缘板加宽, 2 5 m是合适的; 吊装重量增加; 为了减少接缝,改善行车,采用工型梁, 现浇梁端横梁湿接头和桥面 , 在桥面现浇混凝土中布置负弯矩钢束,形成比桥面连续更进一步的“ 准连续” 结构。
( 二) 连续箱形梁桥
箱梁截面有单箱单室、 单箱双室( 或多室) , 早期为矩形箱, 逐渐发展成斜腰板的梯形箱。箱梁桥可以是变高度,也可以是等高度。 从美观上看, 有较大主孔和边孔的三跨箱梁桥, 用变高度箱梁是较美观的; 多跨桥( 三跨以上) 用等高箱梁具有较好的外观效果。
随着交通量的快速增长, 车速提高,人们出行希望有快速、舒适的交通条件,预应力混凝土连续箱梁桥能适应这一需要。 它具有桥面接缝少、 梁高小、 刚度大、整体性强, 外形美观 , 便于养护等。
连续箱梁桥的施工方法多种多样,只能因时因地,根据安全经济、保证质量、降低造价、 缩短工期等方面因素综合考虑选择 。一般常用的方法有: 立支架就地现浇、 预制拼装 ( 可以整孔、 分段串联) 、 悬臂浇筑、 项推、 用滑模逐跨现浇施工等。
( 三) 连续刚构桥
连续刚构可以多跨相连 , 也可以将边跨松开,采用支座 ,形成刚构一连续梁体系。 一联内无缝, 改善了行车条件; 梁、 墩固结, 不设支座;合理选择梁与墩的刚度, 可 以减小梁跨中弯矩, 从而可以减小梁的建筑高度。所以, 连续刚构保持了 T 形刚构和连续梁的优点。
连续刚构桥适合于大跨径、 高墩。 高墩采用柔性薄壁, 如同摆柱, 对主梁嵌固作用减小, 梁的受力接近于连续梁。 柔性墩需要考虑主梁纵向变形和转动的影响,以及墩身偏压柱的稳定性; 墩壁较厚, 则作为刚性墩连续梁 , 如同框架, 桥墩要承受较大弯矩。
三、 钢筋混凝立拱桥
我国公路上修建拱桥数量最多。石拱桥由于自重大,在料加工费时费工,大跨石拱桥修建少了。山区道路上的中、小桥涵, 因地制宜, 采用石拱桥( 涵) 还是合适的。大跨径拱桥多采用钢筋混凝土箱拱、 劲性骨架拱和钢管混凝土拱。
钢筋混凝土拱桥 自重较大, 跨越能力比不上钢拱桥, 但是, 因为钢筋混凝土
拱桥造价低, 养护工作量小, 抗风性能好等优点, 仍被广泛采用, 特别是崇山峻岭
的我国西南地区。
钢筋混凝土拱桥形式较多, 除山区外, 也适合平原地区, 如下承式系杆拱桥。结合环境、 地形, 加之拱桥的雄伟、 美丽的外形, 可以创造出天人合一的景观。
四、 斜拉桥
我国一直以发展混凝土斜拉桥为主,近几年我 国开始修建钢与混凝土的混合式斜拉桥, 如汕头石大桥, 主跨 5 1 8 m ; 武汉长江第三大桥 , 主跨 6 1 8 m 。钢箱斜拉
桥如南京长江第二大桥南汉桥, 主跨 6 2 8 m ; 武汉军山长江大桥, 主跨 4 6 0 m 。前几 年上海建成的南浦 ( 主跨 4 2 3 m ) 和杨浦 ( 主跨 6 0 2 m ) 大桥为钢与混凝土 的结合梁斜拉桥。
我国斜拉桥的主梁形式: 混凝土以箱式、 板式、 边箱 中板式; 钢梁以正交异性
极钢箱为主, 也有边箱中板式。
现在已建成的斜拉桥有独塔、 双塔和三塔式。以钢筋混凝土塔为主。塔型有H 形、 倒 Y 形、 A 形、 钻石形等。
斜拉索仍以传统的平行镀锌钢丝、 冷铸锚头为主。钢绞线斜拉索目前在汕头 石大桥采用。 钢绞线用于斜拉索, 无疑使施工操作簡单化, 但外包 P E 的工艺还有待研究。
五、悬索桥
悬索桥跨径增大, 如上所述当跨径达 3 5 0 0 m时, 动力问题将是一个突出的矛盾, 所以,对特大跨桥梁,已提出用悬索桥和斜拉桥相结合的“ 吊拉式” 桥型。 在国外这种桥型目前还停留在研究之中,并未诸实施。 美国和日本的悬索桥的加劲梁一律用桁架。最有名的明石海峡桥, 主跨 1 9 9 0 ~ 也是桁架加劲粱。欧洲人研究认为, 正交异性板钢箱作为加劲梁 , 粱高矮, 如同机翼一样, 空气动力性能好, 横向阻力小, 大大减小了塔的横向力; 抗扭剐度大 , 顶板直接作桥面板, 恒载轻 , 主缆截面可 以减小, 从而降低用钢量和造价。我国一起步修建现代悬索桥, 加劲梁就采用钢箱, 而对桁架梁作为加劲梁的优劣并未作深人分析研究。 在己修建的几座悬索桥上, 桥面沥青铺装相继出现了损坏现象, 有的桥梁工作者反思认为, 一是钢箱作为加劲梁还有一些方面值得改进 ,如钢箱桥面板的局部挠度以及箱体的通风, 降低钢箱铺装层的温度; 二是桁架梁作为加劲梁, 还有不少优点, 如加劲梁刚度大, 桥面温度相对低,还可解决双层交通等。
锚碇一般以重力式和地锚为主, 少数地质条件好的采用了隧道锚。 深水锚碇往往采用沉井或地下连续墙。如江阴长江大桥北锚,位于冲积层上, 采用 6 9 m × 5 1 m 带有 3 6个隔仓的沉井, 下沉深度达 5 8 m ; 日本明石海峡大桥神户侧锚碇采用环形地下连续墙基础, 直径 8 5 m , 高 7 3 。5 m , 槽宽2 . 2 m 。
悬索桥结合地形、 地质 、 水文可采用单跨悬吊、 双跨不对称悬 吊和三跨悬吊( 简支和连续体系) 。据查, 世界上悬索桥多为单跨悬吊, 其次是不对称双跨和三跨简支悬吊。三跨悬吊连续体系最少。丹麦大带桥,三跨悬吊连续,其跨径为 5 3 5 m +1 6 2 4 r a +5 3 5 m ;中国的厦门海沧大桥,三跨悬吊连续,其跨径为 2 3 0 m+ 6 4 8 m+2 3 o m, 可称世界同类桥梁的第二位。
四.结束语
由于我国的人口数量决定了交通运输业作为影响国民经济发展的重要因素之一,因此,本文对我国桥梁事业的发展奠定了坚强的垫脚石,间接地推动我国经济的快速健康发展。
关键词:混凝土;拱桥;外观效果
随着国民经济的发展,作为影响我国交通命脉的桥梁的发展,越来越受到国家的重视同
时我国的建筑材料 、 设备、 建筑技术都有了较 快发展, 我们充分认识到这一可贵、 难得的机遇 , 竭尽全力 , 发挥 自己的聪明才智, 为我国公路桥梁建设事业多做贡献。 结合常用的桥型谈谈对公路桥梁发展趋 势的看法:
一、板式桥
板式桥是公路桥梁中量大、 面广的常用桥型, 它构造简单、 受力明确, 可以采
用钢筋混凝土和预应力混凝土结构: 可做成实心和空心, 就地现浇为适应各种形状的弯、 坡、 斜桥, 因此, 一般公路、 高等级公路和城市道路桥梁中, 广泛采用。
实心板一般用于跨径 1 3 m以下的板桥 。因为板高较矮, 挖空量很小, 空心折
模不便,可做成钢筋混凝土实心板, 立模现浇或预制拼装均可。
钢筋混凝土和预应力混凝土板桥,其发展趋势为:采用高标号混凝土,为了保证使用性能尽可能采用预应力混凝土结构;预应力方式和锚具多样化; 预应力钢材一般采用钢绞线。 板桥跨径可做到 2 5 m , 目前有建成 3 5 ~4 0 m 跨径的桥梁。 在我看来跨径太大, 用材料不省, 板高矮、 刚度小, 预应力度偏大, 上拱高,预应力度偏小,可能出现下挠;若采用预制安装,横向连接不强,使用时容易出现桥面纵向开裂等问题。由于吊装能力增大, 预制空心板幅宽有加大趋势,1.5 m 左右板宽是合适的。
预制装配式板应特别注意加强板的横向连接, 保证板的整体性, 如接缝处采用“ 剪力键 ” 。为了保证横 向剪力传递, 至少在跨中处要施加横向预应力。
二、 粱式桥
梁式桥种类很多,也是公路桥梁中最常用的桥型,其跨越能力可从2 0 m直到 3 0 0 m之间。
公路桥梁常用的梁式桥形式有:
按结构体系分为: 简支梁、 悬臂梁、 连续梁、 T型刚构、 连续刚构等。
按截面型式分为: T型梁、 箱型梁 ( 或槽型梁) 、 衍架梁等。
梁式桥跨径大小是技术水平的重要指标 , 一定程度上反映一个国家的工业、交通、 桥梁设计和旌工各方面的成就。
现从以下几种常用 的结构形式介绍梁式桥在公路桥梁上的使用和发展趋
势。
( 一) 简支 T型梁桥
T形梁采用钢筋混凝土结构的已经很少了, 从 1 6 m到 5 0 m跨径 , 都是采用预
制拼装后张法预应力混凝土 T形梁。预应力体系采用钢绞线群锚, 在工地预制,吊装架设。 其发展趋势为:采用高强、 低松弛钢绞线群锚: 混凝土标号 4 0 ~6 0号;T 形梁的翼缘板加宽, 2 5 m是合适的; 吊装重量增加; 为了减少接缝,改善行车,采用工型梁, 现浇梁端横梁湿接头和桥面 , 在桥面现浇混凝土中布置负弯矩钢束,形成比桥面连续更进一步的“ 准连续” 结构。
( 二) 连续箱形梁桥
箱梁截面有单箱单室、 单箱双室( 或多室) , 早期为矩形箱, 逐渐发展成斜腰板的梯形箱。箱梁桥可以是变高度,也可以是等高度。 从美观上看, 有较大主孔和边孔的三跨箱梁桥, 用变高度箱梁是较美观的; 多跨桥( 三跨以上) 用等高箱梁具有较好的外观效果。
随着交通量的快速增长, 车速提高,人们出行希望有快速、舒适的交通条件,预应力混凝土连续箱梁桥能适应这一需要。 它具有桥面接缝少、 梁高小、 刚度大、整体性强, 外形美观 , 便于养护等。
连续箱梁桥的施工方法多种多样,只能因时因地,根据安全经济、保证质量、降低造价、 缩短工期等方面因素综合考虑选择 。一般常用的方法有: 立支架就地现浇、 预制拼装 ( 可以整孔、 分段串联) 、 悬臂浇筑、 项推、 用滑模逐跨现浇施工等。
( 三) 连续刚构桥
连续刚构可以多跨相连 , 也可以将边跨松开,采用支座 ,形成刚构一连续梁体系。 一联内无缝, 改善了行车条件; 梁、 墩固结, 不设支座;合理选择梁与墩的刚度, 可 以减小梁跨中弯矩, 从而可以减小梁的建筑高度。所以, 连续刚构保持了 T 形刚构和连续梁的优点。
连续刚构桥适合于大跨径、 高墩。 高墩采用柔性薄壁, 如同摆柱, 对主梁嵌固作用减小, 梁的受力接近于连续梁。 柔性墩需要考虑主梁纵向变形和转动的影响,以及墩身偏压柱的稳定性; 墩壁较厚, 则作为刚性墩连续梁 , 如同框架, 桥墩要承受较大弯矩。
三、 钢筋混凝立拱桥
我国公路上修建拱桥数量最多。石拱桥由于自重大,在料加工费时费工,大跨石拱桥修建少了。山区道路上的中、小桥涵, 因地制宜, 采用石拱桥( 涵) 还是合适的。大跨径拱桥多采用钢筋混凝土箱拱、 劲性骨架拱和钢管混凝土拱。
钢筋混凝土拱桥 自重较大, 跨越能力比不上钢拱桥, 但是, 因为钢筋混凝土
拱桥造价低, 养护工作量小, 抗风性能好等优点, 仍被广泛采用, 特别是崇山峻岭
的我国西南地区。
钢筋混凝土拱桥形式较多, 除山区外, 也适合平原地区, 如下承式系杆拱桥。结合环境、 地形, 加之拱桥的雄伟、 美丽的外形, 可以创造出天人合一的景观。
四、 斜拉桥
我国一直以发展混凝土斜拉桥为主,近几年我 国开始修建钢与混凝土的混合式斜拉桥, 如汕头石大桥, 主跨 5 1 8 m ; 武汉长江第三大桥 , 主跨 6 1 8 m 。钢箱斜拉
桥如南京长江第二大桥南汉桥, 主跨 6 2 8 m ; 武汉军山长江大桥, 主跨 4 6 0 m 。前几 年上海建成的南浦 ( 主跨 4 2 3 m ) 和杨浦 ( 主跨 6 0 2 m ) 大桥为钢与混凝土 的结合梁斜拉桥。
我国斜拉桥的主梁形式: 混凝土以箱式、 板式、 边箱 中板式; 钢梁以正交异性
极钢箱为主, 也有边箱中板式。
现在已建成的斜拉桥有独塔、 双塔和三塔式。以钢筋混凝土塔为主。塔型有H 形、 倒 Y 形、 A 形、 钻石形等。
斜拉索仍以传统的平行镀锌钢丝、 冷铸锚头为主。钢绞线斜拉索目前在汕头 石大桥采用。 钢绞线用于斜拉索, 无疑使施工操作簡单化, 但外包 P E 的工艺还有待研究。
五、悬索桥
悬索桥跨径增大, 如上所述当跨径达 3 5 0 0 m时, 动力问题将是一个突出的矛盾, 所以,对特大跨桥梁,已提出用悬索桥和斜拉桥相结合的“ 吊拉式” 桥型。 在国外这种桥型目前还停留在研究之中,并未诸实施。 美国和日本的悬索桥的加劲梁一律用桁架。最有名的明石海峡桥, 主跨 1 9 9 0 ~ 也是桁架加劲粱。欧洲人研究认为, 正交异性板钢箱作为加劲梁 , 粱高矮, 如同机翼一样, 空气动力性能好, 横向阻力小, 大大减小了塔的横向力; 抗扭剐度大 , 顶板直接作桥面板, 恒载轻 , 主缆截面可 以减小, 从而降低用钢量和造价。我国一起步修建现代悬索桥, 加劲梁就采用钢箱, 而对桁架梁作为加劲梁的优劣并未作深人分析研究。 在己修建的几座悬索桥上, 桥面沥青铺装相继出现了损坏现象, 有的桥梁工作者反思认为, 一是钢箱作为加劲梁还有一些方面值得改进 ,如钢箱桥面板的局部挠度以及箱体的通风, 降低钢箱铺装层的温度; 二是桁架梁作为加劲梁, 还有不少优点, 如加劲梁刚度大, 桥面温度相对低,还可解决双层交通等。
锚碇一般以重力式和地锚为主, 少数地质条件好的采用了隧道锚。 深水锚碇往往采用沉井或地下连续墙。如江阴长江大桥北锚,位于冲积层上, 采用 6 9 m × 5 1 m 带有 3 6个隔仓的沉井, 下沉深度达 5 8 m ; 日本明石海峡大桥神户侧锚碇采用环形地下连续墙基础, 直径 8 5 m , 高 7 3 。5 m , 槽宽2 . 2 m 。
悬索桥结合地形、 地质 、 水文可采用单跨悬吊、 双跨不对称悬 吊和三跨悬吊( 简支和连续体系) 。据查, 世界上悬索桥多为单跨悬吊, 其次是不对称双跨和三跨简支悬吊。三跨悬吊连续体系最少。丹麦大带桥,三跨悬吊连续,其跨径为 5 3 5 m +1 6 2 4 r a +5 3 5 m ;中国的厦门海沧大桥,三跨悬吊连续,其跨径为 2 3 0 m+ 6 4 8 m+2 3 o m, 可称世界同类桥梁的第二位。
四.结束语
由于我国的人口数量决定了交通运输业作为影响国民经济发展的重要因素之一,因此,本文对我国桥梁事业的发展奠定了坚强的垫脚石,间接地推动我国经济的快速健康发展。