我國公路橋梁的發(fā)展趨勢
發(fā)布時間：2010-01-14 共2頁
三、鋼筋混凝立拱橋
拱橋在我國有悠久歷史，屬我國傳統(tǒng)項目，也是大跨徑橋梁形式之一。
我國公路上修建拱橋數(shù)量最多。石拱橋由于自重大，在料加工費時費工，大跨石拱橋修建少了。山區(qū)道路上的中、小橋涵，因地制宜，采用石拱橋（涵）還是合適的。大跨徑拱橋多采用鋼筋混凝土箱拱、勁性骨架拱和鋼管混凝土拱。
鋼筋混凝土拱橋的跨徑，一直落后于國外，主要原因是受施工方法的限制。我國橋梁工作者都一直在探索，尋求安全、經(jīng)濟、適用的方法。根據(jù)近年的實踐，常用的拱橋施工方法有：（1）主支架現(xiàn)澆；（2）預制梁段纜索吊裝；（3）預制塊件懸臂安裝；（4）半拱轉體法；（5）剛性或半剛性骨架法。
鋼筋混凝土拱橋自重較大，跨越能力比不上鋼拱橋，但是，因為鋼筋混凝土拱橋造價低，養(yǎng)護工作量小，抗風性能好等優(yōu)點，仍被廣泛采用，特別是崇山峻嶺的我國西南地區(qū)。
鋼筋混凝土拱橋形式較多，除山區(qū)外，也適合平原地區(qū)，如下承式系桿拱橋。結合環(huán)境、地形，加之拱橋的雄偉、美麗的外形，可以創(chuàng)造出天人合一的景觀。例如，貴州省跨烏江的江界河橋，地處深山、峽谷，拱橋跨徑330m，橋面離谷底263m，橋面仁立，令人嘆服橋梁設計者和建設者的匠心和偉大。還有剛建成的萬縣長江大橋，勁性骨架箱拱，跨徑420m，居世界第一。廣西邕寧縣的邕江大橋，鋼管混凝土拱，跨徑312m，都是令人稱道的拱橋。
我國鋼筋混凝土拱橋的發(fā)展趨勢：拱圈輕型化，長大化以及施工方法多樣化。
值得提醒注意的是，大跨徑拱橋施工階段及使用階段的橫向穩(wěn)定性，據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)、外拱橋垮塌事故，多發(fā)生在施工階段。
四、斜拉橋
斜拉橋是我國大跨徑橋梁最流行的橋型之一。目前為止建成或正在施工的斜拉橋共有3O余座，僅次于德國、日本，而居世界第三位。而大跨徑混凝土斜拉橋的數(shù)量已居世界第一。
50年代中期，瑞典建成第一座現(xiàn)代斜拉橋，40多年來，斜拉橋的發(fā)展，具有強勁勢頭。我國70年代中期開始修建混凝土斜拉橋，改革開放后，我國修建斜拉橋的勢頭一直呈上升趨勢。
我國一直以發(fā)展混凝土斜拉橋為主，近幾年我國開始修建鋼與混凝土的混合式斜拉橋，如汕頭石大橋，主跨518m；武漢長江第三大橋，主跨618m.鋼箱斜拉橋如南京長江第二大橋南汊橋，主跨628m；武漢軍山長江大橋，主跨460m.前幾年上海建成的南浦（主跨423m）和楊浦（主跨6O2m）大橋為鋼與混凝土的結合梁斜拉橋。
我國斜拉橋的主梁形式：混凝土以箱式、板式、邊箱中板式；鋼梁以正交異性極鋼箱為主，也有邊箱中板式。
現(xiàn)在已建成的斜拉橋有獨塔、雙塔和三塔式。以鋼筋混凝土塔為主。塔型有H形、倒Y形、A形、鉆石形等。
斜拉索仍以傳統(tǒng)的平行鍍鋅鋼絲、冷鑄錨頭為主。鋼絞線斜拉索目前在汕頭石大橋采用。鋼絞線用于斜拉索，無疑使施工操作簡單化，但外包PE的工藝還有待研究。
斜拉橋的鋼索一般采用自錨體系。近年來，開始出現(xiàn)自錨和部分地錨相結合的斜拉橋，如西班牙的魯納（Luna）橋，主橋440m；我國湖北鄖縣橋，主跨414m.地錨體系把懸索橋的地錨特點融于斜拉橋中，可以使斜拉橋的跨徑布置更能結合地形條件，靈活多樣，節(jié)省費用。
斜拉橋的施工方法：混凝土斜拉橋主要采用懸臂澆筑和預制拼裝；鋼箱和混合梁斜位橋的鋼箱采用正交異性板，工廠焊接成段，現(xiàn)場吊裝架設。鋼箱與鋼箱的連接，一是螺栓，二是全焊，三是栓焊結合。
一般說，斜拉橋跨徑300～1000m是合適的，在這一跨徑范圍，斜拉橋與懸索橋相比，斜拉橋有較明顯優(yōu)勢。德國著名橋梁專家F.leonhardt認為，即使跨徑14O0m的斜拉橋也比同等跨徑懸索橋的高強鋼絲節(jié)省二分之一，其造價低30％左右。
斜拉橋發(fā)展趨勢：跨徑會超過10O0m；結構類型多樣化、輕型化；加強斜拉索防腐保護的研究；注意索力調(diào)整、施工觀測與控制及斜拉橋動力問題的研究。
五、懸索橋
懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一，可以說是跨千米以上橋梁的唯一橋型（從目前已建成橋梁來看說是唯一橋型）。但從發(fā)展趨勢上看，斜拉橋具有明顯優(yōu)勢。但根據(jù)地形、地質(zhì)條件，若能采用隧道式錨碇，懸索橋在千米以內(nèi)，也可以同斜拉橋競爭。根據(jù)理論分析，就目前的建材水平，懸索橋的最大跨徑可達到3500m左右。已建成的日本明石海峽大橋，主跨已達1990m.正在計劃中的意大利墨西拿海峽大橋，設計方案之一是懸索橋，其主跨3500m.當然還有規(guī)劃中更大跨徑的懸索橋。
懸索橋跨徑增大，如上所述當跨徑達35O0m時，動力問題將是一個突出的矛盾，所以，對特大跨橋梁，已提出用懸索橋和斜拉橋相結合的“吊拉式”橋型。在國外這種橋型目前還停留在研究之中，并未諸實施。然而，在我國貴州省烏江1997年底建成了一座用預應力鋼纖維混凝土薄壁箱梁作為加勁梁的吊拉組合橋，把橋梁工作者多年夢寐追求的橋型付諸實現(xiàn)，這是貴州橋梁工作者的大膽嘗試，對推動我國乃至世界橋梁建設都有巨大作用。烏江吊拉組合橋，經(jīng)過近兩年運行和測試，結構性能良好，特別是兩種橋型交接部位的處理，較為理。
其實我國很早就開始修建懸索橋，究其跨徑和規(guī)模遠不能同現(xiàn)代懸索橋相比。到了90年代初，我國才開始建造大跨懸索橋，例如：廣東汕頭海灣大橋，主跨452m，加勁梁采用混凝土箱梁；廣東虎門大橋，主橋跨徑888m，鋼箱懸索橋；正在建設的鋼箱懸索橋——江陰長江大橋，主跨1385m.由此可見，現(xiàn)代懸索橋在我國已具有相當規(guī)模和水平，已進人世界懸索橋的先進行列。
懸索橋采用鋼箱作為加勁梁，在我國較為普遍。美國和日本的懸索橋的加勁梁一律用桁架。最有名的明石海峽橋，主跨1990m也是桁架加勁粱。歐洲人研究認為，正交異性板鋼箱作為加勁梁，梁高矮，如同機翼一樣，空氣動力性能好，橫向阻力小，大大減小了塔的橫向力；抗扭剛度大，頂板直接作橋面板，恒載輕，主纜截面可以減小，從而降低用鋼量和造價。我國一起步修建現(xiàn)代懸索橋，加勁梁就采用鋼箱，而對桁架梁作為加勁梁的優(yōu)劣并未作深人分析研究。在已修建的幾座懸索橋上，橋面瀝青鋪裝相繼出現(xiàn)了損壞現(xiàn)象，有的橋梁工作者反思認為，一是鋼箱作為加勁梁還有一些方面值得改進，如鋼箱橋面板的局部撓度以及箱體的通風，降低鋼箱鋪裝層的溫度；二是桁架梁作為加勁梁，還有不少優(yōu)點，如加勁梁剛度大，橋面溫度相對低，還可解決雙層交通等。用混凝土箱梁作為加勁梁的嘗試，國外有先例，在我國汕頭海灣橋也實現(xiàn)了。總結經(jīng)驗，也許不會再采用混凝土箱梁作為加勁梁了。
塔的材料，國外以鋼為主，我國以混凝土為主，近年來國外也有向混凝土發(fā)展的趨勢，基礎多為鉆孔樁或沉井。
錨碇一般以重力式和地錨為主，少數(shù)地質(zhì)條件好的采用了隧道錨。深水錨碇往往采用沉井或地下連續(xù)墻。如江陰長江大橋北錨，位于沖積層上，采用69m×51m帶有36個隔倉的沉井，下沉深度達58m；日本明石海峽大橋神戶側錨碇采用環(huán)形地下連續(xù)墻基礎，直徑85m，高73.5，槽寬2.2m.懸索橋結合地形、地質(zhì)、水文可采用單跨懸吊、雙跨不對稱懸吊和三跨懸吊（簡支和連續(xù)體系）。據(jù)查，世界上懸索橋多為單跨懸吊，其次是不對稱雙跨和三跨簡支懸吊。三跨懸吊連續(xù)體系最少。丹麥大帶橋，三跨懸吊連續(xù)，其跨徑為535m＋1624m＋535m；中國的廈門海滄大橋，三跨懸吊連續(xù)，其跨徑為230m＋648m＋23Om，可稱世界同類橋梁的第二位。
主纜的施工方法：空中紡線法（AS）；索股法（PWS）。我國幾座懸索橋均采用PWS法。索股采用φ5mm鍍鋅鋼絲，由91或127根φ5組成一根索股，根據(jù)受力鋼纜由不同數(shù)量索股組成。
我國今后還會在長江、海灣修建更大跨徑的懸索橋；一般加勁梁仍用鋼箱；塔、錨用混凝土，但應對大體積混凝土水化熱的冷卻降溫措施加以研究；懸索橋風動穩(wěn)定還需進一步研究；鋼箱梁的橋面鋪裝，我國已建成的幾座懸索橋，都存在問題，今后應進一步研究鋼箱梁橋面鋪裝材料、鋼箱除銹、清潔、鋪裝的粘結以及施工工藝等。
結束語
隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，材料、機械、設備工業(yè)相應發(fā)展，這為我國修建大跨徑斜拉橋和懸索橋提供了有力保障。再加上廣大橋梁建設者的精心設計和施工，使我國建橋水平已躍身于世界先進行列。我國幅員遼闊，經(jīng)濟發(fā)展水平參差不齊，經(jīng)濟上總體水平不高，公路橋梁發(fā)展還是要著眼于量大、面廣的一般大、中橋，這類橋梁仍以預應力混凝土結構為主。首先，要著重抓多樣化、標準化，編制適用經(jīng)濟的標準圖，提高施工水平和質(zhì)量，然后再抓住跨越大江（河）、海灣的特大型橋梁建設，不斷總結經(jīng)驗，既體現(xiàn)公路人的建橋水平，又要保證高標準、高質(zhì)量建橋。
改革開放，黨的富民政策，改變了人們的認識，“要致富、先修路”已成共識，加快交通基礎設施建設已變成了人們的自覺行動。國家投資重點傾斜以及集資渠道的多元化，為我國公路橋梁發(fā)展提供了資金保證。展望公路橋梁發(fā)展趨勢，珍惜時機，創(chuàng)造性勞動，為改變我國公路建設落后狀況，努力工作。
