橋梁事業(yè)發(fā)展分析論文

時(shí)間:2022-02-22 09:53:00

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橋梁事業(yè)發(fā)展分析論文

一、板式橋

板式橋是公路橋梁中量大、面廣的常用橋型,它構(gòu)造簡單、受力明確,可以采用鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu);可做成實(shí)心和空心,就地現(xiàn)澆為適應(yīng)各種形狀的彎、坡、斜橋,因此,一般公路、高等級公路和城市道路橋梁中,廣泛采用。尤其是建筑高度受到限制和平原區(qū)高速公路上的中、小跨徑橋梁,特別受到歡迎,從而可以減低路堤填土高度,少占耕地和節(jié)省土方工程量。

實(shí)心板一般用于跨徑13m以下的板橋。因?yàn)榘甯咻^矮,挖空量很小,空心折模不便,可做成鋼筋混凝土實(shí)心板,立?,F(xiàn)澆或預(yù)制拼裝均可。

空心板用于等于或大于13m跨徑,一般采用先張或后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。先張法用鋼絞線和冷拔鋼絲;后張法可用單根鋼絞線、多根鋼絞線群錨或扁錨,立?,F(xiàn)澆或預(yù)制拼裝。成孔采用膠囊、折裝式模板或一次性成孔材料如預(yù)制薄壁混凝土管或其他材料。

鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土板橋,其發(fā)展趨勢為:采用高標(biāo)號混凝土,為了保證使用性能盡可能采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu);預(yù)應(yīng)力方式和錨具多樣化;預(yù)應(yīng)力鋼材一般采用鋼絞線。板橋跨徑可做到25m,目前有建成35~40m跨徑的橋梁。在我看來跨徑太大,用材料不省,板高矮、剛度小,預(yù)應(yīng)力度偏大,上拱高,預(yù)應(yīng)力度偏小,可能出現(xiàn)下?lián)?;若采用預(yù)制安裝,橫向連接不強(qiáng),使用時(shí)容易出現(xiàn)橋面縱向開裂等問題。由于吊裝能力增大,預(yù)制空心板幅寬有加大趨勢,1.5m左右板寬是合適的。

預(yù)制裝配式板應(yīng)特別注意加強(qiáng)板的橫向連接,保證板的整體性,如接縫處采用“剪力鍵”。為了保證橫向剪力傳遞,至少在跨中處要施加橫向預(yù)應(yīng)力。

建議中、小跨徑板橋,應(yīng)由交通行業(yè)主管部門組織編制標(biāo)準(zhǔn)圖,這樣對推動公路橋梁建設(shè),提高質(zhì)量,加快設(shè)計(jì)速度都會帶來明顯的好處。

二、梁式橋

梁式橋種類很多,也是公路橋梁中最常用的橋型,其跨越能力可從20m直到300m之間。

公路橋梁常用的梁式橋形式有:

按結(jié)構(gòu)體系分為:簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁、t型剛構(gòu)、連續(xù)剛構(gòu)等。

按截面型式分為:t型梁、箱型梁(或槽型梁)、衍架梁等。

梁式橋跨徑大小是技術(shù)水平的重要指標(biāo),一定程度上反映一個(gè)國家的工業(yè)、交通、橋梁設(shè)計(jì)和施工各方面的成就。

現(xiàn)從以下幾種常用的結(jié)構(gòu)形式介紹梁式橋在公路橋梁上的使用和發(fā)展趨勢。

(一)連續(xù)剛構(gòu)橋

連續(xù)剛構(gòu)橋也是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋之一,一般采用變截面箱梁。我國公路系統(tǒng)從80年中期開始設(shè)計(jì)、建造連續(xù)剛構(gòu)橋,至今方興未艾。

連續(xù)剛構(gòu)可以多跨相連,也可以將邊跨松開,采用支座,形成剛構(gòu)一連續(xù)梁體系。一聯(lián)內(nèi)無縫,改善了行車條件;梁、墩固結(jié),不設(shè)支座;合理選擇梁與墩的剛度,可以減小梁跨中彎矩,從而可以減小梁的建筑高度。所以,連續(xù)剛構(gòu)保持了t形剛構(gòu)和連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)。

連續(xù)剛構(gòu)橋適合于大跨徑、高墩。高墩采用柔性薄壁,如同擺柱,對主梁嵌固作用減小,梁的受力接近于連續(xù)梁。柔性墩需要考慮主梁縱向變形和轉(zhuǎn)動的影響以及墩身偏壓柱的穩(wěn)定性;墩壁較厚,則作為剛性墩連續(xù)梁,如同框架,橋墩要承受較大彎矩。

由于連續(xù)剛構(gòu)受力和使用上的特點(diǎn),在設(shè)計(jì)大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋時(shí),優(yōu)先考慮這種橋形。當(dāng)然,橋墩較矮時(shí),這種橋型受到限制。近年來,我國公路上修建了幾座著名的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋,如廣東洛溪大橋,主孔180m;湖北黃石長江大橋,主孔3×245m;廣東虎門大橋副航道橋,主孔270m,為目前世界同類橋中最大跨徑。

我國的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋,幾乎都采用懸臂澆筑法施工。一般采用50~60號高標(biāo)號混凝土和大噸位預(yù)應(yīng)力鋼束。

現(xiàn)在,有人正準(zhǔn)備設(shè)計(jì)300m左右跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu),在我看來,若能采用輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土材料,其跨徑有望達(dá)300m左右。由于連續(xù)剛構(gòu)跨徑加大,自重隨著加大,恒載比例已高達(dá)90%以上,故片面增大跨徑,已無實(shí)際意義。此時(shí)應(yīng)考慮選擇斜拉橋或別的橋型。

(二)鋼筋混凝立拱橋

拱橋在我國有悠久歷史,屬我國傳統(tǒng)項(xiàng)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(fèi)時(shí)費(fèi)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(jì)、適用的方法。根據(jù)近年的實(shí)踐,常用的拱橋施工方法有:(1)主支架現(xiàn)澆;(2)預(yù)制梁段纜索吊裝;(3)預(yù)制塊件懸臂安裝;(4)半拱轉(zhuǎn)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?yàn)殇摻罨炷凉皹蛟靸r(jià)低,養(yǎng)護(hù)工作量小,抗風(fēng)性能好等優(yōu)點(diǎn),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(jié)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(shè)計(jì)者和建設(shè)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(jì)國內(nèi)、外拱橋垮塌事故,多發(fā)生在施工階段。

三、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。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(jié)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(diǎn)融于斜拉橋中,可以使斜拉橋的跨徑布置更能結(jié)合地形條件,靈活多樣,節(jié)省費(fèi)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(yù)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(shè)。鋼箱與鋼箱的連接,一是螺栓,二是全焊,三是栓焊結(jié)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(rèn)為,即使跨徑14o0m的斜拉橋也比同等跨徑懸索橋的高強(qiáng)鋼絲節(jié)省二分之一,其造價(jià)低30%左右。斜拉橋發(fā)展趨勢:跨徑會超過10o0m;結(jié)構(gòu)類型多樣化、輕型化;加強(qiáng)斜拉索防腐保護(hù)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。

【摘要】改革開放以來,我國公路建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展,尤其是高速公路建設(shè),作為公路建設(shè)重要組成部分的橋梁建設(shè)也得到相應(yīng)發(fā)展。本文結(jié)合常用的橋型談了對公路橋梁發(fā)展趨勢的看法。

【關(guān)鍵詞】橋梁事業(yè)發(fā)展趨勢