王曉敏,楊景權(quán)

(1.黑龍江省收費(fèi)公路管理局;2.黑龍江省公路工程監(jiān)理咨詢(xún)公司)

1 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(jiǎn)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(jí)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 13 m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,立模現(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(xiàn)和冷拔鋼絲;后張法可用單根鋼絞線(xiàn)、多根鋼絞線(xiàn)群錨或扁錨,立模現(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(shì)為:采用高標(biāo)號(hào)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(xiàn)。板橋跨徑可做到 25m,目前有建成 35～40m跨徑的橋梁。在我看來(lái)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(kāi)裂等問(wèn)題。由于吊裝能力增大,預(yù)制空心板幅寬有加大趨勢(shì),1.5m左右板寬是合適的。

2 梁式橋

2.1 簡(jiǎn)支 T型梁橋

T型梁橋在我國(guó)公路上修建最多,早在 20世紀(jì) 50、60年代,我國(guó)就建造了許多T型梁橋,這種橋型對(duì)改善我國(guó)公路交通起到了重要作用。

T形梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的已經(jīng)很少了,從 16m到50m跨徑,都是采用預(yù)制拼裝后張法預(yù)應(yīng)力混凝土 T形梁。預(yù)應(yīng)力體系采用鋼絞線(xiàn)群錨,在工地預(yù)制,吊裝架設(shè)。其發(fā)展趨勢(shì)為:采用高強(qiáng)、低松弛鋼絞線(xiàn)群錨:混凝土標(biāo)號(hào) 40～60號(hào);T形梁的翼緣板加寬,25m是合適的;吊裝重量增加;為了減少接縫,改善行車(chē),采用工型梁,現(xiàn)澆梁端橫梁濕接頭和橋面,在橋面現(xiàn)澆混凝土中布置負(fù)彎矩鋼束,形成比橋面連續(xù)更進(jìn)一步的“準(zhǔn)連續(xù)”結(jié)構(gòu)。

預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便,跨越能力較大等優(yōu)點(diǎn)。其最大跨徑以不超過(guò)50m為宜,再加大跨徑不論從受力、構(gòu)造、經(jīng)濟(jì)上都不合理了。大于 50m跨徑以選擇箱形截面為宜。

目前的預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁采用全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),預(yù)應(yīng)力張拉后上拱偏大,影響橋面線(xiàn)形,帶來(lái)橋面鋪裝加厚。為了改善這些缺點(diǎn),建議預(yù)制時(shí)在臺(tái)座上設(shè)反拱,反拱值可采用預(yù)施應(yīng)力后裸梁上拱值的 1/2～2/3。

2.2 連續(xù)箱形梁橋

箱形截面能適應(yīng)各種使用條件,特別適合于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、變寬度橋。因?yàn)榍豆淘谙淞荷系膽冶郯?其長(zhǎng)度可以較大幅度變化,并且腹板間距也能放大;箱梁有較大的抗扭剛度,因此,箱梁能在獨(dú)柱支墩上建成彎斜橋;箱梁容許有最大細(xì)長(zhǎng)度;應(yīng)力值 σg+p較低,重心軸不偏一邊,同 T形梁相比徐變變形較小。

箱梁截面有單箱單室、單箱雙室(或多室),早期為矩形箱,逐漸發(fā)展成斜腰板的梯形箱。

箱梁橋可以是變高度,也可以是等高度。從美觀上看,有較大主孔和邊孔的三跨箱梁橋,用變高度箱梁是較美觀的;多跨橋(三跨以上)用等高箱梁具有較好的外觀效果。

隨著交通量的快速增長(zhǎng),車(chē)速提高,人們出行希望有快速、舒適的交通條件,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋能適應(yīng)這一需要。它具有橋面接縫少、梁高小、剛度大、整體性強(qiáng),外形美觀,便于養(yǎng)護(hù)等。

3 鋼筋混凝土拱橋

我國(guó)公路上修建拱橋數(shù)量最多。石拱橋由于自重大,原料加工費(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(guó)外,主要原因是受施工方法的限制。我國(guó)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(guó)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。

4 斜拉橋

斜拉橋是我國(guó)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 30余座,僅次于德國(guó)、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。

我國(guó)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(dú)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(xiàn)斜拉索目前在汕頭石大橋采用。鋼絞線(xiàn)用于斜拉索,無(wú)疑使施工操作簡(jiǎn)單化,但外包 PE的工藝還有待研究。

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(chǎng)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(shuō),斜拉橋跨徑 300～1 000m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(shì)。德國(guó)著名橋梁專(zhuān)家 F.leonhardt認(rèn)為,即使跨徑 1 400m的斜拉橋也比同等跨徑懸索橋的高強(qiáng)鋼絲節(jié)省 1/2,其造價(jià)低 30%左右。

斜拉橋發(fā)展趨勢(shì):跨徑會(huì)超過(guò) 1 000 m;結(jié)構(gòu)類(lèi)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(cè)與控制及斜拉橋動(dòng)力問(wèn)題的研究。

5 懸索橋

懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一,可以說(shuō)是跨千米以上橋梁的唯一橋型(從目前已建成橋梁來(lái)看說(shuō)是唯一橋型)。但從發(fā)展趨勢(shì)上看,斜拉橋具有明顯優(yōu)勢(shì)。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?xún)?nèi),也可以同斜拉橋競(jìng)爭(zhēng)。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(dá)到 3 500m左右。已建成的日本明石海峽大橋,主跨已達(dá) 1 990m。正在計(jì)劃中的意大利墨西拿海峽大橋,設(shè)計(jì)方案之一是懸索橋,其主跨 3 500m。當(dāng)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(dāng)跨徑達(dá) 3 500 m時(shí),動(dòng)力問(wèn)題將是一個(gè)突出的矛盾,所以,對(duì)特大跨橋梁,已提出用懸索橋和斜拉橋相結(jié)合的“吊拉式”橋型。

塔的材料,國(guó)外以鋼為主,我國(guó)以混凝土為主,近年來(lái)國(guó)外也有向混凝土發(fā)展的趨勢(shì),基礎(chǔ)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(zhǎng)江大橋北錨,位于沖積層上,采用 69m×51m帶有 36個(gè)隔倉(cāng)的沉井,下沉深度達(dá) 58m;日本明石海峽大橋神戶(hù)側(cè)錨碇采用環(huán)形地下連續(xù)墻基礎(chǔ),直徑 85 m,高 73.5 m,槽寬2.2m。

懸索橋結(jié)合地形、地質(zhì)、水文可采用單跨懸吊、雙跨不對(duì)稱(chēng)懸吊和三跨懸吊(簡(jiǎn)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(duì)稱(chēng)雙跨和三跨簡(jiǎn)支懸吊。三跨懸吊連續(xù)體系最少。

主纜的施工方法:空中紡線(xiàn)法(AS);索股法(PWS)。我國(guó)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。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,材料、機(jī)械、設(shè)備工業(yè)相應(yīng)發(fā)展,這為我國(guó)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(shè)者的精心設(shè)計(jì)和施工,使我國(guó)建橋水平已躍身于世界先進(jìn)行列。我國(guó)幅員遼闊,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平參差不齊,經(jīng)濟(jì)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(lèi)橋梁仍以預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)為主。首先,要著重抓多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化,編制適用經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)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(shè),不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),既體現(xiàn)公路人的建橋水平,又要保證高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量建橋。

改革開(kāi)放,黨的富民政策,改變了人們的認(rèn)識(shí),“要致富、先修路”已成共識(shí),加快交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已變成了人們的自覺(jué)行動(dòng)。國(guó)家投資重點(diǎn)傾斜以及集資渠道的多元化,為我國(guó)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(shì),珍惜時(shí)機(jī),創(chuàng)造性勞動(dòng),為改變我國(guó)公路建設(shè)落后狀況,努力工作。

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[2] 王麗群 .中華人民共和國(guó)道路交通安全法貫徹實(shí)施與道路交通安全管理、事故預(yù)防、處理及疑難案例分析實(shí)用手冊(cè)[M].人民交通出版社,2006.

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