張曉春
摘要:近年來,我國公路建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展,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,本文就我國橋梁的發(fā)展趨勢進(jìn)行了簡要探討。
關(guān)鍵詞:板式橋;梁式橋;斜拉橋;懸索橋
改革開放以來,我國公路建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展,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,跨越大江(河)、海峽(灣)的長大橋梁建設(shè)也相繼修建,一般公路和高等級公路上的中、小橋、立交橋,形式多樣,工程質(zhì)量不斷提高,為公路運(yùn)輸提供了安全、舒適的服務(wù)。下面結(jié)合常用的橋型淺談對公路橋梁的發(fā)展趨勢。
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。實心板一般用于跨徑13m以下的板橋。因為板高較矮,挖空量很小,空心拆模不便,可做成鋼筋混凝土實心板,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)。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)計速度都會帶來明顯的好處。
2、梁式橋
(1)簡支T型梁橋
T型梁橋在我國公路上修建最多,早在78世紀(jì)五六十年代,我國就建造了許多,型梁橋,這種橋型對改善我國公路交通起到了重要作用。78世紀(jì)80年代以來,我國公路上修建了幾座具有代表性的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型梁橋。預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁有結(jié)構(gòu)簡單,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)。
(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。因為嵌固在箱梁上的懸臂板,其長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)長度,重心軸不偏一邊,同T型梁相比徐變變形較小。隨著交通量的快速增長,車速提高,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)等優(yōu)點(diǎn)。
(3)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。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。梁內(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型剛構(gòu)和連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)。由于連續(xù)剛構(gòu)受力和使用上的特點(diǎn),在設(shè)計大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋時,優(yōu)先考慮這種橋型。
3、鋼筋混凝土拱橋
拱橋在我國有悠久的歷史,屬我國傳統(tǒng)項目,也是大跨徑橋梁形式之一。石拱橋由于自重大,材料加工費(fèi)時費(fèi)工,大跨石拱橋修建少了。山區(qū)道路上中、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。橋梁工作者一直在探索,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,但是因為鋼筋混凝土拱橋造價低,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)。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。
4、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30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。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。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。
5、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。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(dá)到3500m左右。懸索橋結(jié)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萁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。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(yīng)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(fēng)動穩(wěn)定還需進(jìn)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(yīng)進(jìn)一步研究鋼箱梁橋面鋪裝材料、鋼箱除銹、清潔、鋪裝的粘結(jié)以及施工工藝等。
6、結(jié)語
隨著我國經(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)計和施工,使我國建橋水平已躍身于世界先進(jìn)行列。我國幅員遼闊,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,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。