淺論我國拱橋的建設(shè)與發(fā)展

淺論我國拱橋的建設(shè)與發(fā)展淺論我國拱橋的建設(shè)與發(fā)展淺論我國拱橋的建設(shè)與發(fā)展廣西盛豐建設(shè)企業(yè)有限企業(yè)綱要：簡述了我國拱橋的發(fā)顯現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)特色和技術(shù)水平，并對拱橋的整體技術(shù)水平以及此后邊臨的發(fā)展做了評論。重點(diǎn)詞：石拱橋；鋼筋混凝土拱橋；鋼管混凝土拱橋和勁性骨架混凝土拱橋；鋼拱橋拱橋是我國公路上常用的一種橋梁型式。拱橋在豎向荷載作用下，兩頭支撐處除有豎向反力外，還產(chǎn)生水平推力，正是這個水平推力，使拱內(nèi)力產(chǎn)生軸向壓力，并大大減小了跨中彎矩，使它的主拱截面資料強(qiáng)度獲得充散發(fā)揮，超越能力增大。依據(jù)理論計(jì)算，混凝土拱橋的極限跨度可達(dá)500m左右，鋼拱橋的極限跨度可達(dá)1200左右m[1]。在我國公路橋梁系列中，拱橋作為一種古老的橋式以其超越能力大、承載能力高、可用地方資料、造價經(jīng)濟(jì)、保養(yǎng)維修花費(fèi)少、造型雅觀等獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢而成為建筑歷史最悠長、競爭力較強(qiáng),并且長盛不衰，不停發(fā)展的橋梁形式。拱橋的型式多種多樣，結(jié)構(gòu)各有差別，能夠依據(jù)不一樣的方式來進(jìn)行分類。比如：依據(jù)主拱圈（肋、箱）所使用的建筑資料能夠分為石拱橋、鋼筋混凝土拱橋及鋼拱橋；依據(jù)拱上建筑的形式能夠分為實(shí)腹式及空肚式拱橋；依據(jù)拱軸線的形式，可將拱橋分為圓弧拱橋、拋物線拱橋、懸鏈線拱橋；依據(jù)橋面的地點(diǎn)可分為上承式拱橋、下承式拱橋和中承式拱橋；依據(jù)有無水平推力，能夠分為有推力拱橋和無推力拱橋等。現(xiàn)依據(jù)建筑資料的分類方式對拱橋的主要種類做一些介紹。舉世有名的河北省趙縣的趙州橋（又稱安濟(jì)橋），該橋在隋大業(yè)初年（公元650年左右）為李春所建，是一座空肚式的圓弧形拱橋，凈跨37.02m，寬9m，拱失高度7.23m。趙州橋是世界上最早的敞肩式拱橋，不論在資料使用，結(jié)構(gòu)受力，藝術(shù)造型上都達(dá)到了很高的成就。1959年我國建成的跨度60m的湖南黃虎港石拱橋，在國內(nèi)初次打破歷史上石拱橋的最大跨度，大大促使了我國大跨度石拱橋建設(shè)。云南南盤江上的長虹橋（單跨

112.5m

空膠式石拱橋）。在國際上石拱橋的跨度記錄在我國1961年建成長虹橋以前向來為德國Plauen橋所保持。

1903-1904

年建成的，跨度

90m的Syratal1991

年湖南風(fēng)凰縣建成跨度

120m的鳥巢河大橋，當(dāng)時居石拱橋世界第一，截面上采用新式雙肋石拱橋，造型空靈輕盈，達(dá)到了很高的成就。丹河大橋是晉（城）焦（作）高速公路上的一座特大型橋梁，位于山西晉城市太行山西麓上的丹河上。橋梁全長413.17m，主孔跨徑146m，橋高81m，寬24．2m，1996年開始勘探設(shè)計(jì)，1997年11月動工建設(shè)，2000年9月完工通車，是目前生界上最大跨徑的石拱橋。其橋梁寬度、荷載等級及橋梁高度把石拱橋的設(shè)計(jì)水平提升到了一個新水平，已被錄入上海大世界吉尼斯世界記錄。經(jīng)專家判定，其設(shè)計(jì)及施工技術(shù)達(dá)到國際當(dāng)先水平。丹河大橋的建設(shè)，繼承和弘揚(yáng)了石拱橋這一中國傳統(tǒng)的優(yōu)勢橋型，在橋梁跨徑、橋梁寬度、荷載等級、橋梁高度與建設(shè)速度等方面獲得了較大打破，經(jīng)過采納現(xiàn)代橋梁科研手段與設(shè)計(jì)、施工技術(shù)，加大了石拱橋的技術(shù)含量，提升了石拱橋的建設(shè)水平，為在高荷載作用下的大跨度石拱橋的建設(shè)供給了成功的典范。2.2鋼筋混凝土拱橋在1898年我國建成宜賓金沙江鋼筋混凝土中承式拱橋后，又陸續(xù)建成2座世界記錄的四川萬縣120m上承式箱形拱橋和312m的廣西邕寧邕江中承式箱肋拱橋。這兩座橋都是用鋼管混凝土做骨架爾后澆注成混凝土箱形截面的，所以習(xí)慣上成（勁性）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。重慶萬縣長江大橋位于萬州區(qū)（原四川萬縣市）上游7km處，是國道骨干線（成都－上海）上超越長江的一座特大公路橋梁。1994年5月1日大橋正式動工，1997年完工。該橋?yàn)閯判怨羌茕摴芑炷辽铣惺焦皹颍瑯蜷L814m，寬23m，橋拱凈跨420m，橋面距江面高140m。單孔跨江，無水下基礎(chǔ)，跨度雄居世界同類橋梁首位。主拱圈采納鋼管與勁性骨架組合的鋼筋混凝土箱形截面，采納纜索吊裝和懸臂扣掛的方法施工。橋?qū)?4m，按正線高速公路四車道設(shè)計(jì)。該橋的建成，使我國的拱橋建筑水平處于世界當(dāng)先地位。拱橋本是中國的傳統(tǒng)優(yōu)勢項(xiàng)目，古代的趙州橋就讓世人為之驚訝。長江萬縣段河床復(fù)雜，不適合建筑橋墩。在這樣不利的地質(zhì)條件下建筑出生界最大跨徑的混凝土拱橋，堪稱是拱橋技術(shù)的現(xiàn)代演繹。萬縣長江大橋的建筑者第一提出采納鋼管混凝土勁性骨架成拱技術(shù)，既節(jié)儉了鋼材的使用量，又加大了拱跨，大大節(jié)儉了資本投入。萬縣長江大橋因其拱跨世界第一，在國內(nèi)外惹起了激烈反應(yīng)。據(jù)不完整統(tǒng)計(jì)，大橋的技術(shù)在國內(nèi)外的18座大跨徑橋梁中獲得采納，以該橋設(shè)計(jì)、施工、科研為技術(shù)內(nèi)容的60余篇論文更是惹起了國際學(xué)術(shù)界的寬泛關(guān)注。萬縣長江大橋作為世界大跨名橋，被收錄于《世界與芬蘭名橋》一書中。圖3萬縣長江大橋主拱圈截面邕寧大橋全長485.4ｍ，是一座主跨達(dá)312ｍ的中承式鋼筋混凝土拱橋，大橋主拱肋為變截面懸鏈線無鉸拱，矢跨比1/6。橋面全寬18.9m。下部結(jié)構(gòu)為分別式拱座，嵌入基巖。橋墩為直徑1.1m的雙柱墩，同直徑的樁與擴(kuò)大基礎(chǔ)，橋臺為重力式臺。1996年8月建成通車。該橋設(shè)計(jì)和施工中采納了許多超慣例的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在鋼骨拱桁架、拱肋外包混凝土澆注方案和穩(wěn)固控制技術(shù)等方面都有獨(dú)到之處。采納大直徑鋼管混凝土弦桿、合理訂正焊縫等極及采納長段合擾等舉措，不單達(dá)到施工安全、節(jié)儉鋼材、方便施工，并且鋼骨架合擾對接簡單，獲得了優(yōu)秀的經(jīng)濟(jì)效益。2.3鋼管混凝土拱橋和勁性骨架混凝土拱橋用鋼管、或許鋼管桁架，架設(shè)成拱在鋼管內(nèi)填補(bǔ)混凝土而形成的拱橋叫鋼管混凝土拱橋。鋼管混凝土作為鋼—混凝土組臺資料的一種，一方面借助內(nèi)填混凝土提升鋼管壁受壓時的穩(wěn)固性，提升鋼管的抗腐化性和持久性，另一方面借助管壁對混凝土的套箍作用。提升了混凝土的抗壓強(qiáng)度和延性。我國從1959年開始研究鋼管混凝土的基天性能和應(yīng)用。1963年初次將鋼管混凝土柱用于北京地鐵車站工程，隨后在冶金、電力、造船等部門的單層廠房和重型結(jié)構(gòu)中獲得應(yīng)用。進(jìn)入80年月，鋼管混凝土在橋梁工程中開始獲得研究和應(yīng)用，1991年5月建成國內(nèi)第一座鋼管混凝土拱橋—四川旺蒼凈跨115m的下承式鋼管混凝土系桿拱橋，同年末建成廣東高妙大橋，該橋?yàn)閮煽鐑艨?00m的中承式拱橋。檢查表示，截止到2021年，采集到的跨徑100m及以上的鋼管混凝土拱橋有135座，跨徑達(dá)到200m及以上的有38座[2]。三岸邕江特大橋，廣西沿海鐵路南寧至欽州段超越邕江的一座特大橋。該橋位于南北高速公路三岸邕江大橋下游40m，主跨為276m鋼桁拱橋，拱肋截面為等截面，上下弦桿各采納2φ1020mm鋼管，截面高度5.6m，寬度2.4m，弦桿主管及橫聯(lián)板腔內(nèi)均填補(bǔ)C50混凝土，構(gòu)成橫啞鈴形，豎腹桿和斜腹桿均為外徑400mm、壁厚12mm的圓管，腹桿成對設(shè)置，分別與弦桿圓管直接連結(jié)。上、下弦桿主管和橫聯(lián)板均采納16Mn鋼，主管采納螺旋焊接收，全部焊縫強(qiáng)度均應(yīng)等于或大于母材強(qiáng)度。吊桿用61φ7鍍鋅高強(qiáng)度鋼絲構(gòu)成，兩端為墩頭錨。吊點(diǎn)順橋向中距為10.0m，每個吊點(diǎn)設(shè)2根吊桿，以便此后改換。一組2根吊桿順橋向間距為1.17m。壁厚除拱腳以上21.54m內(nèi)為14mm外，其余截面均為12mm，當(dāng)一根吊桿無效時，另一根吊桿在恒載下安全系數(shù)為1.75。全橋共采納8根橫向聯(lián)系，在橋面上的6道為鋼管空間桁式橫向聯(lián)絡(luò)系，在橋面系與拱肋訂交處設(shè)2道預(yù)制鋼筋混凝土肋間橫系梁，與桁鞏接。三岸橋是國內(nèi)單拱第一跨度。巫山縣巫峽長江公路大橋位于巫山縣城下游2公里處的長江巫峽口處，是交流國道318線和209線的交通要道，是改良巫山縣投資環(huán)境，知足三峽庫區(qū)移民部署的重要工程。大橋主跨組合跨徑492m（凈跨徑460m），為中承式鋼管混凝土拱橋[3]。圖5巫峽長江公路大橋拱圈受力結(jié)構(gòu)的資料采納鋼材的拱橋，稱為鋼拱橋。鋼拱橋的桿件因?yàn)殇摬牡膹?qiáng)度高而顯得“修長”，受壓穩(wěn)固性能差，為了知足拱的穩(wěn)固性，往常采納整體截面較大的鋼桁架作為拱圈。也有很少量鋼拱橋的拱圈采納矩形鋼箱截面，如盧浦大橋。因?yàn)殇摬膹?qiáng)度，相對重量就輕，所以跨徑能夠較大。目前生界上500m以上跨徑的拱橋都是鋼拱橋，如美國1976年建成的跨徑為518m的西弗吉利亞新河橋，美國1931年建成的跨徑為504m的貝爾橋，澳大利亞1932年建成的跨徑503m的悉尼港橋。國內(nèi)的大跨徑鋼管拱橋還有萬宜鐵路萬州長江大橋，跨徑168.7+360+168.7m；重慶朝天門長江大橋，跨徑190m+552m+190m。新建的朝天門大橋長1741m，三跨連續(xù)中承式鋼桁系桿拱橋。大橋?yàn)殡p層公軌兩用橋，大橋橋腹預(yù)留兩個汽車道，軌道交通“六線一環(huán)”中的“一環(huán)”經(jīng)過橋腹過江。采納上層“汽車道+人行道”、基層“汽車道+軌道線”的“雙層通行”模式。國內(nèi)同類橋梁，此前主跨多在400m左右，全橋用鋼1萬噸上下。朝天門全橋永遠(yuǎn)用鋼4.6萬噸，協(xié)助用鋼近4萬噸。工程選址重慶市主城區(qū)朝天門碼頭下游約1.71公里處，施工時期，長江主航道不停航，舟船來往。大橋于2021年末動工建設(shè),2021

年年末建成，相隔

30分鐘以上波折車程的南北兩岸，直線距離縮短到10分鐘之內(nèi)．朝天門大橋擁有三項(xiàng)世界第一：主跨552m鋼拱橋世界第一；承載14500噸的支座世界第一；公軌兩用先拱后梁施工難度世界第一。別的，該大橋還擁有三項(xiàng)創(chuàng)新：橋型、多箱隔室凱旋門式主墩、上下十線車道再加兩線軌道交通部署方式等，都是其余橋梁所不可以及的。拱橋超越能力大，造型優(yōu)美，目古人們已愈來愈感覺到橋梁美學(xué)的重要，各樣結(jié)構(gòu)新奇，造型靈巧輕盈的拱橋不單能促使旅行事業(yè)的發(fā)展，更向人民顯現(xiàn)我國河山的秀美。能夠預(yù)示，圍繞著解決修筑拱橋所要求的用料省、安裝質(zhì)量輕、施工簡單、承載能力大的諸多矛盾，新的拱橋型式和先進(jìn)的施工方法會不停的出現(xiàn)。橋梁工程.北京：人民交通第一版社，2000.中國公