橋梁的優(yōu)缺點(diǎn)_第1頁(yè)
橋梁的優(yōu)缺點(diǎn)_第2頁(yè)
橋梁的優(yōu)缺點(diǎn)_第3頁(yè)
橋梁的優(yōu)缺點(diǎn)_第4頁(yè)
橋梁的優(yōu)缺點(diǎn)_第5頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、梁式橋主梁為主要承重構(gòu)件,受力特點(diǎn)為主梁受彎。主要材料為鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土,多用于中小跨徑橋梁。簡(jiǎn)支梁橋合理最大跨徑約20米,懸臂梁橋與連續(xù)梁橋合宜的最大跨徑約60-70米。優(yōu)點(diǎn):采用鋼筋砼建造的梁橋能就地取材、工業(yè)化施工、耐久性好、適應(yīng)性強(qiáng)、整體性好且美觀;這種橋型在設(shè)計(jì)理論及施工技術(shù)上都發(fā)展得比較成熟。缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)本身的自重大,約占全部設(shè)計(jì)荷載的30%至60%,且跨度越大其自重所占的比值更顯著增大,大大限制了其跨越能力。 拱式橋拱肋為主要承重構(gòu)件,受力特點(diǎn)為拱肋承壓、支承處有水平推力。主要材料是圬工、鋼筋砼,適用范圍視材料而定??鐝綇膸资椎饺俣嗝锥加?,目前我國(guó)最大跨徑鋼筋砼拱橋?yàn)?

2、70米。優(yōu)點(diǎn):跨越能力較大;與鋼橋及鋼筋砼梁橋相比,可以節(jié)省大量鋼材和水泥;能耐久,且養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用少;外型美觀;構(gòu)造較簡(jiǎn)單,有利于廣泛采用。缺點(diǎn):由于它是一種推力結(jié)構(gòu),對(duì)地基要求較高;對(duì)多孔連續(xù)拱橋,為防止一孔破壞而影響全橋,要采取特殊措施或設(shè)置單向推力墩以承受不平衡的推力,增加了工程造價(jià);在平原區(qū)修拱橋,由于建筑高度較大,使兩頭的接線工程和橋面縱坡量增大,對(duì)行車極為不利。剛架橋是一種橋跨結(jié)構(gòu)和噸臺(tái)結(jié)構(gòu)整體相連的橋梁,支柱與主梁共同受力,受力特點(diǎn)為支柱與主梁剛性連接,在主梁端部產(chǎn)生負(fù)彎矩,減少了跨中截面正彎矩,而支座不僅提供豎向力還承受彎矩。主要材料為鋼筋砼,適宜于中小跨度,常用于需要較大的

3、橋下凈空和建筑高度受到限制的情況,如立交橋、高架橋等。優(yōu)點(diǎn):外形尺寸小,橋下凈空大,橋下視野開闊,混凝土用量少。缺點(diǎn):基礎(chǔ)造價(jià)較高,鋼筋的用量較大,且為超靜定結(jié)構(gòu),會(huì)產(chǎn)生次內(nèi)力。斜拉橋梁、索、塔為主要承重構(gòu)件,利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨內(nèi)增加了彈性支承,減小了梁內(nèi)彎矩而增大了跨徑。受力特點(diǎn)為外荷載從梁傳遞到索,再到索塔。主要材料為預(yù)應(yīng)力鋼索、混凝土、鋼材。適宜于中等或大型橋梁。優(yōu)點(diǎn):梁體尺寸較小,使橋梁的跨越能力增大;受橋下凈空和橋面標(biāo)高的限制?。豢癸L(fēng)穩(wěn)定性優(yōu)于懸索橋,且不需要集中錨錠構(gòu)造;便于無支架施工。缺點(diǎn):由于是多次超靜定結(jié)構(gòu),計(jì)算復(fù)雜;索與梁或塔的連接構(gòu)造比較復(fù)雜;施工中高空作業(yè)

4、較多,且技術(shù)要求嚴(yán)格。懸索橋主纜為主要承重構(gòu)件,受力特點(diǎn)為外荷載從梁經(jīng)過系桿傳遞到主纜,再到兩端錨錠。主要材料為預(yù)應(yīng)力鋼索、混凝土、鋼材,適宜于大型及超大型橋梁。優(yōu)點(diǎn):由于主纜采用高強(qiáng)鋼材,受力均勻,具有很大的跨越能力。缺點(diǎn):整體鋼度小,抗風(fēng)穩(wěn)定性不佳;需要極大的兩端錨錠,費(fèi)用高,難度大。淺談我國(guó)公路橋梁發(fā)展趨勢(shì)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,這類橋梁仍

5、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。 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(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13m以下的板橋。因?yàn)?/p>

6、板高較矮,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(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。板橋跨徑可做到25m,目前有建成3540m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

7、度偏小,可能出現(xiàn)下?lián)希蝗舨捎妙A(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(shì),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(duì)推動(dòng)公路橋梁建設(shè),提高質(zhì)量,加快設(shè)計(jì)速度都會(huì)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(jiǎn)支梁、懸臂梁、連續(xù)梁、T型剛構(gòu)、連續(xù)剛構(gòu)

8、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(guó)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(shì)。 (一)簡(jiǎn)支T型梁橋 T型梁橋在我國(guó)公路上修建最多,早在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。 80年代以來,我國(guó)公路上修建了幾座具有代表性的預(yù)應(yīng)力混凝上簡(jiǎn)支T型梁橋(或橋面連續(xù)),如河南的鄭州、開封黃河公路橋,浙江省的飛云江大橋等,其跨徑達(dá)到62m,吊裝重220t。 T形梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的已經(jīng)很少了,從16m到5Om

9、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)、低松弛鋼絞線群錨:混凝土標(biāo)號(hào)4060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,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

10、拱偏大,影響橋面線形,帶來橋面鋪裝加厚。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1/22/3。 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支或“準(zhǔn)連續(xù)”T形梁,建議由交通行業(yè)主管部門組織編制一套適用的標(biāo)準(zhǔn)圖。 (二)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g+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

11、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。 70年代我國(guó)公路上開始修建連續(xù)箱梁橋,到目前為止我國(guó)已建成了多座連續(xù)箱梁橋,如一聯(lián)長(zhǎng)度1340m的錢塘江第二大橋(公路橋)和跨高集海峽、全長(zhǎng)2070m的廈門大橋等。 連續(xù)箱梁橋的施工方法多種多樣,只能因時(shí)因地,根據(jù)安全經(jīng)濟(jì)、保證質(zhì)量、降低造價(jià)、縮短工期等方面因素綜合考

12、慮選擇。一般常用的方法有:立支架就地現(xiàn)澆、預(yù)制拼裝(可以整孔、分段串聯(lián))、懸臂澆筑、頂推、用滑模逐跨現(xiàn)澆施工等。 預(yù)應(yīng)力鋼束采用鋼絞線,可以分段或連續(xù)配束,一般采用大噸位群錨。為了減輕箱梁自重,可以采用體外預(yù)應(yīng)力鋼束。 由于連續(xù)箱梁在構(gòu)造、施工和使用上的優(yōu)點(diǎn),近年來建成預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋較多。其發(fā)展趨勢(shì)為:減輕結(jié)構(gòu)自重,采用高標(biāo)號(hào)混凝土4060號(hào);隨著建筑材料和預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展,其跨徑增大,葡萄牙已建成250m的連續(xù)箱梁橋,超過這一跨徑,也不是太經(jīng)濟(jì)的。大跨徑連續(xù)箱粱要采用大噸位支座,如南京二橋北汊橋165m變截面連續(xù)箱梁,盆式橡膠支座噸位達(dá)65O0kN。這種樣大噸位支座性能如何?將來如何更

13、換等一系列問題有待研究。我國(guó)公路橋梁在100m以上多采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。 中等跨徑的預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁,如跨徑408Om,一般用于特大型橋梁引橋、高速公路和城市道路的跨線橋以及通航凈空要求不太高的跨河橋。 (三)T形構(gòu)橋 這種結(jié)構(gòu)體系有致命弱點(diǎn)。從60年代起到80年代初,我國(guó)公路橋梁修建了幾座T形剛構(gòu)橋,如著名的重慶長(zhǎng)江大橋和滬州長(zhǎng)江大橋,80年以后這種橋型基本不再修建了,這里不贅述。 (四)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(guó)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

14、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(duì)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(dòng)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(guó)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180

15、m;湖北黃石長(zhǎng)江大橋,主孔3245m;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(guó)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5060號(hào)高標(biāo)號(hào)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。 三、鋼筋混凝立拱橋 拱橋在我國(guó)有悠久歷史,屬我國(guó)傳統(tǒng)項(xiàng)目,也是大跨徑橋梁形式之一。 我國(guó)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)

16、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

17、,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(zhǎng)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(guó)鋼筋混凝土拱橋的發(fā)展趨勢(shì):拱圈輕型化,長(zhǎng)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(guó)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(guó)大跨徑橋梁

18、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(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。 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(qiáng)勁勢(shì)頭。我國(guó)70年代中期開始修建混凝土斜拉橋,改革開放后,我國(guó)修建斜拉橋的勢(shì)頭一直呈上升趨勢(shì)。 我國(guó)一直以發(fā)展混凝土斜拉橋?yàn)橹?,近幾年我?guó)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(zhǎng)江第三大橋,主跨618m。鋼箱斜拉橋如南京長(zhǎng)江第二大橋南汊橋,主跨628m;武漢軍山長(zhǎng)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?yàn)殇撆c混凝土的

19、結(jié)合梁斜拉橋。 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(jiǎn)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(jié)合的斜拉橋,如西班牙的魯納(Luna)橋,主橋440m;我國(guó)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,

20、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(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,斜拉橋跨徑3001000m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(shì):跨徑會(huì)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(cè)與控制及斜拉橋動(dòng)力問題的研究。 五、懸索橋 懸索橋是特大跨徑橋梁的

21、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(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,懸索橋在千米以內(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3500m左右。已建成的日本明石海峽大橋,主跨已達(dá)1990m。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3500m。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)35O0m時(shí),動(dòng)力問題將是一個(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。在國(guó)外這種橋型目前還停留在研究之中

22、,并未諸實(shí)施。然而,在我國(guó)貴州省烏江1997年底建成了一座用預(yù)應(yīng)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(mèng)寐追求的橋型付諸實(shí)現(xiàn),這是貴州橋梁工作者的大膽嘗試,對(duì)推動(dòng)我國(guó)乃至世界橋梁建設(shè)都有巨大作用。烏江吊拉組合橋,經(jīng)過近兩年運(yùn)行和測(cè)試,結(jié)構(gòu)性能良好,特別是兩種橋型交接部位的處理,較為 理。 其實(shí)我國(guó)很早就開始修建懸索橋,究其跨徑和規(guī)模遠(yuǎn)不能同現(xiàn)代懸索橋相比。到了90年代初,我國(guó)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(shè)的鋼箱懸索橋江陰長(zhǎng)江大橋,主跨1385m。由此可見,現(xiàn)代懸索橋在

23、我國(guó)已具有相當(dāng)規(guī)模和水平,已進(jìn)人世界懸索橋的先進(jìn)行列。 懸索橋采用鋼箱作為加勁梁,在我國(guó)較為普遍。美國(guó)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(rèn)為,正交異性板鋼箱作為加勁梁,梁高矮,如同機(jī)翼一樣,空氣動(dòng)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(jià)。我國(guó)一起步修建現(xiàn)代懸索橋,加勁梁就采用鋼箱,而對(duì)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(rèn)為,一是鋼箱作為加勁梁還有一些方面值得改進(jìn),如鋼箱橋面板

24、的局部撓度以及箱體的通風(fēng),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(diǎn),如加勁梁剛度大,橋面溫度相對(duì)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(guó)外有先例,在我國(guó)汕頭海灣橋也實(shí)現(xiàn)了??偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn),也許不會(huì)再采用混凝土箱梁作為加勁梁了。 塔的材料,國(guó)外以鋼為主,我國(guó)以混凝土為主,近年來國(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69m51m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側(cè)錨碇采用環(huán)形地下連續(xù)墻基礎(chǔ),直徑85m,高

25、73.5,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)稱雙跨和三跨簡(jiǎn)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535m1624m535m;中國(guó)的廈門海滄大橋,三跨懸吊連續(xù),其跨徑為 230m648m23Om,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(guó)幾座懸索橋均采用PWS法。索股采用5mm鍍鋅鋼絲,由91或127根5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(guó)今后還會(huì)在長(zhǎng)江、海灣修建更大跨徑的懸索橋;一般加勁梁仍用鋼箱;塔

26、、錨用混凝土,但應(yīng)對(duì)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(dòng)穩(wěn)定還需進(jìn)一步研究;鋼箱梁的橋面鋪裝,我國(guó)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。 結(jié)束語 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

27、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。 連續(xù)梁橋: (lian xu liang qiao) continuous beam bridge 兩跨或兩跨以上連續(xù)的梁橋,屬于超靜定體系。連續(xù)梁在恒活載作用下,產(chǎn)生的支點(diǎn)負(fù)彎矩對(duì)跨中正彎矩有卸載的作用,使內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理,因而梁高可以減小,節(jié)省材料,且剛度大,整體性好,超載能力大,安全度大,橋面伸縮縫少。 連續(xù)梁橋是中等跨徑橋梁中常用的一種橋梁結(jié)構(gòu),預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是其主要結(jié)構(gòu)形式,它具有接縫少、剛度好、行車平順舒適等優(yōu)點(diǎn),在30-120m跨度內(nèi)常是橋

28、型方案比選的優(yōu)勝者。而橫張預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在T型梁、箱型梁、空心板橋三座常規(guī)跨徑簡(jiǎn)支梁橋中的應(yīng)用,取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。為拓寬橫張預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用范圍,將其應(yīng)用到更大跨度的連續(xù)梁橋中就顯得尤為必要了。 主梁是連續(xù)支承在幾個(gè)橋墩上。在荷載作用時(shí),主梁的不同截面上有的有正彎矩,有的有負(fù)彎矩,而彎矩的絕對(duì)值均較同跨徑橋的簡(jiǎn)支梁小。這樣,可節(jié)省主梁材料用量。連續(xù)梁橋通常是將35孔做成一聯(lián),在一聯(lián)內(nèi)沒有橋面接縫,行車較為順適。連續(xù)梁橋施工時(shí),可以先將主梁逐孔架設(shè)成簡(jiǎn)支梁然后互相連接成為連續(xù)梁?;蛘邚亩张_(tái)上逐段懸伸加長(zhǎng)最后連接成為連續(xù)梁。近一、二十年,在架設(shè)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁時(shí),成功地采用了頂推法施工

29、,即在橋梁一端(或兩端)路堤上逐段連續(xù)制作梁體逐段頂向橋孔,使施工較為方便。連續(xù)梁橋主梁內(nèi)有正彎矩和負(fù)彎矩,構(gòu)造比較復(fù)雜。此外,連續(xù)梁橋的主梁是超靜定結(jié)構(gòu),墩臺(tái)的不均勻沉降會(huì)引起梁體各孔內(nèi)力發(fā)生變化。因此,連續(xù)梁一般用于地基條件較好、跨徑較大的橋梁上。1966年建成的美國(guó)亞斯托利亞橋,是目前跨徑最大的鋼桁架連續(xù)梁橋,它的跨徑為376米。 按主要承重結(jié)構(gòu)體系分 有梁式橋、拱橋、懸索橋、剛架橋、斜張橋和組合體系橋等(圖4),前三種是橋梁的基本體系。 按橋梁上部結(jié)構(gòu)的建筑材料分 有木橋、石橋、混凝土橋、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋(有時(shí)三者統(tǒng)稱混凝土橋)、鋼橋和結(jié)合梁橋等。木橋易腐蝕多用于臨時(shí)性橋梁

30、。石料和混凝土抗壓強(qiáng)度高而抗拉強(qiáng)度低,主要用于拱橋。鋼筋混凝土橋?yàn)槟蛪旱幕炷梁涂估?、抗壓性能均好的鋼筋結(jié)合而成的橋,主要用于跨度不大的梁式橋和拱橋。預(yù)應(yīng)力混凝土橋是采用高強(qiáng)度鋼筋(絲)和高標(biāo)號(hào)混凝土建成,可達(dá)到比鋼筋混凝土大得多的跨度,可采用的結(jié)構(gòu)體系也比鋼筋混凝土橋廣泛得多。鋼橋用結(jié)構(gòu)鋼制造,現(xiàn)常用于實(shí)腹梁橋及大跨度的桁架梁橋、拱橋、斜張橋和懸索橋。其主要優(yōu)點(diǎn)是施工速度較快,跨越能力大;缺點(diǎn)是用鋼量較多,維修費(fèi)大。結(jié)合梁橋也稱組合梁橋,是由兩種不同建筑材料結(jié)合而成的橋,通常指用鋼梁和鋼筋混凝土橋面板結(jié)合而成的橋,可以節(jié)省鋼材。 此外,還有用輕質(zhì)混凝土、鋁合金、玻璃鋼等建筑材料建造的橋梁。

31、按用途分 有公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、城市橋。公路橋的活載一般小于鐵路橋,但活載的作用點(diǎn)(車輪)在橋的橫向是變化的,橋面較寬,橋梁的容許撓度也大。鐵路橋活載沿軌道運(yùn)行,在橋上橫向位置不變,橋面系易于布置,但橋面通常較窄,在大跨度鐵路橋的設(shè)計(jì)中,由于橫向穩(wěn)定、剛度和風(fēng)振等原因而需加寬橋梁;其活載大,容許撓度小,因此在選擇結(jié)構(gòu)體系上不如公路橋有較多的自由。在同一橋位上供公路和鐵路使用的橋梁稱公鐵兩用橋。公路、鐵路一般分別布置在上、下兩個(gè)平面上;也可布置在同一平面上,將公路設(shè)置在鐵路兩側(cè),但運(yùn)營(yíng)性能較差。城市橋的構(gòu)造接近公路橋,但車行道和人行道較寬,橋梁高度要低,以減少橋頭引道長(zhǎng)度和填土數(shù)量;在通

32、行混合交通時(shí),橋梁縱坡不宜大于2;設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮公用事業(yè)管線(電信、照明、自來水、暖氣和雨水管等)的過橋設(shè)置,不得妨礙橋梁的維修和養(yǎng)護(hù),但高壓輸電線路、煤氣管、輸油管與污水管等不允許在橋上敷設(shè)。城市橋應(yīng)視為重要的藝術(shù)建筑之一,應(yīng)注意橋梁本身的造型要和周圍的景觀協(xié)調(diào),對(duì)橋頭堡、欄桿、燈柱的藝術(shù)要求也高。城市橋上游人樂于駐足,以選用不影響眺覽風(fēng)景的上承式橋梁為最好。 此外,尚有人行橋、飛機(jī)場(chǎng)橋、運(yùn)河橋、給水橋(渡橋)和供油、供氣、供煤粉的管道橋等。 按跨越障礙分 有跨河橋、跨谷橋、跨線橋和高架線路橋等。跨河橋的長(zhǎng)度和高度,應(yīng)滿足泄洪和通航的要求,在主河槽部分的橋梁稱為正橋,跨度較大;其余部分稱為引橋

33、,其跨度一般由經(jīng)濟(jì)條件確定,宜優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)(見橋梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì))??绻葮虻拈L(zhǎng)度和高度由地形決定??缇€橋?yàn)榫€路(公路、鐵路等)立體交叉時(shí),一條線路跨越另一條線路的橋梁,也稱立交橋;如在地下穿過既有線路的稱為地道橋。高架線路橋是修建于地面或道路上空,供車輛行駛的旱橋,是一種用橋梁結(jié)構(gòu)代替路堤的高架線路,可以避免線路平面交叉,提高交通運(yùn)輸能力。 按橋面位置分 有上承式橋、中承式橋、下承式橋和雙層橋。將橋面布置在主要承重結(jié)構(gòu)之上的稱為上承式橋(圖4a、b),在主要承重結(jié)構(gòu)下緣附近的稱為下承式橋(圖3);介于上、下緣之間的稱為中承式橋;上下緣均設(shè)橋面的稱為雙層橋。上承式橋具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、容易養(yǎng)護(hù)、制造架設(shè)

34、方便,節(jié)省墩臺(tái)圬工數(shù)量以及視野開闊等優(yōu)點(diǎn),在橋梁設(shè)計(jì)中常優(yōu)先選用。中、下承式橋都具有橋梁建筑高度小的優(yōu)點(diǎn),視設(shè)計(jì)要求而用。雙層橋多用于公鐵兩用橋。 按橋梁平面的形狀分 有正交橋、斜橋和彎橋。正交橋的橋梁中心線和主河槽的流向(或被跨越線路的中心線)正交。斜橋的中心線和主河槽流向斜交。斜交的度數(shù)一般用橋梁的中心線和支承線的法線交角表示。斜橋受力和構(gòu)造都較復(fù)雜,用材料也多。彎橋是主要承重結(jié)構(gòu)軸線順著線路曲線布置的橋,其受力和構(gòu)造也較復(fù)雜;為便于行車,橋面應(yīng)按線路要求設(shè)置超高及加寬。 按制造方法分 混凝土橋分就地灌筑橋和裝配式橋兩類。后者的構(gòu)件在工廠(場(chǎng))中預(yù)制,運(yùn)往工地拼裝架設(shè),其優(yōu)點(diǎn)可使橋梁制造工業(yè)化、機(jī)械化,降低成本,提高速度,而且質(zhì)量也有保證。也有兩者結(jié)合的裝配、現(xiàn)澆式混凝土橋。鋼橋一般都是裝配式的。 按橋梁長(zhǎng)度分 橋梁在技術(shù)要求和養(yǎng)護(hù)設(shè)施等方面需要按橋梁長(zhǎng)度進(jìn)

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