TRANSPOWORLD 2012No.23(Dec)226B
RIDGE&TUNNEL桥梁隧道
国内外现状分析
国外发展状况(1986~2009)
二十世纪80年代末期法国建造了
世界上第一座波形钢腹板PC组合箱梁
桥——Cognac桥。随着这种结构的成
功运用,各国都相继建造了不同数量的
此类型桥梁。如法国的Asterix桥,德国
的Altwipfergrund桥,挪威的Tronko桥
和委内瑞拉的Caracas桥等。
日本在引进这种结构后,于1993
年建造了日本国内第一座波形钢腹板组
合简支箱梁桥—新开桥。目前日本是世
界上此类结构应用最广的国家,箱形截
面形式由最初的单箱单室,发展到多箱
多室;桥型也从简支梁、连续梁、连续
刚构,到目前的部分斜拉桥。波形钢
腹板组合箱梁桥被广泛的运用到各个场
合,跨径也逐步加大。日本通过总结新
开桥、松木7号桥和本谷桥的设计与施
工经验,编写了波形钢腹板PC组合箱
梁桥的设计指南,而后相继建成了3跨
部分斜拉桥—日见梦大桥、4跨预应力
斜拉桥——矢作川斜拉桥、23跨预应力
连续梁桥——宫家岛高架桥、7跨连续
刚构桥——朝比奈川桥等。
桥梁的截面形式也变得多样化,
如韩国的14 跨连续梁桥——Iisun桥和
日本的栗东桥均采用了一箱三室的截面
形式,矢作川桥采用了一箱五室的截面
形式。目前,日本建成和在建的波形钢
腹板PC组合箱梁桥已近200座。
国内发展近况(2001~2009)
我国也开展了波形钢腹板PC组合
箱梁力学特性研究和桥梁的设计与建造
工作。东南大学、同济大学、哈尔滨工
业大学等高校及和西安市市政设计研究院、河南省交通规划勘察设计院、重庆
交通科研设计院等设计单位以及河南海
威公司、中铁大桥局集团、邢台路桥建
设总公司等施工单位都参与过类似项
目。
国内发展近况——已建成的桥梁
江苏淮安长征人行桥(国内
第一座波形钢腹板组合箱梁人行
桥,2005.1);河南光山泼河大桥(国
内第一座装配式波形钢腹板组合箱梁
公路桥, 2005.7);重庆永川大堰河桥(国内首座波形钢腹板箱梁简支公路梁
桥,2006);山东东营银座桥B桥、C
桥(国内第一座变截面波形钢腹板组
合箱梁桥,2007);青海三道河桥(国
内第一座一箱二室波形钢腹板组合箱
梁桥,2008);河北邢台百泉大道的
郭守敬桥和钢铁路桥等4座桥(国内
第一座一箱七室波形钢腹板组合箱梁
桥,2009);山东鄄城黄河大桥(国内
跨径最大,世界总长度最长的波形钢腹
板组合多跨连续箱梁桥,2011.6)。国内在建的波形钢腹板PC箱梁桥
河南大广高速卫河特大桥(国内
第一座应用于高等级公路的波形钢腹板
组合结构);邢台市七里河紫金大桥
(世界在建单跨最大的波形钢腹板组合
桥);邢台至衡水高速跨南水北调大
桥;南京长江四桥引桥等。
国内的发展前景
从已建和在建的桥梁中看出,波
形钢腹板箱梁桥在跨越天然河流、峡
谷、人工干渠及城市立交中有着广泛的
应用(见图1)。
波形钢腹板组合箱梁桥的特点
可提高预应力效率和材料的使用
效率,改善结构性能。纵向体外预应力
束集中荷载与顶、底板,从而有效地提
高预应力效率;并且可以充分发挥波形
钢腹板抗剪能力强和混凝土抗压强度高
的优点。
自重降低,跨径增大,减少下部
工程量。波形钢腹板预应力混凝土箱梁波形钢腹板桥在中国公路的应用
文/崔院生
图12012年第23期227(12月上)《交通世界》桥的腹板采用较轻的波形钢板,波形钢
板具有较高的抗剪屈曲能力,因而可以
做得很薄,无需纵、横向加劲,自重与
一般的预应力混凝土箱梁相比大约减轻
了10%~25%。
采用体外预应力筋方式,可减少
现场作业,加快施工进程。波形钢腹板
可以工厂化生产,现场拼装,在施工过
程中,免除了在混凝土腹板内预埋管道
的烦杂工序,减少大量的模板和混凝土
浇筑工程,使施工更加方便,对于因冬
季停止作业而使工期受到制约的地区是
非常有效的。波形钢腹板组合箱梁桥的
体外预应力在长期运营后,索力因钢材
松弛而减小、材料弱化的必然性,将会
影响到结构的安全性能,可以通过更换
和增设体外预应力索来达到恢复承载力
和提高结构抗力的目的。
避免了腹板开裂问题,耐久性能
好。传统的预应力混凝土箱梁桥受外力
荷载、混凝土收缩、徐变、材料弱化以
及温差的影响,常易在腹板部位出现裂
缝,导致混凝土截面削弱、钢筋腐蚀等
一系列问题,成为预应力混凝土箱梁桥
的普遍病害,而波形刚腹板PC箱梁桥
则不会出现上述问题,耐久性能更好。
造型美观。波形钢腹板使桥梁具
有较强的美感,易与周围的环境相协
调,是山区、风景区和城市桥梁较好的
桥型选择。
波形钢腹板组合箱梁桥在中国的
适用性
从发达国家桥梁产业发展历程上
看,混凝土桥梁→钢混结构桥→钢桥是
桥梁产业发展的必然趋势。在中国高山
矗立、大川广布、复杂的地形地质条件
和城市立交迅速发展的条件下迫切需要
一种轻型稳定、易于维修的大跨径桥梁
结构;步入新世纪以来的经济快节奏也
需要资源消耗更低、施工进度更快的桥
梁结构投入使用;作为桥梁大国也需要
树立形象,打造更美观、更协调的桥梁
形式。波形钢腹板组合箱梁不仅彻底解
决了传统混凝土箱梁桥的腹板开裂、跨
中下挠、预应力利用率低等问题,同时
具有抗震性能高、耐久性更好、经济效
益更加显著等特点。随着桥梁施工技术
的完善和创新,波形钢腹板在连续梁、
连续钢构桥中的应用跨径也逐渐增大。
这对于地域广阔、桥梁众多的中国公路
市场来说,既符合节能降耗的可持续发
展趋势,又能实现桥梁的轻型化、美观
化的现实意义。
当前中国在波形钢腹板组合箱梁
的使用上还处于初期阶段,但将钢材
和混凝土的优点结合起来,充分体现
了经济、合理、高效的实施效果。随
着我国对波形钢腹板组合箱梁结构研
究的不断深入和应用技术的成熟,这种结构可以在更大领域,更多环境条
件下推广使用。
结束语
目前在我国,波形钢腹板PC组合
箱梁作为一种新型的钢——混凝土组合
结构,充分利用了混凝土抗压,波形钢
腹板抗剪屈服强度高的优点,有效的将
钢、混凝土两种材料结合起来,扬长避
短,提高了材料的使用效率,是一种经
济、合理、高效的结构形式。但波形钢
腹板组合梁桥在我国的应用较少、相关
规范还不完善。随着我国对波形钢腹板PC组合箱梁结构研究的不断深入和应用技术的不断成熟,它将在我国的桥梁
工程中得到越来越广的应用。
作者单位:邢台路桥建设总公司
邢台至衡水高速跨南水北调大桥
邢台百泉大道钢铁路桥