中国公路学报 第5卷第1期CHINA JOURNAL OFHIGHWAYANDTRANSPORT Vol 5 No 11992
近十年我国公路桥梁技术的发展及未来趋势 袁雪戡 西安心踣研克所 摘要 本文分析归纳了近十年我国公路桥梁技术发展的若干特点,提出如下看法:预应力混 凝土桥技术已成熟,公路桥梁完成了传统技术向现代技术的转变;拱桥、预应力混凝土桥架技术 进入世界先进行列。并对未来十年发展趋势进行了预测。 关键词 公路桥梁技术预应力混凝土桥 大跨径公路桥
1 近十年我国公路桥梁技术的发展 近十年是我国执行第六、第七个五年计划,经济与技术都得以高速发展的时期。由于国 家对交通发展的重视,公路建设进入了迅速发展的新时期。在此大好形势下.我国的公路桥 梁建设也有大的发展,技术水平有显著提高。作为桥梁技术水平的主要标志一一桥梁跨度的 记录有较大突破,其中中承式钢筋混凝土肋拱桥跨径达到240米(IN川宜宾南门金沙江桥, 1990年建成),居同类结构跨度世界第一,桁式组合拱桥(贵州剑河桥,跨径150米,1985年 建成).预应力混凝土的连续刚架桥(广东洛溪桥.主跨180米,1988年建成).独塔斜张桥(重 庆石门桥.主跨230米,1988年建成),连续梁桥(云南怒江桥,主跨154米.1990年建成) 等都进入了世界同类桥梁跨径的前列。 概括近十年来我国公路桥梁技术的发展趋势,有以下几个特点: 1.1 预应力混凝土桥梁已成为大跨径公路桥梁的主体,预应力桥梁技术进入成熟阶段 我国预应力混凝土公路桥梁始建于1956年,此后不断得到发展。到最近十年,预应力混 凝土桥梁技术更得以长足的进展,已到成熟阶段,大跨径预应力混凝土桥梁已成为公路桥梁 的主体。据笔者统计,跨度越过百米的特大桥梁,在十年前以混凝土、钢筋混凝土拱桥居多, 而近十年则以预应力混凝土桥的数量为最多.已越过29座,而前者只约有20座。 作为预应力棍凝土桥梁技术成熟的主要数标志是: 1 在T型刚构、连续粱.斜张桥、桁架桥、大跨简支梁等多种结构中成功地应用了预 应力技术.施工工艺也趋于多样化(详见后第3个特点) 2.预应力体系有较大发展 目前世界上流行的几种预应力体系(平行钢丝冷墩锚、粗预 应力钢筋、钢铰线、平行钢束).我国都已成功地运用。我国能生产高规格的高强钢丝,低松 弛钢铰线,IⅡ、Ⅳ级粗预应力钢筋,以及与之配套的锚具、接索器、张拉千斤顶等,其技术 指标已接近或达到国际水平.如近几年开发的XM型系列锚具、接索器的主要技术指标就已 十分接近VSL体系(瑞士)。 此外.高强度混凝土的生产技术已相当普及,50号、6O号高强水泥的生产十分广泛,加 之减水剂等外掺剂的普遍采用,拌制高标号混凝土已成易事,近十年修建的大跨径预应力混 凝土桥梁,多已采用50号棍凝土。 3.制定了预应力混凝土桥梁设计规范公路预应力混凝土桥梁设计规范于1978年颁布 试行后,在科学试验及大最总结生产实践经验的基础上.经过修订,于1985年正式颁布实
收稿Ft期:1991年7月12日
维普资讯 http://www.cqvip.com 中国公路学报 行(JTJ023 85)。 4.预应力混凝土桥梁技术十分普及在十年以前,尚有少数省、区没有预应力混凝土 轿或预应力技术刚刚起步。近十年,各省、市,自治区都有修建预应力混凝土桥梁的实例. 不仅省级施工队伍普遍掌握了预应力技术,在一些技术先进的省、市,地区乃至县级的桥梁 工程队也掌握了预应力混凝土桥的修建技术。
l 2桥梁结构的连续化 随着公路等级的提高,对于行车快速、舒适的要求也越来越高。桥面伸缩缝以其易损、 难养护、昂贵而令桥梁工作者大伤脑筋。目前公路桥梁使用最多的橡胶类伸缩缝使用效果仍 欠佳。除了研制 完善的伸缩缝装置外.减少伸缩装置,使桥面结构连续化.是近十年公路 桥梁发展的一个明显趋势。在中、小跨径桥梁中,多孔简支粱桥往往采用轿面连续的构造, 而在大跨径桥梁中,则较多地采用了连续式结构。 简支梁桥面连续一般采用连接板式及钢筋连接杆式,以后一种使用得较多。连续长度多 为3~5孔,有的长达250米。近几年来,辽宁试作了沥青混凝土桥面整铺过桥,在墩顶粱 问位置预切缝的桥面连续构造:陕西采用有较大变形适应能力的橡胶沥青混凝土更换简支梁 的伸缩缝已获初步成功,并申请了技术专制;重庆交通学院用钢纤维棍凝土桥面来增大伸缩 装置两端混凝土抗冲击韧性;如此等等,无缝桥面的技术在不断发展之中。 在大跨径粱式桥中,到1980年止的近25年中,建成的预应力桥约26座,其中跨径5O米 以上的仅有T型刚构一种桥型,多数为带挂孔的静定结构。近十年来,建成的T型刚构约 为lO座.连续梁桥有l8座以上,预应力斜拉桥19座以上 十年以前的斜拉桥有采用带挂孔 的,如安康汉江桥(1979年建l抗),此后都采用了连续式结构。自广东洛溪桥(1988年)建成后, 连续刚构桥引起了桥梁设计者的兴趣。 大跨径预应力桥梁由T型刚构向多样化的连续式结构发展,除了可减少伸缩装置,改善 行车条件的重要原因外,还是对结构受力特征进行优选的结果。例如连续粱桥,具有挠度小、 挠度曲线平顺、整体性能好等优点,但具有施工中需体系转换,施工钢材多,工艺复杂以及 支座变位、温度变化附加的内力计算繁杂等缺点。综合比较,连续式结构是使用效果好但设 计,施工较难。桥梁结构连续化的趋势,是以现代结构分析技术及施工技术的提高为前提的, 反映了桥梁技术水平的进步。
1.3大跨径桥粱结构型式及施工工艺的多样化 6O年代前半期以前,我国大跨径公路桥梁主要是石拱桥以及少量的钢筋混凝土双悬臂 粱,系杆拱。7O年代,双曲拱风行全国成为修建最多的桥型,此外是多室箱拱及预应力T型 刚构桥。主要的架设工艺是支架上砌筑、现浇,平衡悬臂施工及拱桥的缆索吊机吊装一一塔 扣法(有简单支架或无支架)。在连续粱、斜拉桥轿型中一些工艺如顶推法,拱桥转体施工法 在7O年代中,后期已出现,且在最近十年得到较充分的发展。 近十年建成的连续梁桥中,较著名的有:湖北沙洋桥(1985年建成,中孔跨径111米,连 续长度792米),宜城汉江桥(1989年建成,中孔跨径100米,首次采用支点设双支座及四柱 式框架墩),常德沅江桥(1986年建成,中孔跨径120米,采用钢绞线及大吨位锚具),江门外 海桥(1989年建成.连续长度880米,是目前最长的,采用打入式斜锕桩及预制粱段平衡悬拼 从而大大缩短了工期)。盆式支座系列的最大支反力200 000 kN,已达到国际先进水平。
维普资讯 http://www.cqvip.com 袁雪截近十年我国公路桥梁技术的发展厦末来趋势 斜拉桥在我国始建于1974年。十年前建成的公路斜拉桥仅两座.近十年建成了l9座, 其中重庆石门桥,独塔单索面.最大跨径230米:天津永和桥,双塔双索面,中孔跨径26o米、 分别为预应力棍凝土斜拉桥两种型式的跨径之冠。东营黄河桥为钢斜拉桥,跨径达288米。 就结构构造而言,我国的斜拉桥多属于第二代结构,而其中预应力棍凝土斜拉桥之数量居世 界第一。 于1988年建成的广东洛溪桥,首次采用了连续刚构,主墩用双柱式薄壁空心墩.中孔最 大跨径180米,居同类结构世界跨度第二位。 拱桥中,近卜年公路桥的新桥型有贵州的组合桁拱,由于其结构受力合理、施工设备少、 跨越能力大且造价较低而受到桥梁界的好评,已建成l0余座.最大跨径150米(贵州剑河桥, 1985年建成)。采用半刚性骨架挂模现浇的钢筋混凝土肋拱得到了较快发展,1990年建成的 四JI J宜宾南门金沙江桥,达到了钢筋混凝土中承式拱桥的世界第一大跨(240米)。70年代末 期鉴定的刚架拱桥在近十年得到广泛推广,并用于多孔连拱,具有代表性的是广东清远北江 桥(中孔为2—4×70米)。四川等地还建成了钢管混凝土拱桥(四川旺苍东河桥,跨度115米, 1989年建成)、钢纤维混凝土拱桥(四川大足珠溪桥,跨度60米,1989年建成),均因其良好 的材料力学性能使结构重量得以减轻,尤其是前者,可望有更大的跨越能力。 此外,斜腿刚架,系杆拱,吊桥、板拉桥,斜吊杆式吊桥等多种桥型也有建设实例。在 山区,石拱桥还是经济的桥型而多有采用。鸟巢河桥跨度120米,创新的世界记录。 施工工艺方面,修建大跨径预应力混凝土梁式桥除继续采用平衡悬臂施工外,还采用了 预制大型粱段吊装(广东容奇大桥),逐孔现浇(厦门高集海峡桥)、逐孔节段拼装(吉林乌金屯 松花江桥、福建洪塘桥)、预制杆件悬拼(桁架式桥),平面转体法、顶推法等。顶推法工艺已 发展到弯桥(山西平顺桥)竖曲线桥(广东中堂桥)及不等高梁顶推(广州北立交桥)。拱桥转 体施工已推广应用于斜腿刚架、斜拉桥及T型刚构(四川绵阳公路立交桥)。拱桥转体施工还 发展为无平衡重对称同步转体,在I ̄l JII涪陵乌江桥中应用建成了跨径200米的箱形拱桥。通 过广东洛溪桥、九江桥等深水桥墩的建设,我国公路桥梁的深水基础施工技术上升到一个新 水平。此外.斜拉桥缆索采用热塑压铸PE管防护等新工艺达到了国际先进水平。 近十年,各地大、中型主要桥梁的施工都实现了机械化作业。一些大型、专用机械设备 已在施工中应用。西安公路研究所研制的JQJ1一A型架桥孔.可架设5O米跨径、重156吨 的桥梁,利用系数达0.72,成功地架设了开封黄河大桥主孔。交通部公路一局拥有自移式钢 粱模架,逐孔现浇中等跨径(40 ̄60米)的桥梁较简捷便当。广东容奇桥施工中,采用了起吊 能力5 000 kN的大型浮吊。在基础施工方面采用了大型套管钻机,成孔桩径达2.2米。
1.4设计理设由容许应力法转变为极限状态法 交通部于1985年颁布了公路桥涵设计规范(JTJO21—85~JTJO24—85)。对原有的有关规 范内容作了较多的修改,晟主要的一点是砖石混凝土结构、钢筋混凝土结构等都由容许应力 设计法改变为极限状态设计法.由以弹性理论为基础改变为考虑材料弹塑性。这标志着我国公 路桥梁设计理论的重大提高。
1.5结构计算普遍实行了电算 十年间一桥梁结构计算已基本实现电算化,开发并普遍采用了粱桥、拱桥、斜拉桥桩
基等多种结构设计程序及概、预算程序,其中使用得最广泛的是交通部公路规划设计院等单
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