劉順神
摘 要:改革開放以來,我國公路建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展,尤其是高速公路建設(shè),無到有,現(xiàn)已建成3.8 萬多公里。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)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、綜合國力增強(qiáng),我國的建筑材料、設(shè)備、建筑技術(shù)都有了較快發(fā)展。特別是電子計(jì)算技術(shù)的廣泛應(yīng)用,為廣大工程技術(shù)人員提供了方便、快捷的計(jì)算分析手段。更重要的是我國的經(jīng)濟(jì)政策為公路事業(yè)發(fā)展提供多元化的籌資渠道,保證了建設(shè)資金源。我國廣大橋梁工作者,充分認(rèn)識到這一可貴、難得的機(jī)遇,竭盡全力,發(fā)揮自己的聰明才智,為我國公路橋梁建設(shè)事業(yè),積極工作,多做貢獻(xiàn)。本文結(jié)合常用的橋型談?wù)剬窐蛄喊l(fā)展趨勢的看法。
關(guān)鍵詞:公路; 橋梁工程; 橋型; 發(fā)展趨勢
改革開放以來, 我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷提高, 科技力量持續(xù)增強(qiáng), 促使我國在施工設(shè)備、建筑技術(shù)以及建筑材料等領(lǐng)域取得了不少成果, 并不斷轉(zhuǎn)化到實(shí)際應(yīng)用中去??萍汲晒霓D(zhuǎn)化以及優(yōu)惠國策下充足的資金源促使我國公路橋梁建設(shè)有了質(zhì)的飛躍,從無到有, 現(xiàn)在我國公路通車?yán)锍踢_(dá)到8700多公里。橋梁工程是公路建設(shè)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),如今也取得了很大進(jìn)步, 不僅橋型多種多樣, 工程施工質(zhì)量也越來越高。高質(zhì)量的橋梁工程大大保證了公路運(yùn)輸服務(wù)舒適、便捷和安全, 由此我國公路橋梁的發(fā)展趨勢也可見一斑。
一、梁式橋
公路橋梁常用的梁式橋形式有:
按結(jié)構(gòu)體系分為:簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁、T型剛構(gòu)、連續(xù)剛構(gòu)等。
按截面型式分為:T 型梁、箱型梁(或槽型梁)、衍架梁等。
1.簡支T 型梁橋
T 型梁橋在我國公路上修建最多,早在50、60 年代,我國就建造了許多T 型梁橋,這種橋型對改善我國公路交通起到了重要作用。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)力混凝上簡支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。
預(yù)應(yīng)力混凝土T 形梁有結(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)。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。
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?yàn)榍豆淘谙淞荷系膽冶郯?,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;應(yīng)力值σg+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。
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。我國公路系統(tǒng)從20世紀(jì)80年代中期開始設(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型剛構(gòu)和連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)。
二、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(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。
三、鋼筋混凝土拱橋
拱橋在我國有悠久歷史,屬我國傳統(tǒng)項(xiàng)目,也是大跨徑橋梁形式之一。我國公路上修建拱橋數(shù)量最多。石拱橋由于自重大,在料加工費(fèi)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。
鋼筋混凝土拱橋形式較多,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,[3]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。
四、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(從目前已建成橋梁來看說是唯一橋型)。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。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。
五、我國公路橋梁未來的整體發(fā)展趨勢
根據(jù)整個(gè)公路橋梁發(fā)展史, 可以預(yù)測我國公路橋梁未來的發(fā)展整體趨勢, 筆者認(rèn)為主要有以下幾點(diǎn)。
第一, 橋梁建設(shè)走向智能化。隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展, 高科技成果迅速轉(zhuǎn)化于應(yīng)用, 使橋梁建設(shè)從設(shè)計(jì)到完工都變得簡捷、自動(dòng), 比如利用先進(jìn)的制造系統(tǒng)來完成對部件的加工, 用計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)師來完成對橋梁的設(shè)計(jì), 利用遙感技術(shù)和定位系統(tǒng)完成對橋梁的檢測管理等等。
第二, 橋梁的設(shè)計(jì)與建設(shè)不僅注重經(jīng)濟(jì)性, 更加注重安全性。目前, 施工單位在對公路橋梁工程質(zhì)量控制方面, 要求保持合理造價(jià)、合理工期以及合理控制的科學(xué)態(tài)度, 這需要逐步提高自身技術(shù)以及裝備更新的發(fā)展空間, 實(shí)現(xiàn)對公路橋梁建設(shè)的嚴(yán)格監(jiān)理。
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(jì)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。
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