我國(guó)公路橋梁的發(fā)展趨勢(shì)

簡(jiǎn)東南

前 言

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，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。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、綜合國(guó)力增強(qiáng)，我國(guó)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(guó)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)資金來(lái)源。

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)榘甯咻^矮，挖空量很小，空心折模不便，可做成鋼筋混凝土實(shí)心板，立模現(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)。

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。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。

二、梁式橋

梁式橋種類(lèi)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)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。

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。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，除山區(qū)外，也適合平原地區(qū)，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。

四、斜拉橋

斜拉橋是我國(guó)大跨徑橋梁最流行的橋型之一。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。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(wú)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(shuō)，斜拉橋跨徑300～1000m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(zhuān)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(guò)10O0m；結(jié)構(gòu)類(lèi)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(wèn)題的研究。

五、懸索橋

懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一，可以說(shuō)是跨千米以上橋梁的唯一橋型。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。其實(shí)我國(guó)很早就開(kāi)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。現(xiàn)代懸索橋在我國(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。塔的材料，國(guó)外以鋼為主，我國(guó)以混凝土為主，近年來(lái)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69m×51m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(chēng)懸吊和三跨懸吊。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、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(wèn)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(yǔ)

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(lèi)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。改革開(kāi)放，黨的富民政策，改變了人們的認(rèn)識(shí)，“要致富、先修路”已成共識(shí)，加快交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已變成了人們的自覺(jué)行動(dòng)。國(guó)家投資重點(diǎn)傾斜以及集資渠道的多元化，為我國(guó)公路橋梁發(fā)展提供了資金保證。展望公路橋梁發(fā)展趨勢(shì)，珍惜時(shí)機(jī)，創(chuàng)造性勞動(dòng)，為改變我國(guó)公路建設(shè)落后狀況，努力工作。