我國公路橋梁的發(fā)展趨勢

簡東南

前 言

改革開放以來，我國公路建設事業(yè)迅猛發(fā)展，作為公路建設重要組成部分的橋梁建設也得到相應發(fā)展。隨著經濟的發(fā)展、綜合國力增強，我國的建筑材料、設備、建筑技術都有了較快發(fā)展。特別是電子計算技術的廣泛應用，為廣大工程技術人員提供了方便、快捷的計算分析手段。更重要的是我國的經濟政策為公路事業(yè)發(fā)展提供多元化的籌資渠道，保證了建設資金來源。

一、板式橋

板式橋是公路橋梁中量大、面廣的常用橋型，它構造簡單、受力明確，可以采用鋼筋混凝土和預應力混凝土結構；可做成實心和空心，就地現(xiàn)澆為適應各種形狀的彎、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。實心板一般用于跨徑13m以下的板橋。因為板高較矮，挖空量很小，空心折模不便，可做成鋼筋混凝土實心板，立?，F(xiàn)澆或預制拼裝均可?？招陌逵糜诘扔诨虼笥?3m跨徑，一般采用先張或后張預應力混凝土結構。

鋼筋混凝土和預應力混凝土板橋，其發(fā)展趨勢為：采用高標號混凝土，為了保證使用性能盡可能采用預應力混凝土結構；預應力方式和錨具多樣化；預應力鋼材一般采用鋼絞線。預制裝配式板應特別注意加強板的橫向連接，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應力。

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：

按結構體系分為：簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁、T型剛構、連續(xù)剛構等。

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水平的重要指標，一定程度上反映一個國家的工業(yè)、交通、橋梁設計和施工各方面的成就。

三、鋼筋混凝立拱橋

拱橋在我國有悠久歷史，屬我國傳統(tǒng)項目，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。鋼筋混凝土拱橋的跨徑，一直落后于國外，主要原因是受施工方法的限制。我國橋梁工作者都一直在探索，尋求安全、經濟、適用的方法。根據近年的實踐，常用的拱橋施工方法有：（1）主支架現(xiàn)澆；（2）預制梁段纜索吊裝；（3）預制塊件懸臂安裝；（4）半拱轉體法；（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，因為鋼筋混凝土拱橋造價低，養(yǎng)護工作量小，抗風性能好等優(yōu)點，仍被廣泛采用，特別是崇山峻嶺的我國西南地區(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)，我國鋼筋混凝土拱橋的發(fā)展趨勢：拱圈輕型化，長大化以及施工方法多樣化。

四、斜拉橋

斜拉橋是我國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、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?，F(xiàn)在已建成的斜拉橋有獨塔、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)場吊裝架設。鋼箱與鋼箱的連接，一是螺栓，二是全焊，三是栓焊結合。一般說，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。德國著名橋梁專家F.leonhardt認為，即使跨徑14O0m的斜拉橋也比同等跨徑懸索橋的高強鋼絲節(jié)省二分之一，其造價低30%左右。斜拉橋發(fā)展趨勢：跨徑會超過10O0m；結構類型多樣化、輕型化；加強斜拉索防腐保護的研究；注意索力調整、施工觀測與控制及斜拉橋動力問題的研究。

五、懸索橋

懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一，可以說是跨千米以上橋梁的唯一橋型。但從發(fā)展趨勢上看，斜拉橋具有明顯優(yōu)勢。但根據地形、地質條件，若能采用隧道式錨碇，懸索橋在千米以內，也可以同斜拉橋競爭。根據理論分析，就目前的建材水平，懸索橋的最大跨徑可達到3500m左右。其實我國很早就開始修建懸索橋，究其跨徑和規(guī)模遠不能同現(xiàn)代懸索橋相比?，F(xiàn)代懸索橋在我國已具有相當規(guī)模和水平，已進人世界懸索橋的先進行列。懸索橋采用鋼箱作為加勁梁，在我國較為普遍。美國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。歐洲人研究認為，正交異性板鋼箱作為加勁梁，梁高矮，如同機翼一樣，空氣動力性能好，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。我國一起步修建現(xiàn)代懸索橋，加勁梁就采用鋼箱，而對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，國外以鋼為主，我國以混凝土為主，近年來國外也有向混凝土發(fā)展的趨勢，基礎多為鉆孔樁或沉井。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。如江陰長江大橋北錨，位于沖積層上，采用69m×51m帶有36個隔倉的沉井，下沉深度達58m；日本明石海峽大橋神戶側錨碇采用環(huán)形地下連續(xù)墻基礎，直徑85m，高73.5，槽寬2.2m。懸索橋結合地形、地質、水文可采用單跨懸吊、雙跨不對稱懸吊和三跨懸吊。我國今后還會在長江、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，但應對大體積混凝土水化熱的冷卻降溫措施加以研究；懸索橋風動穩(wěn)定還需進一步研究；鋼箱梁的橋面鋪裝，我國已建成的幾座懸索橋，都存在問題，今后應進一步研究鋼箱梁橋面鋪裝材料、鋼箱除銹、清潔、鋪裝的粘結以及施工工藝等。

結束語

隨著我國經濟發(fā)展，材料、機械、設備工業(yè)相應發(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者的精心設計和施工，使我國建橋水平已躍身于世界先進行列。我國幅員遼闊，經濟發(fā)展水平參差不齊，經濟上總體水平不高，公路橋梁發(fā)展還是要著眼于量大、面廣的一般大、中橋，這類橋梁仍以預應力混凝土結構為主。首先，要著重抓多樣化、標準化，編制適用經濟的標準圖，提高施工水平和質量，然后再抓住跨越大江（河）、海灣的特大型橋梁建設，不斷總結經驗，既體現(xiàn)公路人的建橋水平，又要保證高標準、高質量建橋。改革開放，黨的富民政策，改變了人們的認識，“要致富、先修路”已成共識，加快交通基礎設施建設已變成了人們的自覺行動。國家投資重點傾斜以及集資渠道的多元化，為我國公路橋梁發(fā)展提供了資金保證。展望公路橋梁發(fā)展趨勢，珍惜時機，創(chuàng)造性勞動，為改變我國公路建設落后狀況，努力工作。