論國(guó)外橋梁發(fā)展的動(dòng)向和趨勢(shì)

論國(guó)外橋梁發(fā)展的動(dòng)向和趨勢(shì)

摘要： 隨著公路建設(shè)的高潮，我國(guó)橋梁的技術(shù)也得到了飛速發(fā)展，但是不可否認(rèn)，很多發(fā)達(dá)國(guó)家橋梁技術(shù)的發(fā)展比我們?cè)鐜资�年，了解那些發(fā)達(dá)國(guó)家橋梁發(fā)展的動(dòng)向和趨勢(shì)，對(duì)于指導(dǎo)我國(guó)目前橋梁的發(fā)展有很重要的意義。

關(guān)鍵詞：橋梁
1、跨徑不斷增大
　　目前，鋼梁、鋼拱的最大跨徑已超過(guò)500m，鋼斜拉橋?yàn)?90m，而鋼懸索橋達(dá)1990m。隨著跨江跨海的需要，鋼斜拉橋的跨徑將突破1000m，鋼懸索橋?qū)⒊�過(guò)3000m。至于混凝土橋，梁橋的最大跨徑為270m，拱橋已達(dá)420m，斜拉橋?yàn)?30m。
2、橋型不斷豐富
　　本世紀(jì)50～60年代，橋梁技術(shù)經(jīng)歷了一次飛躍：混凝土梁橋懸臂平衡施工法、頂推法和拱橋無(wú)支架方法的出現(xiàn)，極大地提高了混凝土橋梁的競(jìng)爭(zhēng)能力；斜拉橋的涌現(xiàn)和崛起，展示了豐富多彩的內(nèi)容和極大的生命力；懸索橋采用鋼箱加勁梁，技術(shù)上出現(xiàn)新的突破。所有這一切，使橋梁技術(shù)得到空前的發(fā)展。
3、結(jié)構(gòu)不斷輕型化
　　懸索橋采用鋼箱加勁梁，斜拉橋在密索體系的基礎(chǔ)上采用開(kāi)口截面甚至是板，使梁的高跨比大大減少，非常輕穎；拱橋采用少箱甚至拱肋或桁架體系；梁橋采用長(zhǎng)懸臂、板件減薄等，這些都使橋梁上部結(jié)構(gòu)越來(lái)越輕型化。
　　以下分別就各種橋型，進(jìn)行簡(jiǎn)述。
梁橋
　　梁橋仍然是最常用的一種橋型，目前，國(guó)外跨徑在15m以下，用鋼筋混凝土梁橋；以上則用預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋；跨徑25-40m，往往用結(jié)合梁橋或預(yù)彎預(yù)應(yīng)力梁橋。從50年代德國(guó)首次采用平衡懸臂施工法修建跨徑114.2m的Worms橋以后，混凝土梁橋也用于大跨徑橋梁。最大的混凝土梁橋，國(guó)外是跨徑270m的巴拉圭Asuncion橋。
　　鋼梁橋一般用于大跨徑，尤其是桁架梁，用于特大跨徑。最大的鋼桁梁橋，是跨徑549m的加拿大魁北克橋，為懸臂梁橋，公鐵兩用。
1、混凝土連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)橋有了快速發(fā)展。
　　交通運(yùn)輸?shù)难杆侔l(fā)展，要求行車平順舒適，多伸縮縫的T型剛構(gòu)已經(jīng)不能滿足要求，因而連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)得到了迅速發(fā)展。
　　連續(xù)梁的不足之處是需用大噸位的盆式橡膠支座，養(yǎng)護(hù)工作量大。連續(xù)剛構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是梁保持連續(xù)，梁墩固結(jié)。既保持了連續(xù)梁行車平順舒適的優(yōu)點(diǎn)，又保持了T型剛構(gòu)不設(shè)支座減少養(yǎng)護(hù)工作量的優(yōu)點(diǎn)。
2、預(yù)應(yīng)力應(yīng)用更加豐富和靈活
　　部分預(yù)應(yīng)力在公路橋梁中得到較廣泛的采用。不僅允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，而且允許在極端荷載時(shí)出現(xiàn)開(kāi)裂。其優(yōu)點(diǎn)是，可以避免全預(yù)應(yīng)力時(shí)易出現(xiàn)的沿鋼束縱向開(kāi)裂及拱度過(guò)大；剛度較全預(yù)應(yīng)力為小，有利于抗震；并可充分利用鋼筋骨架，減少鋼束，節(jié)省用鋼量。
　　體外預(yù)應(yīng)力得到了應(yīng)用與發(fā)展。體外預(yù)應(yīng)力早在本世界20年代末就開(kāi)始應(yīng)用，70年代后應(yīng)用多了起來(lái)。體外配索，可以減小截面尺寸，減輕結(jié)構(gòu)恒載，提高構(gòu)件的施工質(zhì)量；力筋的線型更適合設(shè)計(jì)要求，其更換維修也較方便。加固橋梁時(shí)用體外索更是方便。著名的美國(guó)Longkey橋，跨徑36m，即是采用了體外索。
　　大噸位預(yù)應(yīng)力應(yīng)用增加。現(xiàn)在不少橋梁中已采用每束500t的預(yù)應(yīng)力索。預(yù)應(yīng)力索一般平彎，錨固于箱梁腋上，可以減小板件的厚度，減輕自重，局部應(yīng)力也易于解決。
　　無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力得到了應(yīng)用與發(fā)展。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力在國(guó)外50年代中期廣泛用于建筑業(yè)，美國(guó)目前樓板中，99%采用現(xiàn)澆無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工方便，無(wú)需孔道壓漿，修復(fù)容易，可以減小截面高度；荷載作用下應(yīng)力幅度比有粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力小，有利于抗疲勞和耐久性能。
　　雙預(yù)應(yīng)力，即除用預(yù)張拉預(yù)應(yīng)力外，還采用了預(yù)壓力筋，使梁的載面在預(yù)拉及預(yù)壓力筋作用下工作。簡(jiǎn)支梁雙預(yù)應(yīng)力梁端部的局部應(yīng)力較大，后來(lái)日本將預(yù)壓力筋設(shè)在離端部一定距離的上緣預(yù)留槽中，而不是錨在梁端部，使局部應(yīng)力問(wèn)題趨于緩和。
　　國(guó)外還較多應(yīng)用預(yù)彎預(yù)應(yīng)力梁。預(yù)彎預(yù)應(yīng)力梁是在鋼工字梁上，對(duì)稱加兩集中力，澆筑混凝土底板，卸除集中力，這樣底板混凝土受到預(yù)壓，然后再澆筑腹板和頂板混凝土。有的國(guó)家如日本已有澆筑好底板的梁體作為商品供應(yīng)。
3、箱梁內(nèi)力計(jì)算更切合實(shí)際
　　對(duì)于箱梁，必要時(shí)需考慮約束扭轉(zhuǎn)、翹曲、畸度、剪滯的內(nèi)力。由于剪滯的影響，箱梁頂?shù)装逶谑軓澢闆r下，其縱向應(yīng)力是不均勻的，靠箱肋處大，橫向跨中處小。配筋時(shí)要用有效寬度。目前已按試驗(yàn)結(jié)果，將縱向應(yīng)力按多次拋物線分布，得出實(shí)用結(jié)果。
　　箱梁溫差應(yīng)力的計(jì)算。箱梁由于架設(shè)方向及環(huán)境的不同，會(huì)承受不同的溫差。溫差應(yīng)力必須考慮，在特定的情況下，溫差應(yīng)力很大，甚至超過(guò)荷載應(yīng)力。因此，必須按照現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的溫差，計(jì)算內(nèi)力，加以組合，進(jìn)行配筋。
　　按施工步驟計(jì)算恒載內(nèi)力。按結(jié)構(gòu)的最終體系計(jì)算恒載內(nèi)力，往往并不是實(shí)際的內(nèi)力。必須按照施工順序，逐階段地進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算中考慮混凝土齡期不同的徐變收縮影響。這樣，既得到了各施工階段的控制內(nèi)力，又得到了結(jié)構(gòu)形成時(shí)的內(nèi)力和將來(lái)的內(nèi)力。同樣，也必須考慮施工順序步驟計(jì)算撓度，并反算得到預(yù)拱度。
4、施工方法豐富先進(jìn)
　　近年來(lái)懸臂施工法中懸拼的應(yīng)用有所增加。各節(jié)段間帶有齒檻，涂環(huán)氧，使連接良好，并增大抗剪能力�？梢钥s短工期，特別是利用吊裝能力大的浮吊時(shí)，可加大節(jié)段長(zhǎng)度，則更能加快施工進(jìn)度。國(guó)外懸拼最大的橋?yàn)榭鐝?82.9m的澳CaptainCook橋。頂推施工法也處在不斷發(fā)展過(guò)程，一開(kāi)始是集中頂推，兩則各用一個(gè)千斤頂推動(dòng)，而且用豎向千斤頂以使水平千斤頂回程。以后發(fā)展成為多點(diǎn)頂推，使頂推力與摩阻力平衡，使頂推法可用于柔性墩，同時(shí)也不使用豎向千斤頂。在這以后，又有下列發(fā)展：
(1)用環(huán)形滑道，不必喂氟板。
(2)支座設(shè)在梁上，不需頂推后重行設(shè)置。
(3)拉索錨具可自動(dòng)開(kāi)啟或閉鎖。梁前進(jìn)時(shí)錨定，千斤回程時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟。
(4)在橫向中央設(shè)一個(gè)滑道，避免兩側(cè)滑道時(shí)必須兩側(cè)同步，特別適用于平曲線梁的頂推。
　　目前，頂推施工法不僅用于直線梁，而且用于豎曲線上的梁，以及平曲線上的梁。香港曾把頂推法成功地使用在處在切線、緩和曲線和R=430m圓曲線的梁上，把線形用最接近的圓曲線來(lái)模擬，其差值藉調(diào)整箱頂板的懸臂長(zhǎng)度來(lái)補(bǔ)償。同時(shí)因?yàn)槌�高的不同，箱梁腹板的高度也是變化的；在處�?%縱坡和豎曲線的梁，則使板底保持同一個(gè)縱坡而改變箱高。因此，箱梁幾何尺寸、澆筑平臺(tái)的模板系統(tǒng)大為復(fù)雜，但勝利建成，為頂推法提供了新的經(jīng)驗(yàn)。
　　80年代，逐跨拼裝法在國(guó)外得到較多的應(yīng)用。美國(guó)LongKey橋101孔，每孔36m，用可移動(dòng)桁架，用浮吊將梁塊件放在桁架上就位，一次張拉，完成整孔，每周完成三孔。
斜拉橋
　　自1955年瑞典建成第一座現(xiàn)代斜拉橋--跨徑186.2m的Stromsund橋以來(lái)，至今已有40多年了，斜拉橋的發(fā)展，方興未艾，具有強(qiáng)烈的勢(shì)頭，并開(kāi)始出現(xiàn)多跨斜拉橋。結(jié)構(gòu)不斷趨于輕型化；從初期的鋼斜拉橋，發(fā)展為混凝土梁、結(jié)合梁和混合式斜拉橋。跨徑不斷增大：已建成最大跨徑斜拉橋?yàn)榭鐝?56m法國(guó)Normandy橋，跨徑890m的日本多多羅橋正在建設(shè)中，跨徑1000m以上的斜拉橋在不久的將來(lái)即會(huì)出現(xiàn)。
1、斜拉橋的發(fā)展階段
　　斜拉橋的發(fā)展，經(jīng)歷了以下三代：
(1)用環(huán)形滑

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