连续刚构桥的特点和发展现状综述

连续刚构桥的特点和发展现状
(重庆交通大学 土木建筑学院,重庆 400074)
摘要:连续刚构桥是一种常见的大跨度桥梁的桥型,在这里对其特点以及国内外的发展现状进行了简要的介绍,其主要特点是无伸缩缝、行车平顺、墩梁固结、抗震性能良好等。
关键词:连续刚构桥  特点 发展现状
Continuous rigid frame bridge characteristics and development status
Abstract: The continuous rigid frame bridge is a common long-span bridges, this is a brief description that its characteristics and development status at home and abroad, its main feature is no expansion joints, driving comfort, pier beamsconsolidation,good seismic performance and so all.
Key words: continuous rigid frame bridge characteristics development status

1  总述
承压式太阳能热水器    随着国民经济及现代化交通运输事业的快速发展,大跨度桥梁日益增多。大跨径预应力连续刚构桥正适应了桥梁建设的需要。
    预应力混凝土连续刚构桥在体系上属于连续梁桥。连续梁桥是一种古老的结构体系,它具有变形小,结构刚度好,行车平顺舒适,伸缩缝少,养护简单,抗震能力强等优点。但由于施工方法限制,50年前的连续梁跨径均在百米以下,随着悬臂、悬拼等施工方法的出现,产生了T型刚构。上个世纪60年代,跨径在100~200m范围内,几乎都是大跨径预应力混凝土梁桥为优胜方案。早期有典型意义的桥梁便是联邦德国1953年建造的霍尔姆斯桥和1954年建造的科布伦茨(Koblenz)桥,然而这种结构由于中间带铰,并对混凝土徐变、收缩变形估计不足,又因温度等因素影响使结构在铰处形成明显的折线变形状态,对行车不利,因此对行车有利的连续梁式刚构桥型出现了。在上世纪60年代修建的联邦德国的本道夫桥已初步体现T型刚构与连续梁体系相结合的布置,而且T型刚构的粗大桥墩已被薄型柔性墩所代替,后续的一些著名桥例也采用了类似的结构形式。这样逐步形成了采用柔性薄墩(墩壁厚度一般为0.2~0.3支点梁高),墩梁固结形式的连梁刚构体系。
2  连续刚构桥的特点
    预应力混凝土连续刚构桥既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的特点,又有T型刚构桥不设支座、施工方便的优点,且有很大的顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度,它利用高墩的柔度来适应结构由预应力混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的位移,能满足特大跨径桥梁的跨越及受力要求,同时在一定条件下具有用料省、施工简便、养护费用低等优点。连续刚构体系另一个特点是抗震性能好,水平地震力可均摊到各个墩上来承担,而连续梁则需要设置制动墩或是采用价格较昂贵的专用抗震支座。墩梁固结又便于采用悬臂施工方法,取消了连续梁在施工转换体系时所采用的墩上临时固结措施。因此,在世界各国的桥梁建筑中,预应力连续刚构桥在近四十年间得到了较快发展,最大跨径从一百米左右发展到超过300m,成为在海湾、深谷、大江大河上建造大跨度桥梁中广泛采用的结构形式之一。
手机linux操作系统    连续刚构桥与连续梁的主要区别在于柔性桥墩的作用,使结构在竖向荷载作用下基本上属于一种墩台无推力的结构,而上部结构具有连续梁桥一般特点。
连续刚构桥的主要特点表现在以下几个方面:
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    1)构造上一般有两个以上主墩采用墩梁固结,要求主墩有一定的柔度形成摆动支撑体系。因此,常在大跨径高墩桥梁结构中采用。
    2)墩梁固结有利于悬臂施工,同时避免了更换支座,省去了连续梁施工在体系转换时采用的临时固结措施。省去了大跨连续梁的支座,无需巨型支座的设计,节省制造、养护和更换支座的费用。
    3)受力方面,上部结构仍保持了连续梁的特点,但计入因桥墩受力及混凝土收缩、徐变及温度变化引起的弹塑性变形对上部结构的影响,桥墩需要有一定的柔度,使所受弯矩有所减小,而在墩梁结合处仍有刚架受力性质。
    4)抗震性能良好,水平地震力可均摊给各个墩来承受,不象连续梁需设置制动墩,或采用昂贵的专用抗震支座。
    5)边跨桥墩较矮,相对刚度较大时,为适应上部结构位移的需要,墩梁可做成铰接或在墩顶设置支座。
    6)伸缩缝位置在连续梁的两端,可置于桥台处,长桥也可设置在铰接处。为保证结构
的横向稳定性,桥台处需设置控制水平位移的挡块。
3  连续刚构桥的发展现状
3.1 国内发展现状
    我国于1964年建成预应力T型刚构实验桥―盐河桥,跨度33米,两个T型双悬臂,中跨用剪力铰连接,边跨为自由悬臂。第一座预应力混凝土连续刚构桥是1988年建成的广东洛溪大桥,主跨180米,双薄壁高约30米,中距7.8米,厚2.2米,梁在支点处高10米;1995年建成主跨245米湖北黄石桥;1997年虎门大桥辅行道桥主跨270米,为当时PC连续刚构桥世界第一,其双薄壁箱形墩高35米,箱壁厚仅0.5米;1999年建成的主跨140米的海沧大桥西行道桥是目前国内最大跨径的弯连续刚构桥。在近几年还陆续建成了泸州长江二桥(主跨252米);重庆黄花园大桥(主跨250米);重庆高家花园大桥(主跨240米);贵州六广河大桥(主跨240米)等桥梁。10多年来,预应力混凝土刚构桥在全国范围内建成跨度大于120米的有74座,在世界已建成跨度超过240米的16座预应力混凝土连续刚构桥中,中国占6座。从中可以显示出我国在大跨径连续刚构桥型的建造技术已达到世界领先水平。
3.2 国外发展现状
连续刚构这一桥型首先是在国外发展起来的。1964年联邦德国的本道尔夫(Bendorf)桥,主跨208米,其柔性墩宽2.8米;七十年代建成的日本滨名大桥,主跨240米;随着建筑材料和施工方法的进一步发展,1979年巴拉圭建成主跨270米的阿松星(Asuncion)桥;1985年澳大利亚建成主跨260米的门道(Gateway)桥,墩高48.28米(从承台顶至梁底);随后阿根廷的塞塔鲍尔(Setubal)桥主跨140米,双薄壁中距10米,厚度仅为0.5米,支点梁高7米;挪威于1998年建成的世界第一的Stolma桥(主跨301米)和世界第二的拉夫特(Raft Sundet)桥(主跨298米),更是将大跨径PC连续刚构桥的跨径发展到了顶点。
4  大跨径连续刚构的发展趋势
从以上论述可以总结出大跨径连续刚构的发展趋势有以下几点:
    1)跨径可进一步增大。我国正处于修建连续刚构桥的热潮,跨径280米的奉节长江大桥的建设;珠海跨伶仃洋特大桥已有318米跨横门东航道的连续刚构方案,可以预见跨径在300米以上的连续刚构不久的将来会在中国出现。
2)上部结构不断轻型化。桥梁上部结构的轻型化可以减轻上部结构的自重,减少材料用量,也可以降低挂蓝的要求,从而降低工程造价。由于采用大吨位锚具、高强混凝土和轻质混凝土,上部结构不断轻型,这也是连续刚构桥的发展方向。
3)简化预应力束类型。我国预应力混凝土连续刚构桥设计中,已有相当多的桥梁取消了弯起束和连续束,用竖向预应力和纵向预应力承担主拉应力,极大的方便了施工,不仅简化了预应力结构体系,而且受到施工单位的欢迎。
4)取消边跨合龙段落地支架。采用合适的边跨与主跨比,在导梁上直接合龙边跨,或与引桥的悬臂相连接实现边跨合龙段的现浇,在高墩的条件下取消边跨合龙段的落地支架,除带来一定的经济效益外还可方便施工。
    5)上部结构连续长度增长,以适应高速行车的需要。国外产生了“少用和不用伸缩缝是最好的伸缩缝”的新观点,于是国外桥梁设计中最大限度增加上部结构的连续长度。我国在连续刚构桥设计中亦有加大连续长度的趋势。
5  结语
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    从上述建造预应力混凝土连续刚构桥的建设中可以看出,近几十年来的桥梁结构逐步向轻巧、纤细方面发展,但桥的载重、跨长却不断增加。连续刚构桥有以上所叙述的优点,那么其投资比斜拉桥、悬索桥同等跨径下要低,在高墩结构中也比一直以来最便宜的简支梁桥在同等条件下投资偏低或是相同。随着桥梁施工技术水平的提高,对混凝土收缩、徐变和温度变化等因素引起的附加内力研究的深入和问题的不断解决,大跨径预应力混凝土连续刚构桥已成为目前主要采用的桥梁结构体系之一。
触摸笔参 考 文 献(References):
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