预应力混凝土梁拱组合桥梁-设计研究与实践

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发布时间：2021-09-04

资料介绍

近年来,桥梁工程技术有了长足的进步,特别是大跨度桥梁。就跨越能力而言,除悬索桥
外,当推斜拉桥。但是斜拉索的锚固、索的防护,均花费昂贵,因此混凝土斜拉桥的经济跨度一
般在200m以上。对于60~200m范围的桥梁,能够参与竞争的桥梁形式主要是混凝土拱桥与
预应力混凝土连续梁桥。混凝土拱桥需要有良好的地基以承担拱脚的水平推力,同时,大跨度
拱桥采用传统的施工方法很不便利,逐渐失去了竞争力。但近年来,由于混凝土拱桥采用悬臂
浇筑法、转体施工法以及劲性钢管混凝土拱架等措施,使这种古老桥型重新进入大跨度桥梁方
案的竞争行列。在中、小跨径方面,由于混凝土拱桥省料,施工技术要求不高,能充分发挥混凝
土受压性能等优点,因此造价低廉。无论在我国有良好地基条件的山区、丘陵区或者冲积平原
的软土地基上,混凝土拱桥均得到了广泛应用。但是经过一段时期的实践,在软土地基上建造
混土拱桥,面临着二个主要问题。一是要满足通航净空的要求,同时要压缩引道长度或降低
高填土高度。对于上承式混凝土拱桥只能用较小的矢跨比f/l,一般小于1/8,但它对温度变
化及地基变形特别敏感,所产生的瞬时内力往往要控制设计;同时这类拱桥起拱线较低,在常
水位条件下,船只容易撞击拱腿,会造成桥毁、船破的危害,给水陆交通带来不利。二是软土地
基上建造混凝土拱桥,一般需要依靠台背土压力、桥台基底或阻滑板摩阻力以抵抗水平推力,
但土体在长期荷载作用下发生徐变滑移现象,同时高填土产生的后期沉降会使桥台向后转移
及下沉,这些都会危及上部结构的安全。在无锡跨越京杭大运河建造了三座100m刚架拱桥,
它们是软土地基上建成的最大跨径的钢筋混凝土拱桥,矢跨比为1/10,采取一跨过河的形式,
经过长期营运,其桥台都有不同程度的变形,使桥梁末端与桥台间伸缩缝拉开,跨中桥而下陷
积水。因此,尽管混凝土拱桥造价低,但是在平原地区一些主要中、小跨径的公路桥梁几乎全
被梁桥所代替。梁桥跨径在20m以下,采用预应力混凝土空心板,施工方便,造价也低廉,但
是跨径小对通航不利。例如若需要满足II~V级航道通航净宽要求,就需要建40-60m的连
续梁或悬臂梁,根据实践的经验统计,一般造价比混凝土拱桥要高出许多。在平原地区的航道
上已建造了一定数量的系杆拱、简支桁架或连续梁桥,前二者需在航道上搭设支架。如采取无
支架吊装施工,由于墩台不能承担水平力,这会使施工工艺很复杂,同时增加施工难度必然会
增加造价。连续箱梁一般采取悬臂浇筑或悬臂拼装法施工,由于挂篮的质量往往控制配索,同
时为满足抗剪要求实体腹板显得很笨重,因此混凝土及高强度钢材的用量指标都较高,不太经
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3. 文字
济。笔者在总结我国现有混凝土拱桥施工经验及技术装备等条件下,同时考虑了大吨位预应力束及锚具的应用情况,采取了应用直线布置预应力钢索的方法,以减少摩阻、提高水存索力
等措施,结合京杭运河的苏南整治工程以及太浦河整治工程,提出了一系列梁拱组合式桥梁。
在施工方法上设想在航道上搭设少量支架,满足临时通航净空25m的要求,以先梁后拱作为
结构施工成型的基本构思,即在河道上先完成连续梁(即加劲梁部分),然后再在其上架设拱
肋;或者一跨过河,主梁岸上现浇或预制拼装;或采取转体施工的工艺,使得航道基本上无阻
碍。随后又利用钢管拱自重轻、方便架设的特点,发展了无支架施工技术,整孔或分段吊装钢
管,支承于梁拱合点的拱座铰上,其水平推力由拱座传至桥台,桥台临时承担水平推力;然后
钢管拱肋间架设临时索,将水平推力转移到拉索上-这样的施工方案是充分发挥浮吊能力,
避免河中搭设支架。然后对钢管内泵送混凝土,吊挂横梁及现浇桥面板-这样既可以梁式
桥为外部条件,拱的水平推力由水平预应力束承担,既避免了传统工艺在软土地基上建造混凝
土拱桥所承担的风险,又方便了施工。由于桥型合理、用材较少、施工方便、造价降低,根据甲