国内外大跨径桥梁建设

1、路桥英万网www,lqjob38,coni国内外大跨径桥梁建设之悬索桥悬索桥是一种古老的桥型，起源于中国，革新于英国，发展于美国，广泛应用于日本。它因 具有跨度大、美观、架设方便等特点而得到广泛的应用。随着高强钢丝和优质材料的出现， 架设工艺的改进以及计算理论和手段的不断完善，悬索桥正朝长、大方向发展，并因其在大 跨度方面具有较大的优势而成为现代大跨径桥梁家族中的重要成员。从1816年，英国建成了第一座具有现代意义的悬索 一跨径为124m、以钢丝做 主索的人行吊桥起，工程界开始重视对悬索桥的理论研究。1823年纳维尔发表了加劲梁悬 索桥理论，认识到竖向挠度随着恒载的增加而减少。到 19世纪末，

2、悬索桥的跨度达到 200300m。1883年列特和1886年列维分别发表了弹性理论，这使悬索桥的跨径达 到了 500m以上。1888年米兰提出了挠度理论，利用该理论分析的第一座桥是曼哈顿 （Manhattan）大桥（主跨径为448m）。到U 1931年，挠度理论使悬索桥的跨度增 大了一倍，且突破了 1000m，这就是跨越哈得孙河的乔治华盛顿（George -Washington ） 大桥（主跨1067m）和旧金山金门（Golden Gate）大桥（主跨1280m）。悬索桥 的发展至今已有近200年的历史，它是大跨径（尤其是1000m以上的特大跨径）桥梁的 主要形式之一，其优美的造型和宏伟的规模

3、，常被人们称为“桥梁皇后”。1966年英国塞 文（Severn）桥的加劲梁首先采用流线型扁平钢箱梁，增大了桥梁抗风性能和抗扭刚度， 且用钢量少、维护方便。1970年丹麦小贝尔特（Small Belt）桥的钢箱梁首先采用箱 内空气干燥装置，增强了防腐性能。跨径为世界第一的明石海峡大桥悬索桥的抗震设计成功 地经受了 1995年日本神户大地震考验。我国虽然很早就开始修建悬索桥，但是其跨径和 规模远不能同国外现代悬索桥相比。我国悬索桥发源甚早，已有3000余年历史。其发展大致可分为古代悬索桥、近代悬 索桥和现代悬索桥三个时期。古代悬索桥：在我国四川境内，远在公元前250年就有李冰所建的人行“窄桥”。汉

4、宣 帝甘露四年建成长百米的铁索桥，它比英国在1741年修建的铁链悬索桥要早1800年。 古代悬索桥只适用于人畜通过，跨长小于130m ,面窄无加劲梁，上下波动较大。近代悬索桥：1858一1949年修建的悬索桥归为近代悬索桥。近代悬索桥与古代悬索 桥相比，其进步之处首先是按力学理论进行静力分析计算，其次以钢索代替铁链，设高塔和 加劲梁，改缆顶面上承为缆底面下承，提高了载重量和稳定性，可供汽车等车辆通行。我国 近代第一座公路悬索桥是湖南能滩桥。现代悬索桥：自1949年至今，我国建成悬索桥约为50座，跨径也大幅度地提高。 20世纪50年代所建的悬索桥，基本上为通行汽一 10级单车道桥，有加劲式和柔式

5、两种 形式。20世纪60年代我国悬索桥修建较多，不少桥跨径超过 150m，最大的为 186m。20世纪90年代以前，我国相继建成60多座悬索桥，但跨径小、桥面窄、荷 载标准低。直至1997年建成通车的香港青马大桥（主跨达到1377m）才使我国悬索桥的跨径超过了 1000m，随后1999年9月建成通车的堪称“中国第一、世界第四”的江阴 长江公路大桥（主跨达到1385m ）和2005年4月建成通车的润扬长江公路大桥南汉 桥（主跨达到1490m，建成后位居“中国第一、世界第三”）的跨径也超过71000m， 在世界上已经建成的主跨超过了 1000m的18座特大跨径钢箱梁悬索桥中占得3席 2 , 5 。

6、这些桥梁的建成大大缩小了我国与国外悬索桥梁建设水平的差距。表1-2和图1-2为国内外著名的特大跨径悬索桥】2 , 3,6 。国内夕卜相鼓建成的特大跚径是索济袁1-2析客主 WEm)国 St3成隼灿主明饷劾曝明石诲螟大挤1501口辜1淄删祈梁舟山西堀大祢lS0中国在建期箱虻大带Bth）丹麦19盹润物氐江食路大轿uw中国2004制箱果英国1队】钢箱魂ZL期悦江必踏大桥13&5中国19991377中国1997牌桁菜推拉就请恃1舞1SS-1期桁蜂瓮门大侨1期美国1537钢桁量Mckinflc 桥1153：美国 11557南备境jfl户桥119EE弱桁娘样院普费斯11轿1090土耳国19朋钢鞘渠博期普骨

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8、的辅助作用1。1 . 2. 1斜拉桥常用加劲梁结构由于受拉索的支承作用，加劲梁的受力性能不仅取决于自身的结构体系，同时与塔的 刚度、梁塔的连接方式、索的刚度和索形等密切相关，所以加劲梁在设计时一般都要综合考 虑梁、塔、索三者之间的关系。加劲梁的截面形式应该根据跨径、索距、桥宽等不同需要， 综合考虑结构的力学要求、抗风稳定性、施工方法等选用7 。斜拉桥常用的加劲梁结构 形式通常有下列四种类型：1.钢梁钢梁的主要优点是跨越能力大，施工速度快，质量可靠程度高。但是钢加劲梁价格较 昂贵，后期养护工作量大，抗风稳定性较差。图1-3为San Francisco 一 Oakland Bay Bridge东跨

9、斜拉桥的钢加劲梁截面形式。3MXXI圈13 如n frarrcisciKJsiklaiid Bav所讪就未盼斜拉挤钢加勃如袖面单位：mm）斜拉桥常用的钢梁形式为钢箱梁。表1-3为我国主跨500m以上斜拉桥采用的主加 劲梁类型。中国主野SUOm以上斜拽拼的主加勤眼衰序号理成毒代1苏禄大都在建1M8常g咨痴怜港料橱箱大肝2】83甫甫隹江:将=大卧网031 - .4南京氏江二新南涅斯网01ess勘.娥5怛位昏用闻江大耦汹。2M!flistns制籍曝刑与混咂土绪皆黑ri上懈楮描火惭响602期鸟混度土结合灌上海棣福k桃也6列剁与胜褪土蜻含地g舟由情天门大花 . .-碰355010_ _ 15JRII宜谖

10、安览长Elk愕?CO551。2湖北判指f大桥泗2_JSM混重土僧tt：吨汁H则戴此刻2。世牛底.由表1-3可以发现，90年代以来，大多数斜拉桥都采用钢箱梁作为主加劲梁，国 内外的经验表明，加劲的钢箱梁桥是大跨径公路桥梁最有效的结构形式之一，以其承载力和 重量而言，为一种非常有效的结构体系，可以达到（此词被过滤）类型加劲梁无法达到的大跨度3。图l-4为南京长江第二大桥主加劲钢箱梁截面形式。图| 南京长过篇二大析钢加幼建供面f钢箱理】位：52 .混凝土梁混凝土梁的主要优点是：造价低。但是对于跨径较大的斜拉桥，混凝土加劲梁的低造价难以抵消由于混凝 土自重大而导致拉索和基础额外增加的费用。刚度大挠度小

11、。在汽车荷载作用下，混凝土梁产生的主要挠度约为类似钢结构的 60 %左右。抗风稳定性好。这是由于混凝土结构振动衰减系数约为钢结构的两倍。后期养护比钢桥简单便宜。叠合梁叠合梁即在钢加劲梁上用预制混凝土桥面板代替常用的正交异性钢桥面板。 它除具有与钢加劲梁相同的优点之外，还能节约钢材用量，且其刚度和抗风稳定性优于钢加 劲梁。叠合梁一般采用双钢加劲梁，其断面形式常用实腹开口工字形、箱形、n形等。图 1 5为叠合梁典型结构7。 I _r平阮奥告室扣泄或悟冶混合梁在中孔大跨全部或者部分采用钢加劲梁，两侧采用预应力混凝土梁，这种结 构称为混合梁。其优点是：（1）加大了侧跨加劲梁的刚度和重量，减少了主跨的内

12、力和变形。（2）可以减少或者避免边跨端支点出现负反力。（3）边跨PC梁容易架设，主跨钢梁也可以较容易地从主塔开始用悬伸法连续架设。（4）减少全桥钢梁长度，节约造价。这种桥型特别适合边跨与中跨比值较小的情况。 德国Kurt 一 Schoemacher桥、日本的生口（ Ikuchi ）桥、法国的诺曼底（Normandy）桥和我国的武汉白沙洲大桥都采用了混合式加劲梁。1 . 2.2悬索桥常用加劲梁结构悬索桥的加劲梁一般都采用钢结构。早期以钢桁梁为主，个别中小跨径的悬索桥也有采 用钢板作为加劲梁。1940年11月被风振毁的美国塔科马（Tacoma）桥，其加劲梁就 是下承式钢板梁。由于钢板梁的抗风性能不佳，所以世界各国较大跨度的悬索桥从此不再用 钢板梁8。塔科马桥重建时采用钢桁梁作为加劲梁。1 .钢箱梁采用流线型钢箱结构作为悬索桥加劲梁是从1966年建成的英国赛文（Severn）桥 开始的8，其断面如图1 一 6所示。欧洲研究者发现，正交异性板钢箱作为加劲 梁，梁高较小，外形类似机翼，空气动力性能好，横向阻力小，大大减小了塔的横向力；顶 板直接作桥面板，恒载轻，抗扭刚度大，主缆截面可以减小，从而降低用钢量和造价。我国悬索桥普遍采用钢箱作为加劲梁。针对桁架梁作为加劲梁的优劣，专家们有着不同