梁式橋的發(fā)展趨勢分析

　　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分為以下幾個類型。
　　按結(jié)構(gòu)體系分為：簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁、T型剛構(gòu)、連續(xù)剛構(gòu)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(shù)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(shè)計和施工各方面的成就。
　　現(xiàn)從以下幾種常用的結(jié)構(gòu)形式介紹梁式橋在公路橋梁上的使用和發(fā)展趨勢。
　　
　　一、簡支T型梁橋
　　
　　T型梁橋在我國公路上修建最多，早在20世紀五、六十年代，我國就建造了許多T型梁橋，這種橋型對改善我國公路交通起到了重要作用。
　　T形梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的已經(jīng)很少了，從16m到50m跨徑，都是采用預制拼裝后張法預應(yīng)力混凝土T形梁。預應(yīng)力體系采用鋼絞線群錨，在工地預制，吊裝架設(shè)。其發(fā)展趨勢為：采用高強、低松弛鋼絞線群錨：混凝土標號40—60號；T形梁的翼緣板加寬，25m是合適的；吊裝重量增加；為了減少接縫，改善行車，采用工型梁，現(xiàn)澆梁端橫梁濕接頭和橋面，在橋面現(xiàn)澆混凝土中布置負彎矩鋼束，形成比橋面連續(xù)更進一步的“準連續(xù)”結(jié)構(gòu)。
　　預應(yīng)力混凝土T形梁有結(jié)構(gòu)簡單，受力明確、節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大等優(yōu)點。其最大跨徑以不超過50m為宜，再加大跨徑不論從受力、構(gòu)造、經(jīng)濟上都不合理了。大于50m跨徑以選擇箱形截面為宜。
　　目前的預應(yīng)力混凝土T形梁采用全預應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預應(yīng)力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，帶來橋面鋪裝加厚。為了改善這些缺點，建議預制時在臺座上設(shè)反拱，反拱值可采用預施應(yīng)力后裸梁上拱值的1/2—2/3。
　　預應(yīng)力混凝土簡支或“準連續(xù)”T形梁，建議由交通行業(yè)主管部門組織編制一套適用的標準圖。
　　
　　二、連續(xù)箱形梁橋
　　
　　箱形截面能適應(yīng)各種使用條件，特別適合于預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、變寬度橋。因為嵌固在箱梁上的懸臂板，其長度可以較大幅度變化，并且腹板間距也能放大；箱梁有較大的抗扭剛度，因此，箱梁能在獨柱支墩上建成彎斜橋；箱梁容許有最大細長度；應(yīng)力值較低，重心軸不偏一邊，同T形梁相比徐變變形較小。
　　箱梁截面有單箱單室、單箱雙室（或多室），早期為矩形箱，逐漸發(fā)展成斜腰板的梯形箱。
　　箱梁橋可以是變高度，也可以是等高度。從美觀上看，有較大主孔和邊孔的三跨箱梁橋，用變高度箱梁是較美觀的；多跨橋（三跨以上）用等高箱梁具有較好的外觀效果。
　　隨著交通量的快速增長，車速提高，人們出行希望有快速、舒適的交通條件，預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋能適應(yīng)這一需要。它具有橋面接縫少、梁高小、剛度大、整體性強，外形美觀，便于養(yǎng)護等。
　　連續(xù)箱梁橋的施工方法多種多樣，只能因時因地，根據(jù)安全經(jīng)濟、保證質(zhì)量、降低造價、縮短工期等方面因素綜合考慮選擇。一般常用的方法有：立支架就地現(xiàn)澆、預制拼裝（可以整孔、分段串聯(lián)）、懸臂澆筑、頂推、用滑模逐跨現(xiàn)澆施工等。
　　預應(yīng)力鋼束采用鋼絞線，可以分段或連續(xù)配束，一般采用大噸位群錨。為了減輕箱梁自重，可以采用體外預應(yīng)力鋼束。
　　由于連續(xù)箱梁在構(gòu)造、施工和使用上的優(yōu)點，近年來建成預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋較多。其發(fā)展趨勢為：減輕結(jié)構(gòu)自重，采用高標號混凝土40—60號；隨著建筑材料和預應(yīng)力技術(shù)發(fā)展，其跨徑增大，葡萄牙已建成250m的連續(xù)箱梁橋，超過這一跨徑，也不是太經(jīng)濟的。我國公路橋梁在100m以上多采用預應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。
　　中等跨徑的預應(yīng)力連續(xù)箱梁，如跨徑40～8Om，一般用于特大型橋梁引橋、高速公路和城市道路的跨線橋以及通航凈空要求不太高的跨河橋。
　　
　　三、T形構(gòu)橋
　　
　　這種結(jié)構(gòu)體系有致命弱點。從60年代起到80年代初，我國公路橋梁修建了幾座T形剛構(gòu)橋，如著名的重慶長江大橋和滬州長江大橋，80年以后這種橋型基本不再修建了，這里不贅述。
　　
　　四、連續(xù)剛構(gòu)橋
　　
　　連續(xù)剛構(gòu)橋也是預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋之一，一般采用變截面箱梁。我國公路系統(tǒng)從上世紀80年中期開始設(shè)計、建造連續(xù)剛構(gòu)橋，至今方興未艾。
　　連續(xù)剛構(gòu)可以多跨相連，也可以將邊跨松開，采用支座，形成剛構(gòu)一連續(xù)梁體系。一聯(lián)內(nèi)無縫，改善了行車條件；梁、墩固結(jié)，不設(shè)支座；合理選擇梁與墩的剛度，可以減小梁跨中彎矩，從而可以減小梁的建筑高度。所以，連續(xù)剛構(gòu)保持了T形剛構(gòu)和連續(xù)梁的優(yōu)點。
　　連續(xù)剛構(gòu)橋適合于大跨徑、高墩。高墩采用柔性薄壁，如同擺柱，對主梁嵌固作用減小，梁的受力接近于連續(xù)梁。柔性墩需要考慮主梁縱向變形和轉(zhuǎn)動的影響以及墩身偏壓柱的穩(wěn)定性；墩壁較厚，則作為剛性墩連續(xù)梁，如同框架，橋墩要承受較大彎矩。
　　由于連續(xù)剛構(gòu)受力和使用上的特點，在設(shè)計大跨徑預應(yīng)力混凝土橋時，優(yōu)先考慮這種橋形。當然，橋墩較矮時，這種橋型受到限制。
　　近年來，我國公路上修建了幾座著名的預應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，如廣東洛溪大橋，主孔180m；湖北黃石長江大橋，主孔3×245m；廣東虎門大橋副航道橋，主孔270m。我國的預應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，幾乎都采用懸臂澆筑法施工。一般采用50—60號高標號混凝土和大噸位預應(yīng)力鋼束。
　　現(xiàn)在，有人正準備設(shè)計300m左右跨徑的預應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，筆者認為，若能采用輕質(zhì)高強混凝土材料，其跨徑有望達300m左右。由于連續(xù)剛構(gòu)跨徑加大，自重隨著加大，恒載比例已高達90％以上，故片面增大跨徑，已無實際意義。此時應(yīng)考慮選擇斜拉橋或別的橋型。
　　
　　（作者單位：七臺河市公路管理處）