國(guó)內(nèi)橋梁現(xiàn)狀討論(市政工程概論)

1、TM 市政工程概論市政工程概論國(guó)內(nèi)橋梁建設(shè)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)橋梁建設(shè)現(xiàn)狀新中國(guó)成立以來(lái)，特別是在改革開放以后，我國(guó)的橋梁事業(yè)得到了很大的發(fā)展，在祖國(guó)的江、河、湖、海以及高速公路高速鐵路上，不同類型，不同跨徑的橋梁在共同說(shuō)明著我國(guó)橋梁建設(shè)所取得的輝煌成就，這些橋梁為公路和鐵路跨越河流峽谷等障礙提供了可能，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。經(jīng)過(guò)幾十年，幾代橋梁工程師的漫長(zhǎng)摸索，我國(guó)的建造橋梁技術(shù)在很多的領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到了世界最前列，建設(shè)的許多橋梁在各個(gè)不同的方面成為了世界第一。盡管成就非常的讓人自豪，但是，因?yàn)楦鞣N各樣的原因，我國(guó)的橋梁建設(shè)發(fā)展仍然存在著很多的問(wèn)題，比如在施工方面的問(wèn)題和相關(guān)的質(zhì)量問(wèn)題仍然

2、很嚴(yán)重，這等待著我們橋梁人去解決處理。而由橋梁建設(shè)的大國(guó)到橋梁建設(shè)強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，更會(huì)是一段漫長(zhǎng)而又艱辛的過(guò)程。施工過(guò)程中所存在的問(wèn)題橋梁工程建設(shè)質(zhì)量所存在的問(wèn)題技術(shù)創(chuàng)新的匱乏橋梁管理方面的內(nèi)容老舊橋梁眾多，問(wèn)題相當(dāng)嚴(yán)重施工理念的轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變管理方式的轉(zhuǎn)變不斷創(chuàng)新，做出改變我國(guó)橋梁建設(shè)的成就可概括為:實(shí)現(xiàn)了跨徑大超越;橋型結(jié)構(gòu)和技術(shù)有創(chuàng)新;深水大跨橋梁建設(shè)技術(shù)成熟;橋梁美學(xué)理念有所增強(qiáng)。我國(guó)大跨徑橋梁建設(shè)自20世紀(jì)80年代開始,90年代進(jìn)入輝煌發(fā)展時(shí)期。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)有主跨在200m以上的橋梁近110座,其中公路橋占80%以上。就跨徑而言,我國(guó)已建成的懸索橋、斜拉橋、拱橋、梁橋,有16

3、座分別躋身于世界同類型橋梁排行榜前10名。懸索橋、斜拉橋是大跨、特大跨橋梁中具有競(jìng)爭(zhēng)力的橋型。懸索橋的加勁梁主要有扁平鋼箱、預(yù)應(yīng)力混凝土箱、鋼管混凝土桁架、鋼桁架等,特大跨徑以采用扁平鋼箱居多;斜拉橋的主梁主要有扁平鋼箱、預(yù)應(yīng)力混凝土箱、鋼與混凝土結(jié)合梁或混合結(jié)構(gòu)、鋼桁架、預(yù)應(yīng)力混凝土邊肋中板結(jié)構(gòu)等,跨徑400m以下的采用邊肋中板結(jié)構(gòu)居多。大跨徑拱橋有上承式、中承式和下承式,結(jié)構(gòu)型式主要有鋼筋混凝土桁架拱、鋼骨鋼筋混凝土拱、鋼管混凝土拱、鋼箱拱等。大跨徑混凝土梁橋從預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁、T型剛構(gòu)、連續(xù)剛構(gòu)發(fā)展到連續(xù)剛構(gòu)與連續(xù)梁組合體系。除上述橋型與結(jié)構(gòu)外,懸拉組合體系、梁拱組合體系橋梁,矮塔斜拉

4、橋、自錨式懸索橋、鋼混凝土結(jié)合梁橋等,近幾年有較快發(fā)展。橋梁的設(shè)計(jì)理念,材料、工藝、養(yǎng)護(hù)技術(shù)等有新進(jìn)展。結(jié)合工程項(xiàng)目開展的科研試驗(yàn)工作,其成果指導(dǎo)了設(shè)計(jì)和施工,推動(dòng)了橋梁的創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步?；炷亮簶蝮w外預(yù)應(yīng)力、塑料波紋管及真空輔助壓漿工藝、大型預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁整體預(yù)制安裝、鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù),以及高性能混凝土等新材料的應(yīng)用,取得了工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)已實(shí)現(xiàn)自行設(shè)計(jì)、施工及使用國(guó)產(chǎn)材料,完成深水大跨橋梁建設(shè)。各種復(fù)雜地質(zhì)和水文條件下的深水基礎(chǔ)、錨碇等工程的大型鋼圍堰、高樁鉆孔施工平臺(tái)、沉井、地連墻以及各種類型橋梁上部結(jié)構(gòu)的制作、安裝等,取得了設(shè)計(jì)和施工的成功經(jīng)驗(yàn)。懸索橋主跨在200m以上

5、的有24座,其中主跨在400m以上的有13座。江蘇潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋主跨1490m,為國(guó)內(nèi)目前最大跨徑;舟山西堠門大橋主跨1650m,將成為世界第二大跨懸索橋。 斜拉橋主跨在200m以上的有47座,其中主跨在400m以上的有18座。南京長(zhǎng)江第二大橋主跨 628m,為國(guó)內(nèi)目前最大跨徑;蘇通長(zhǎng)江大橋主跨1088m,將成為世界第一大跨斜拉橋。 拱橋型式多彩多姿,主跨在200m以上的有22座,其中主跨在400m以上的有3座。萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋?yàn)橹骺?20m混凝土拱橋,巫山長(zhǎng)江大橋?yàn)橹骺?60m鋼管混凝土拱橋,上海盧浦大橋?yàn)橹骺?50m鋼箱拱橋,主跨分別位居同類型橋梁世界第一。石拱橋跨徑達(dá)100m的有16座,山西晉

6、城丹河大橋跨徑146m,為世界第一大跨石拱橋。 預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋主跨在200m以上的有14座,虎門大橋副航道橋主跨270m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋,主跨位居同類型橋梁世界第三。 朝天門長(zhǎng)江大橋位于長(zhǎng)江上游重慶主城區(qū)，西連江北五里店，東接朝天門長(zhǎng)江大橋位于長(zhǎng)江上游重慶主城區(qū)，西連江北五里店，東接南岸彈子石，主跨長(zhǎng)南岸彈子石，主跨長(zhǎng)552552米，全長(zhǎng)米，全長(zhǎng)17411741米，若含前后引橋段則長(zhǎng)達(dá)米，若含前后引橋段則長(zhǎng)達(dá)48814881米，米，主跨為主跨為世界跨徑世界跨徑最大最大的拱橋的拱橋，超越上海的盧浦大橋。，超越上海的盧浦大橋。朝天門大橋從設(shè)計(jì)之初就定位為重慶的江上門戶?！胺桨缸罱K選定了簡(jiǎn)潔

7、大氣的鋼桁架拱橋形式”，大橋只有兩座主墩，主跨達(dá)552米，比世界著名拱橋澳大利亞悉尼大橋的主跨還要長(zhǎng)，成為“世界第一拱橋”。解放碑和朝天門，這兩張重慶的城市名片，也在大橋上實(shí)現(xiàn)了巧妙的融合。大橋的兩個(gè)主墩，被設(shè)計(jì)成解放碑的樣子，一剖兩半，分成四個(gè)柱子，托起大橋?！敖夥疟睒蚨丈隙加杏^景臺(tái)，將成為觀賞朝天門兩江匯流和山城夜景的絕佳位置。白天，大橋除橋墩外通體紅色；入夜，大橋華燈齊放，倒映于江面上。據(jù)悉，僅燈飾工程，預(yù)算就在千萬(wàn)元左右。 重慶朝天門長(zhǎng)江大橋主橋?yàn)?90+552+190m三跨連續(xù)鋼桁系桿拱橋，鋼梁全長(zhǎng)934.1m，主橋全寬36.5m，桁寬29m。上層橋面為雙向六車道和兩側(cè)人行道，下層

8、為雙線城市軌道交通和雙向兩車道。兩側(cè)邊跨為變桁高平弦桁梁。中跨為剛性拱柔性梁的鋼桁系桿拱橋，拱肋上、下弦線形采用二次拋物線，上弦與邊跨上弦之間采用R700m的圓弧進(jìn)行過(guò)渡。 主桁采用變高度的“N”形桁式，跨中桁高為14m，中間支點(diǎn)處桁高為73.95m，邊支點(diǎn)處桁高為11.83m。全橋采用變節(jié)間布置，分為12m、14m、16m三種節(jié)間形式。中跨布置有上下兩層系桿，其高度間距11.83m，上層系桿采用“H”形截面，下層系桿構(gòu)造采用“王”形截面+體外預(yù)應(yīng)力索，鋼結(jié)構(gòu)系桿端部與拱肋下弦節(jié)點(diǎn)相連接，下層體外預(yù)應(yīng)力索錨固于節(jié)點(diǎn)端部。重慶朝天門大橋結(jié)構(gòu)總體布置圖重慶朝天門大橋結(jié)構(gòu)總體布置圖打破慣例 一座橋用

9、三種鋼材這種拱橋施工難度最大在于鋼結(jié)構(gòu)部分。我們采用組合式系桿，少用鋼1000余噸，不但省了錢，還為大橋減輕了重量。段雪煒介紹，這座橋打破了國(guó)際慣例一座橋梁用一種鋼材的做法，而是使用了三種鋼材。 拱橋的弧形流暢，但設(shè)計(jì)和施工難度都大，比如“拱”合龍后，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)臨時(shí)的系桿，拉力達(dá)5萬(wàn)噸，全靠它把47500噸鋼梁“穩(wěn)起”，便于安裝“拱”。橋面系上層橋面采用正交異性鋼橋面板，板厚16mm，采用U形閉口肋。縱向設(shè)置橫隔板，橫向布置6道縱梁；下層橋面兩側(cè)采用正交異性鋼橋面板，板厚16mm，采用U形閉口肋?？v向設(shè)置橫隔板，橫向每側(cè)布置2道縱梁；下層橋面中央采用縱、橫梁體系，設(shè)置兩組輕軌縱梁。大橋主體

10、結(jié)構(gòu)材料采用Q420qD、Q370qD和Q345qD鋼，全橋鋼梁重約4.5萬(wàn)噸。橋面板是直接承受汽車荷載的關(guān)鍵受力構(gòu)件，由面板、U形肋、橫肋、縱梁組成。橋面板吊裝單元制作時(shí)，先將橋面板劃分為寬度2.4m2.9m的多個(gè)板單元制作，然后將多個(gè)板單元組焊為一個(gè)吊裝單元。橋面板一個(gè)吊裝單元的構(gòu)造橋面板一個(gè)吊裝單元橋面系橫梁是連接橋面系與主桁的關(guān)鍵構(gòu)件，它的精度直接影響橋面系的安裝精度。由于采用了橫梁上蓋板U形肋嵌入腹板的連接方式，因此對(duì)橫梁腹板上U型肋缺口與上蓋板的U形肋位置匹配要求較高。因此，腹板U型肋缺口間距精度的控制，是保證橫梁組裝質(zhì)量的前提。上蓋板合件腹板合件上蓋板腹板下蓋板縱梁接頭勁板U形肋

11、橋面系橫梁的構(gòu)造190m190m邊跨的主桁結(jié)構(gòu)邊跨的主桁結(jié)構(gòu)190m邊跨的橫梁結(jié)構(gòu)、下層平縱聯(lián)552m主跨的桁架拱結(jié)構(gòu)和吊索552m主跨的上下橋面系橫梁、下縱梁的結(jié)構(gòu)、吊索552m主跨的上下層系桿結(jié)構(gòu)及橋面系的結(jié)構(gòu)552m主跨的主拱桁架結(jié)構(gòu)和主桁架的聯(lián)結(jié)系552m主跨的主拱桁架結(jié)構(gòu)和吊桿與主拱桁架的連接552m主跨的主拱桁架拱腳的構(gòu)造上橋面、主拱桁架、橋門架552m主跨的上下橋面系、橋面的構(gòu)造輕軌縱梁的橫向連接與平縱聯(lián)的連接構(gòu)造人行道的布置和結(jié)構(gòu)形式上橋面水平平面系梁外懸臂人行道梁全橋采用的施工技術(shù)思路如下：少支架懸臂拼裝邊跨；采用高塔斜拉扣掛主拱桁架懸臂拼裝主拱桁架；先完成主拱桁架的合龍和掛

12、吊索；然后，懸臂拼裝上下系梁結(jié)構(gòu)并掛索，完成上下系梁的合龍。拼裝高塔斜拉扣掛主拱桁架懸臂拼裝主拱桁架移動(dòng)吊機(jī)在主拱桁架上施工(吊桿件和掛索)在上海6000多平方千米的土地上，已經(jīng)有的橋梁，主要是依黃浦江、蘇州河而建的，而東海大橋則是第一座真正意義上的外海跨海大橋。東海大橋的建成通車，為洋山深水港建成開港，加快上海國(guó)際航運(yùn)中心的建設(shè)奠定了其礎(chǔ)。全長(zhǎng)32.5公里的東海大橋是上海國(guó)際航運(yùn)中心深水港工程的一個(gè)組成部分，被上海市政府列為“一號(hào)工程”。這座大橋的設(shè)計(jì)者 我國(guó)著名橋梁專家林元培。東海大橋（The Donghai Bridge）起始于上海浦東新區(qū)（原南匯區(qū)）蘆潮灣，北與滬蘆高速相連，南跨杭州灣

13、北部海域，直達(dá)浙江嵊泗縣小洋山島。全長(zhǎng)32.5公里的東海大橋是上海國(guó)際航運(yùn)中心深水港工程的一個(gè)組成部分。輔通航孔輔通航孔主通航孔主通航孔輔通航孔輔通航孔輔通航孔輔通航孔159米高的兩座大跨度海上斜拉橋主塔在國(guó)內(nèi)最高；位于顆珠山島和大烏龜島之間的深海大堤綿延1.22公里，也是國(guó)內(nèi)的突破和創(chuàng)新；而最大的奇跡在于建設(shè)速度在風(fēng)高浪急的外海，運(yùn)用高效、科學(xué)的施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大橋貫通僅用3年！東海大橋是上海市跨越杭州灣北部海域通往洋山深水港的跨海長(zhǎng)橋，它以東海長(zhǎng)虹為創(chuàng)意理念，宛如我國(guó)東海上一道亮麗的彩虹。大橋色彩是大橋外觀形象及展示橋梁個(gè)性的直接表現(xiàn)，采用白色、淺灰色作為大橋的主色調(diào)，使其與環(huán)境和諧統(tǒng)一。世

14、界上在外海已經(jīng)建成的跨海大橋最長(zhǎng)的也只有16公里，而東海大橋建設(shè)總長(zhǎng)32.5公里，是名副其實(shí)的“世界之橋”，也是繼杭州灣大橋之后世界第二長(zhǎng)跨海大橋。東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)我國(guó)第一個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)也是亞洲首東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)我國(guó)第一個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)也是亞洲首個(gè)大型海上風(fēng)電項(xiàng)目個(gè)大型海上風(fēng)電項(xiàng)目 （1）道路為港區(qū)對(duì)外集疏運(yùn)專用通道，按高速公路標(biāo)準(zhǔn)控制設(shè)計(jì)。 （2）設(shè)計(jì)行車速度：80km/h。 （3）車輛荷載等級(jí)：按汽車一超20級(jí)設(shè)計(jì)，掛車120驗(yàn)算；并按全橋集裝箱重車滿布，車輛軸距為10m進(jìn)行計(jì)算復(fù)核 （4）結(jié)構(gòu)計(jì)算按50年一遇水位加上50年一遇H1波浪作用進(jìn)行設(shè)計(jì)，按100年一遇水位加上100年一遇H1波浪

15、作用進(jìn)行校核。 （5）風(fēng)：成橋狀態(tài)橋面無(wú)車100年一遇10m高度處設(shè)計(jì)風(fēng)速V10m42ms；成橋狀態(tài)橋面有車10m高度最大設(shè)計(jì)風(fēng)速V10m25mS。 （6）通航標(biāo)準(zhǔn)：東海大橋海上段設(shè)四處通航孔：5000t級(jí)主通航孔一處，通航凈空為300m40m（單孔雙向）；能滿足10000t級(jí)船舶通行的要求；1000級(jí)副通航孔一處，通航凈空為100m25m（雙孔單向）；500t級(jí)副通航孔二處，通航凈空為56m175m（雙孔單向），設(shè)置在近蘆潮港側(cè)及小烏龜島側(cè)。 （7）地震烈度：地震基本烈度為6度，大橋按地震烈度7度進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。 （8）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年 其中主通航孔斜拉橋位于全橋中間K18219K1949

16、公里處，為一座鋼混凝土結(jié)合梁雙塔單索面斜拉橋； 主通航孔斜拉橋長(zhǎng)830米，寬33米，跨中布置：7313242013273米； 主墩基礎(chǔ)為鉆孔樁，樁徑2.5米，主墩樁長(zhǎng)110米；輔助墩樁長(zhǎng)85米，邊墩基礎(chǔ)為直徑1.5米的鋼管樁； 主塔為倒Y型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，塔高150米，主梁采用倒梯形結(jié)合箱梁，梁高4米，主梁頂板為C60高性能混凝土，其余均為鋼結(jié)構(gòu)。自然環(huán)境。受風(fēng)流潮浪霧等復(fù)雜海洋環(huán)境的影響比較大，年有效工作天數(shù)小于50%。 創(chuàng)新含量豐富-東海大橋的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為100年，這在國(guó)內(nèi)是第一次。所以外部環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的防腐和耐久性也有很高的要求。工程規(guī)模浩大 東海大橋全長(zhǎng)31km，其中陸上橋梁23km海上橋

17、梁269km，海堤、開山路18km因?yàn)闃蛄旱娜L(zhǎng)較長(zhǎng)，且施工環(huán)境復(fù)雜，所以本橋針對(duì)施工工藝特點(diǎn)分為六個(gè)組成部分：路上段，淺海段，非通航孔段，主通航孔，輔通航孔和港橋連接段近岸淺水區(qū)段、近島區(qū)段水深較淺或暗礁較多，不能采用大型浮吊安裝箱梁及大型打樁船沉樁。所以采用了50m跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，梁高30m?；A(chǔ)采用鉆孔灌注樁。近岸淺水區(qū)段主梁采用移動(dòng)支架施工；近島區(qū)段主梁采用頂推法施工采用60m、70m跨預(yù)應(yīng)力混凝土等高度連續(xù)箱梁。主梁采川單箱單室、大懸臂箱梁。箱梁配緊體內(nèi)預(yù)應(yīng)力束，并預(yù)留體外索構(gòu)造，作為備用束。每五六跨一聯(lián)，聯(lián)長(zhǎng)350m左右。中間一至兩墩設(shè)同定支座，其它各墩設(shè)縱向滑動(dòng)支座基礎(chǔ)主要

18、采用l500鋼管樁，大型打樁船海上沉樁。海上安裝帶鋼底板的預(yù)制混凝土套箱，現(xiàn)澆承臺(tái)混凝土。 近岸淺水區(qū)段、近島區(qū)段水深較淺或暗礁較多，不能采用大型浮吊安裝箱梁及大型打樁船沉樁。采用50m跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，梁高30m?；A(chǔ)采用鉆孔灌注樁。主通航孔采用跨徑為73m132m420m132m73m的雙塔單索面鋼和混凝土結(jié)合梁斜拉橋，全長(zhǎng)830m主梁采用單箱三室大懸臂截面，橋面寬度33m，梁高40m。主塔采用倒Y形塔，塔高148m。斜拉索采用高強(qiáng)度鍍鋅平行鋼絲束，冷鑄錨，拉索外表面采用防風(fēng)雨振措施。梁上標(biāo)準(zhǔn)索距8m，塔上標(biāo)準(zhǔn)索距2m。主塔基礎(chǔ)采用2500鋼筋混凝土鉆孔灌注。由于大直徑鉆孔樁的質(zhì)量穩(wěn)定性較差，因此該橋大直徑鉆孔樁樁端都進(jìn)行了注漿加強(qiáng)，試驗(yàn)結(jié)果表明樁的承載力提高很多。 施工：主塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，爬模施工。鋼梁在加工廠制作，經(jīng)五跨一聯(lián)的預(yù)拼裝后，澆注梁面板混凝土，張拉橫橋向預(yù)應(yīng)力后，儲(chǔ)梁180d后才可吊裝。主梁海上懸臂拼裝。東海大橋設(shè)三個(gè)副通航孔，跨徑分別定為120m、140m、160m。橋梁結(jié)構(gòu)全部采用變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。主梁采用單箱單室、大懸臂箱梁。主墩處梁高為中跨的I175，在跨中及端支點(diǎn)處梁高為中跨的 135（l40），梁底以拋物線過(guò)渡。橋墩采用空心薄壁墩，2500鋼筋混凝土鉆孔灌