1、 1 引言 自 20 世纪 80 年代以来,我国道路、桥梁建设取得了飞速的发展,使我国的 交通运输环境和能力得到了巨大的改变这对改善投资环境、促进经济腾飞、改善 人民生活环境起了非常重要的作用。 在公路、铁路、城市和农村道路交通建设以及水利建设中,为了跨越各种障 碍(如河流、沟谷或者其他线路等)必须修建各种类型的桥梁。桥梁是保证道路 全线贯通的咽喉。 而现今随着国内的经济发展不论铁路、 公路还有城市道路都在向高速的方向 发展,而高速就意味着更多的桥梁和隧道。特别是在非平原地区,桥梁在高速公 路上的应用更是频繁。 比如四川,典型的丘陵地形,近年来飞速发展,导致交通有很大的建设,在 丘陵地区的桥梁
2、特点是短而多, 就是跨度较小而桥的需求量很大。 在这些情况下, 就非常适合结构简单而比较适合跨度较小的梁桥的修建, 所以在我国以后的桥梁 建筑中,梁桥将占很大一部分。 如今预应力混凝土的技术相对成熟,应用也很广泛,预应力结构具有跨越能 力大、受力性能好、耐久性优越而且经济效益显著等优点,所以非常适用于高速 公路桥梁的建设。 本篇论文就单独的一座卫运河桥后张法预应力混凝土 T 型简支梁桥梁的上 部结构进行研究和设计,希望能以点带面的就桥梁设计方面进行研究。 2 1.文献综述 1.1预应力混凝土简支T梁桥国外研究进展 18 世纪中叶工业革命后,钢、水泥、钢筋混凝土及预应力混凝土等人工材 料的发展和
3、应用,推动了近代桥梁科学技术的革命。人工材料在桥梁工程上的应 用是近代桥梁的标志。19 世纪中期,钢材的出现,开始了土木工程的第一次飞 跃。随后又产生了高强钢材,于是钢结构得到蓬勃发展。结构跨度从砖、石、木 结构的几米、几十米跃到百米、几百米至千米以上,开创了在大江、海峡上修建 桥梁的奇迹1。1867 年钢筋混凝土诞生,实现了土木工程的第二次飞跃。有了 钢筋混凝土才有可能建造跨越能力很大的桥梁,并使形式多样化。1905 年,比 利时出现了单跨55m的钢筋混凝土桥; 1930年, 法国的弗莱西奈建造了跨度178m 的钢筋混凝土拱桥。1928 年高强钢丝用于预应力混凝土,使在混凝土中建立永 存的预
4、压应力成为可能,奠定了现代预应力混凝土的实用基础,大大提高了混凝 土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,使其用途更为广泛,使土木工程发生了又 一次飞跃2,3。 20 世纪中叶,第二次世界大战以后,全球的持续稳定和科学技术与经济的 高速发展,使桥梁科学技术获得了比历史上任何时期都快的发展。主要表现为: 高强轻质材料的发展和应用;跨度的不断增大,形式的多样化与结构的整体化; 设计与计算的计算机化(如 CAD 技术的发展) ;制造的工业化、自动化与程序 化,施工工艺的提高。由于设计方法与计算理论、材料科学、制造工艺、安装方 法、基础施工技术等方面的不断改进,当今桥梁工程规模之巨大、技术之复杂已 今非昔比
5、。已建桥梁跨度接近 2000m(明石海峡悬索桥跨度为 1990m) ,水下深 度超 100m的基础工程,高出地面接近 200m 的桥墩。桥梁工程还将向更高的记 录攀登4。 预应力混凝土桥梁一跃上桥梁建设的历史舞台,就显示出它强大的竞争能力。从 50 年代创建了突破了 100m的跨径记录,经过三十余年的迅猛发展,至今已创建 了 440m跨径记录。目前,在规划中的设计方案有突破 500m 跨径记录的趋势。 而在实际的工程实际中,在 400m以下的跨径范围内,预应力混凝土桥梁已经为 优胜的方案。在三十年发展中有几座典型桥例是非常值得关注。1953 年联邦德 国建成的胡尔姆斯(worms)桥跨径已达到
6、 114.2m,采用悬臂浇注法,从而发展了 预应力混凝土结构的一种新体系T 型刚构。1964 年联邦德国又建成了主跨 为 208 m本道尔夫(ben-doif)桥, 成功地表明悬臂法施工方法的优越性, 且在结构 体系上又有了创新。薄型的主墩与上部连续梁固结,形成带铰的连续刚构体 系。1962 年在委内瑞拉建成的马拉开波(malacaibo)桥,桥全长 8272m,其中主桥 为斜拉桥,跨径为 160+5235+160m,它标志着预应力混凝土对新型结构体系 的强有力的适应性。19 世纪 70 年代,预应力混凝土结构相继应用,成为大跨径 预应力混凝土桥梁的主要桥梁之一。 3 1.2预应力混凝土简支T梁桥国内研究进展 改革开放以来,我国公路建设事业迅猛发展,尤其是高速公路建设,从无到 有。作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展,一般公路和高等级 公路上的各种桥梁,形式多样,跨越大江(河)、海峡(湾)的大桥梁建设也相继修 建, 工程质量不断提高, 为公路运输提供了安全、 舒适的服务。 随着经济的发展、 综合国力增强,我国的建筑材料、设备、建筑技术都有了较快发展。特