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國外預應力混凝土橋梁的發展
2011-10-15 00:00

  預應力混凝土橋梁的發展在第二次世界大戰以前尚處在萌芽階段,但正在逐步向成熟階段過渡。第二次世界大戰以后,聯邦德國、法國等西歐國家因遭受戰爭破壞,大量橋梁急待修復,而當時戰后鋼材奇缺,客觀上為預應力混凝土橋和預應力錨具的發展提供了非常有利的環境。而在非洲、拉丁美洲一些第三世界國家亦為避免從國外輸入昂貴的鋼材,也常優先考慮預應力混凝土橋梁方案。

  預應力混凝土橋梁一旦躍上橋梁建設的歷史舞臺,就顯示出它強大的競爭能力,從50年代創建了突破loom的跨徑記錄,經過三十余年的迅猛發展,至今已創建了440m的跨徑記錄。口前,在規劃中的設計方案有突破500m跨徑記錄的趨勢。而在實際的工程實踐中,在400M以下的跨徑范圍內,預應力混凝土橋梁已常為優勝的方案。

  在三十余年的高速發展階段,幾座典型橋例是非常值得一提的。1953年聯邦德國建成的胡爾姆斯(Worms)橋,主跨114.2m,它標志著鋼橋傳統的施工方法—懸臂拼裝方法在預應力混凝土橋上創造性的應用,即懸臂澆筑法,從而發展了預應力混凝土結構的一種新體系-T型剛構。1964年聯邦德國又建成了主跨為208‘的本道爾夫(Bendorf )橋,再一次成功地顯示出懸臂施工方法的優越性,并且在結構體系上又有了創新,薄型的勝墩與上部連續梁固結,形成帶鉸的連續一剛構體系。1962年在委內瑞拉建成的馬拉開波( Maracaibo)橋,橋全長8272m,其中主橋為斜拉橋,跨徑為160 + 5 x 235 + 160m。它標志著預應力混凝土對新型結構體系的強有力的適應性。斜拉橋體系首創于鋼結構,爾后,預應力混凝土結構相繼應用,70年代以后,成為大跨徑預應力混凝土橋梁的主要橋型之一,并接近世界大跨徑鋼斜拉橋的記錄。

  預應力混凝土橋梁的發展不但在跨徑記錄上一再突破,而且在結構體系上“百花爭艷”,充分體現了可塑性復合建筑材料的優越性。

  預應力混凝土橋梁的高速發展不單是取決于材料與預應力技術的先進水平,設計理論的日益完善和計算機技術的發展,作為橋梁方案的競爭能力,更取決于現代化施工技術水平的捉高、橋梁造價的降低。據歐洲地區各國的統計,混凝土結構的造價,其中勞動力費用占38%,材料占46%,設備占9%,運輸占7%,其中勞動力與材料兩項占了總造價的84%。從1960年至1970年的統計數字,國外勞動力價格的提高是材料價格提高的2.5倍。因而,現代化先進的施工方法不斷發展,建立了一系列應用預應力技術的新型橋梁施工架設方法。從1953年懸臂澆筑法(Cast-in-Site Cantilever Method)成功間世以來,1960年提出了逐孔架設法(Span by span),1962年又發展了頂推法(Incremental Launching Method),同年在懸鍺澆筑法不斷完善的基礎上又發展了懸臂預制拼裝法(Precast Segmental Cant-ilever Method)。至70年代。這些方法在具體橋梁工程的應用上各國又有不斷的革新。

  綜上所述,預應力混凝土橋梁所以在近30年來具有強大的競爭能力,主要的因素有:

  1.預應力混凝土充分發揮高強材料的特性,具有可靠的強度、剛度以及抗裂性能。預應力錨具結構在車輛運營中噪音小,維修工作量少。

  2.預應力混挽土橋梁的施工方法已達到相當先進的水平,現代化技術的應用已使它的施工周期大大縮短,顯示出巨大經濟效益。

  3.預應力混凝土橋梁適用于各種結構體系,而且還在不斷創造出體現預應力技術特點的新型結構體系,因而它的適用范圍大,競爭力強。

  4.預應力混凝土橋梁可充分利用材料可塑性的特點,在建筑上有豐富多采的表現潛力,更易達到與周圍環境相協調的簡潔而美觀的型式,實現經濟性和美觀的統一。

  近年來,預應力混凝土橋有兩座典型新結構值得一提。一座是瑞士的甘特(Canter)橋,總長678m,平面上雙向曲線布置,跨越深谷,墩高124.5m,主跨為174m。在結構型式上貌似斜拉橋,又似連續一剛構,是組合體系。另一座是1983年建成的科威特巴比延(Bubiyan)橋,總長達2503.05M,由12組5跨或6跨連續梁組成,主跨為53.8m,用逐孔拼裝法架設,最快的速度是約24小時拼裝一孔。結構型式為空間構架(Space Frame),由預制構件和工廠澆制頂、底板連成一個拼裝單元。拼裝時用的導粱為斜拉鋼結構。

  頂應力混凝土橋梁的發展正方興未艾,不久將來它有可能跨人1000m跨徑的大橋行列。

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