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1、第29卷第2期福州大学学报(自然科学版)Vol.29No.22001年4月JournalofFuzhouUniversity(NaturalScience)Apr.2001文章编号:1000-2243(2001)02-0070-06无伸缩装置桥梁的发展彭大文(福州大学土木建筑工程学院,福建福州350002)摘要:简要叙述了无伸缩装置桥梁在美国、日本及我国的发展情况及使用过程中的主要问题,介绍了部分无伸缩装置的构造、设计与施工方法,并对无伸缩装置桥梁设计中的一些问题进行了初步讨论.关键词:无伸缩装置;桥梁;发展;研究中图分类号:U441文献标识码
2、:A1概述公路桥梁的伸缩装置是当今桥梁施工和维护的难题之一.桥梁的伸缩装置长期暴露在大气中,使用环境比较恶劣,在设计、施工上稍有缺陷或不足,就会引起早期破坏,是桥梁结构中最易遭到破坏而又难以修补的部位.而桥梁伸缩装置的破坏,又可能引起很大的车辆冲击荷载,恶化行车状况,急剧降低桥梁[1]使用寿命.世界各国的学者都在努力寻求最好的伸缩装置结构,发现最好的伸缩装置是无伸缩装置.无伸缩装置桥梁在美国称为无伸缩缝桥梁(JointlessBridge)或整体式桥台桥梁(IntegralAbutmentBridge),它的建造在美国已有较长的历史.设计计算
3、中不仅需要考虑桩、地基和桥梁之间的相互作用,并且在完成主梁施工后,还需要采用一些特殊措施将主梁、桩基础及引道板连成整体,才能形成真正的无伸缩装置桥梁.目前这种桥梁在美国发展很快,遍及90%的州,桥型涉及钢桥、混凝土桥、直线桥和曲线[1,2]桥.钢桥最大长度做到127m,混凝土桥最大长度已达到358m.无伸缩装置桥梁除了改善行车状况,减少车辆的冲击和提高桥梁使用寿命,还有如下优点:!由于取消了两端伸缩装置,降低了桥梁造价及养护费用;∀使纵、横向的活荷载分布更加均匀;#增加了桥梁的超静定约束和抵抗各种灾难事件的能力,特别对于地震,由于它消除了落梁现象
4、,提高了桥梁的抗震[3]能力;∃桥台只需设置垂直桩,可以减少桩的数量,加速施工进度;%桥梁的安装误差也可适当放宽等.尽管此类桥梁在美国已经成功地使用了很长时间(欧洲,日本在一些桥梁中也已开始使用),但至今还[4]没有一个比较科学的设计理论,即使在美国也还没有一个统一的设计标准.目前的无伸缩装置桥梁几乎还是按照工程师们自身的经验进行设计,一些学者认为,无伸缩装置桥梁的发展完全是建立在失败与[3]成功的教训上.[5]根据1990年的调查资料,北京市公路管理处、天津市桥梁管理所等13个城市的桥梁管理部门所管理的桥梁总数为2490座,调查了556座,占桥
5、梁总数的22.3%,其中伸缩装置已被破坏的桥梁数为271座,占被调查桥梁总数的48.7%.调查结果表明,我国桥梁伸缩装置的破坏现象非常严重.研究设计和制造使用更好的伸缩装置固然十分重要,但如能采用无伸缩装置的桥梁结构,则是从根本上解决桥梁由于伸缩装置遭受毁坏的现象.对于无伸缩装置桥梁,目前我国还没有展开深入的研究和实践.因此学习、了解并利用国外一些先进国家建造无伸缩装置桥梁的成功经验,研究建造适合我国国情的无伸缩装置桥梁,是一项非常有意义的工作.为此,本文简要叙述了美国、日本和我国无伸缩装置桥梁的发展及使用过程中的主要问题,介绍了部分无伸缩装置的
6、构造、设计与施工方法,并对无伸缩装置桥梁设计中的一些问题进行了初步讨论.收稿日期:2000-12-07作者简介:彭大文(1949-),男,教授.基金项目:福建省交通厅基金资助项目(200014)第2期彭大文:无伸缩装置桥梁的发展∋71∋2美国的无伸缩装置桥梁大约在20世纪60年代,美国开始采用连接桥梁上部结构和桩基础的无伸缩装置整体式桥台,堪萨斯州,密苏里州,俄亥俄州和田纳西州是较早采用这种方法的州.采用整体式桥台的桥梁,由于消除了伸[6]缩装置,排除了伸缩装置处水的渗漏隐患,降低了桥梁造价及维修费用,促进此类桥梁逐渐流行起来.[4]关于无伸缩
7、装置桥梁的使用状况,美国有关部门曾做过许多调查工作.调查结果表明,80%以上的公路机构已为无伸缩缝装置的桥梁建立了设计标准,但各州现有的设计规范和标准并不相同.1)田纳西州.在田纳西州的交通部门,一个结构工程师的能力是以他能设计无伸缩装置桥梁的长度来衡量的.在过去的20多年里,几乎所有新建的公路桥梁都是无伸缩装置桥梁,现在田纳西州有1000多座无伸缩装置桥梁.1998年,田纳西州50号公路建成了美国最长的无伸缩装置曲线桥梁(图1).该桥全长358m,其中曲线部分的长度为297m,桥宽14m,为预应力混凝土T梁结构,梁高2.1m.各跨长度从39.3
8、~42.7m不等,采用双柱式墩,墩高为15.5~27.7m.在总结建造无伸缩装置桥梁的经验时,田纳西州交通[4]图1美国最长的无伸缩装
