桥梁发展史

为了解决这些问题，预应力混凝土结构应运而生，所谓预应力混凝土结构， 就是在结构承担荷载之前， 预先对混凝土施加压力。 这样就可以抵消外荷载作用 下混凝土产生的拉应力。 自从预应力结构产生之后， 很多普通钢筋混凝土结构被 预应力结构所代替。

预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的， 当时西欧很多国家在战后缺钢 的情况下，为节省钢材， 各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快 修复战争带来的创伤。 50 年代，预应力混凝土桥梁跨径开始突破了 100 米，到 80 年代则达到 440 米。虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好， 但是，在实际工程中，跨径小于 400 米时，预应力混凝土桥梁常常为优胜方案。

我国的预应力混凝土结构起步晚，但近年来得到了飞速发展。现在，我国已 经有了简支梁、带铰或带挂梁的 T 构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预 应力混凝土结构体系。

虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到 80 年。但是，在桥梁结构中，随着预 应力理论的不断成熟和实践的不断发展， 预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来 越广泛。 连续梁和悬臂梁作比较：在恒载作用下，连续梁在支点处有负弯矩， 由于负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩与同跨悬臂梁相差不大； 但是，在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用， 其弯矩分布优于悬臂梁。 虽然连续梁有很多优点， 但是刚开始它并不是预应力结 构体系中的佼佼者， 因为限于当时施工主要采用满堂支架法， 采用连续梁费工费 时。到后来， 由于悬臂施工方法的应用， 连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速 的发展。 60 年代初期在中等跨预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶 推法； 在较大跨连续梁中， 则应用更完善的悬臂施工方法， 这就使连续梁方案重 新获得了竞争力， 并逐步在 40—200 米范围内占主要地位。 无论是城市桥梁、 高 架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其优势， 成为优胜方案。 目前，连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之 一。

然而，当跨度很大时，连续梁所须的巨型支座无论是在设计制造方面，还 是在养护方面都成为一个难题；而 T 型刚构在这方面具有无支座的优点。因此 有人将两种结构结合起来， 形成一种连续—刚构体系。 这种综合了上述两种体系 各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展，也是未来连续梁发展的主要方 向。

另外，由于连续梁体系的发展，预应力混凝土连续梁在中等跨径范围内形 成了很多不同类型， 无论在桥跨布置、 梁、墩截面形式， 或是在体系上都不断改 进。在城市预应力混凝土连续梁中， 为充分利用空间， 改善交通的分道行驶， 甚 至已建成不少双层桥面形式。 在我国，预应力混凝土连续梁虽然也在不断地发 展，然而，想要在本世纪末赶超国际先进水平，就必须解决好下面几个课题： 1． 发展大吨位的锚固张拉体系， 避免配束过多而增大箱梁构造尺寸， 否则混凝 土保护层难以保证， 密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以 提高。 2． 在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续—刚构体系，尽可

能不采用养护调换不易的大吨位支座。 3． 充分发挥三向预应力的优点，采用 长悬臂顶板的单箱截面， 既可节约材料减轻结构自重， 又可充分利用悬臂施工方 法的特

点加快施工进度。 另外，在设计预应力连续梁桥时，技术经济指针也是 一个很关键的因素， 它是设计方案合理性与经济性的标志。 目前，各国都以每平 方米桥面的三材 （混凝土、预应力钢筋、普通钢筋） 用量与每平方米桥面造价来 表示预应力混凝土桥梁的技术经济指针。 但是，桥梁的技术经济指针的研究与分 析是一项非常复杂的工作，三材指针和造价指针与很多因素有关，例如：桥址、 水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件；施工现 代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时， 一座桥的设计方案完成后， 造价指针不能仅仅反应了投资额的大小， 而是还应该 包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。通过连续梁、 T 型刚构、连 续—刚构等箱形截面上部结构的比较可见：连续—刚构体系的技术经济指针较 高。因此，从这个角度来看，连续—刚构也是未来连续体系的发展方向。 总而 言之， 一座桥的设计包含许多考虑因素， 在具体设计中， 要求设计人员综合各种 因素，作分析、判断，得出可行的最佳方案

国内外发展史 预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种， 它具有整体性能好、 结构刚度大、 变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓， 桥面伸缩缝少， 行车舒适等 优点。 由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发 展。 60 年代初期在中等跨径预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推 法；60年代中期在德国莱茵河建成的本多夫 （Bendorf）桥，采用了悬臂浇筑法。

随着悬臂浇筑施工法和悬臂拼装施工法的不断改进、 完善和推广应用， 在跨度为 40—200米范围内的桥梁中，连续梁桥逐步占据了主要地位。目前，无论是城市 桥梁、高架道路、 山谷高架栈桥， 还是跨河大桥， 预应力混凝土连续梁都发挥了 其独特的优势，成为优胜方案 我国自 50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥， 至今已有 40多年的历史， 比欧 洲起步晚， 但近对年来发展迅速， 在预应力混凝土桥梁的设计、 结构分析、 试验 研究、预应力材料及工艺设备、 施工工艺等方面日新月异， 预应力混凝土梁桥的 设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。 近 20年来，我国已建成的具有 代表意义的连续梁桥有跨径90m的哈尔滨松花江大桥、跨径120m的湖南常德沅 水大桥、主跨125m的宜昌乐天溪桥、跨径154m的云南六库怒江大桥等。下表 是我国目前建成的部分主要大跨径预应力混凝土连续梁桥 。 我国已建成的部分主要大跨径混凝土连续梁桥

序号 桥名 主桥跨径（ m） 桥址

1 南京长江二桥北汊桥 90+165*3+90 江苏

2 3 4 5 6 7 8

六库怒江大桥 85+154+85 云南 黄浦江奉浦大桥 85+125*3+85 上海 常德阮水大桥 84+120*3+84 湖南 东明黄河公路大桥 75+120*7+75 山东 风陵渡黄河大桥 87*5+87+114*7+87 山西 沙洋汉江大桥 63+111*6+63 湖北 珠江三桥 80+110+80 广东

9 宜城汉江公路大桥 55+100*4+55 湖北 10 松花江大桥 59+90*7+59 黑龙江

虽然我国的预应力混凝土连续梁在不断地发展，然而与国际先进水平仍存在 一定差距。想要赶超国际先进水平，必须要解决好下面几个问题： 1.发展大吨 位的锚固张拉体系， 避免配束过多而增大箱梁构造尺寸， 否则混凝土保护层难以 保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。 2. 在一切适宜的桥址， 设计与修建墩梁固结的连续刚构体系， 尽可能不采用养护调 换不易的大吨位支座。 3.充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱 截面，既可节约材料减轻结构自重， 又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工 进度。 另外，在设计预应力连续梁桥时， 技术经济指标也是一个很关键的因素， 它是设计方案合理性与经济性的标志。 目前， 各国都以每平方米桥面的三材 （混 凝土、预应力钢筋、 普通钢筋）用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥 梁的技术经济指标。 但是，桥梁的技术经济指标的研究与分析是一项非常复杂的 工作，三材指标和造价指标与很多因素有关， 例如：桥址、水文地质、 能源供给、 材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件；施工现代化、制品工业化、劳 动力和材料价格、 机械工业基础等全国基建条件。 同时， 一座桥的设计方案完成 后，造价指标不能仅仅反应了投资额的大小， 而是还应该包括整个使用期限内的 养护、维修等运营费用在内。通过连续梁、 T 型刚构、连续刚构等箱形截面上部 结构的比较可以发现： 连续刚构体系的技术经济指标较高。 因此，从这个角度来 看，连续刚构也是未来连续体系的发展方向之一。 总而言之， 一座桥的设计包 含许多考虑因素，在具体设计中，要求设计人员综合各种因素，作分析、判断， 做出可行的最佳方案。