钢桥、钢—混结合梁桥的发展及其应用实例

南公路ＸＩＮＡＮＧＯＮＧＬＵ　钢桥、钢一混结合梁桥的发展及其应用实例　贺立新　宋雷　（四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院　四川成都　６１００４１）　【摘要】简述钢桥及结合梁桥的发展，介绍了铜一混结合梁桥的特点、分类、适用性及经济性比较；　详细介绍了德国有代表性的５座铜一混结合梁桥；提出我国桥梁应向铜桥及钢一混结合梁桥发展。　【关键词】钢桥；铜一混结合梁；组合结构；德国；应用　【中图分类号】Ｕ４４８．３６／Ｕ４４８．２１　６　【文献标识码】Ａ　了钢桥时代。　ｌ　钢桥　２０世纪８０年代以来，世界各地相继建成了许多　１．１　世界钢桥的发展　大跨度悬索桥和斜拉桥。如俄罗斯在海参成为跨越　东博斯普鲁斯海峡，连接金角湾到俄岁斯岛，于　２０ｌ２年建成俄罗斯岛跨海大桥。该桥全长３．１ｋｍ，　主跨为ｌｌ０４ｍ的斜拉桥，列世界第一…。　钢桥从产生到现在经历了两百多年的发展。早　期的钢桥实质上是用铸铁和锻铁修建的铁桥，ｌ　７７９　年在英同科尔布鲁克代尔首次建成主跨约３０．５ｍ铸　铁肋拱桥（Ｓｅｖｅｒｎ桥），使用ｌ７０年，现作为文物　保存（见图１）。　图２　美国密西西比圣路易斯钢拱桥　目前世界上主跨５００ｍ以上大跨度悬索桥、斜扣　圈ｌ　英国Ｓｅｖｅｒｎ桥　桥的加劲梁多采用钢箱梁，大跨度拱桥巾的钢拱、　钢管混凝土拱占了主导地位；６００ｍ以上的特大桥梁　均为钢结构桥梁。钢桥不仅在大跨度领域占有绝对　经过了约１００年发展，锻铁才代替铁。１９世纪　７０年代ｆｆＩ现了钢材，义由钢取代了锻铁作为桥梁材　料。１８６７～１８７４年，美国建成了世界上第一座钢　桥一一密两西比圣路易斯钢拱桥（Ｍｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉ　Ｒｉｖｅｒ　Ｂｒｉｄｇｅ　ａｔ　Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＥａｄｓＢｒｉｄｇｅ），主跨１５８．６ｍ，两　优势，存中小跨度也具有很强的竞争力。此外，以　德、法为代表的欧洲和日本对钢一混凝土组合结构　桥梁技术也进行了深入研究和广泛应用，使钢桥技　术有了飞跃的发展。　１．２　我国钢桥的发展　边跨各为１５３ｍ，其承重结构是无铰桁架拱（见　２）。第一座铁路钢桥建于１８９０年，铁路桥由此进入　男，四川遂宁人，高级工程师、硕士研究生，１９９９年赴德研修，主要从事桥梁工程设　贺立新，宋雷：钢桥、例一混结合梁桥的发展及　应用实例　我国早在１８８８年就开始建设钢桥，到现在己有　影响结构的承载力，降低结构的安全度，给桥梁带　来安全隐患。　１．４　我国发展钢桥的机遇　世界钢铁协会网站于２０１３年１月２２日发布的全　球钢铁生产统计数据表明：２０１２年全球粗钢总产量　１２０多年的历史。国内典型钢桥如１９０２年建成的天津　解放桥；１９０７年建成的上海外白渡桥，是一座全钢结　构的桥梁，两跨５２．１６ｍ，桥面宽ｌ８．３ｍ（见图３）以　及１９３７年９月由茅以升主持建造的钱塘江大桥等。　目前我国钢桥从数量、规模、结构形式不断发　展，取得突破。已建梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥　为１５．４７８亿吨，中国大陆２０１２年粗钢产量７．１６亿　吨，占总量的４６．３％（见图４）。我国已当之无愧地　的跨越能力，均领先世界同类桥梁跨径。在世界桥梁　跨径前十大二ｒ程中，我国已建桥梁占一半以上，取得　了举世瞩目的成就。如苏通长江大桥总长８２０６ｍ，主　成为全球钢材产量第一大国，为经济社会快速发展　作ｆ“了不可替代的突出贡献。　跨１０８８ｍ，列世界第二，主跨采用钢箱梁。　Ｏ　∞舳０　∞加∞帅∞∞加　０　Ｏ　０　０　０　０　Ｏ　０　２００５　２００６　２００７　２００８　２００９　２０ｌＵ　２０ＩＩ　２０Ｉ２　■Ｗｏｒｌｄ　●Ｒｅｓｔ　ｏｆＷｏｒｌｄ　日Ｃｈｉｎａ　图４　２０１２年度世界粗钢产量（单位：百万吨）　我国大跨度铁路钢桥一般采用桁梁桥，公路钢　图３上海外白渡桥　桥采用箱梁桥。从１９９４年我国制造第一段钢箱梁开　１．３　我国桥梁的现状与问题　始，已经有一些制造商装备了完善的全焊钢箱梁制　造设备，掌握了全套制造程序和安装工艺，能生产　一截止２０１２年底，全国通车公路总长４２３．８万公　里（其中高速公路９．６２万公里）；７１．３４万座桥、总　长３６６２．７８万米，其中特大桥２６８８座　。我国交通建　设取得举世瞩目的成绩。在我国公路桥梁建设中，　流质量的产品（如苏通大桥和香港昂船洲大桥的　我国已基本建成较发达的公路、铁路运输网，还　钢箱梁）。　应用最广的桥梁结构形式是预应力混凝土梁桥，　２０～２５０　ＩＴＩ跨径的大中桥梁多采用预应力混凝土梁式　桥（含连续刚构）。　有众多的江河湖海作为水上运输通道。便捷、发达的　交通路网也为钢材及桥梁钢构件的运输提供了条件。　涂装防护体系是保证钢结构桥梁寿命的重要］　序。提高涂装体系的质量，可以大大减少养护维修　的Ｔ作量。我同铁路钢桥涂装防护体系使用寿命仅　为５年。近年充分利用国际先进经验发展长效涂装　在寻求突破跨度的巨大技术需求推动下，我国一　方面快速发展大跨度桥梁，并屡创世界纪录；另一方　面在大量中、小跨度桥梁中，混凝土及预应力混凝土　桥梁占据绝对数量优势，公路钢桥不足桥梁总数的　１％。而美同钢结构桥梁占桥梁总数的３３％，日本钢　体系，基本可以达到３０年使用寿命。　综上所述，由于我国经济建设高速发展的需　要，综合国力增强，材料技术、制造安装和涂装丁：　结构桥梁ｒ　桥梁总数的４１％，差距较大　。　南于诸多原因，预应力混凝土桥梁存在较多质　量问题：预应力后张梁Ｔ艺存在堵孑Ｌ、张拉预应力　艺的进步，以及运输条件的改善．中国桥梁行业的　发展在历经了木结构、圬Ｔ结构、混凝土及预应力　控制不准；压浆不密实，钢束锈蚀；大跨径预应力　混凝土连续梁桥腹板承受较大的主托应力．混凝土　混凝土结构后，终于迎来了钢结构的春天。　材料易开裂，致使结构刚度降低，影响结构的耐久　性；预应力混凝土箱梁自重较大，在自重、徐变等　因素作用下，跨中挠度可能持续增大。这些　素会　２钢一混结合梁桥　２．１　钢一混结合梁桥的发展史　”　钢一混凝土组合结构的雏形最早出现于１　８９４年　两南公路　的美国。二次世界大战以后，欧洲急需恢复战争破　坏的房屋和桥梁，由于钢材短缺，采用大量的钢一　波司登钢管混凝土拱桥、部分城市立交桥等。　混凝土组合结构，从而节约了钢材，取得了良好的　经济效益。日本在１９２３年及１９６８年大地震以后，发　现采用组合结构修建的房屋抗震性能良好，于是组　合结构在高层与超高层建筑中得到迅速发展。　组合结构桥梁具有结构高度小、自重轻、承载力　高、刚度大、节省支模工序和模板、减少现场作业　蜒、施Ｔ速度快、综合效益好等显著优点。其整体受　力、发挥钢与混凝土两种材料各自优势的合理性、经　济性，以及方便施工的突出优点，在欧美、日本等国　的桥梁建设中占有重要地位。法国、美国的应用范围　更加广泛，取得世人瞩目的成就。在法同，组合结构　桥梁最具竞争力的跨径范围为３０～ｌ１０ｍ，跨度在　图６佛山东平桥　不过总的看来，在大量中、小跨度桥梁中，混凝　土及预应力混凝土的桥梁占据绝对数量优势，组合结　构桥梁的技术水平落后于国际先进水平。我罔组合结　构桥梁的研究、实践与其国际发展水平有明　差距，　主要原凶有：钢结构或组合结构的造价高、养护费用　４０～１００ｍ范嗣内的公路桥梁中８５％都是组合结构桥　梁；而ＴＧＶ高速铁路桥梁中组合结构桥梁的比例占　４５％，之后建设的高速铁路桥梁中组合结构桥梁的　比例更高。　高；我国劳动力费用相对较低等。　２．３　钢一混结合梁的分类　钢一混凝土结合梁是在钢结构和混凝土结构基　础上发展起来的一种新型组合梁结构，通常由上部　钢筋混凝土板（或预应力混凝土板）和下部的钢梁　组成，混凝土板和钢梁之间通过剪力连接件进行连　接（见图７）。　钢一混组合结构按受力体系可分为梁式、拱　式、斜拉桥和悬索桥４大类。除梁桥外，组合结构　还广泛应用于斜拉桥、拱桥与悬索桥等桥型中，钢　管混凝土拱桥就是很好的例子。本文主要介绍梁式　结构，即钢一混凝土结合梁。　２．２　我国钢一混结合梁桥的发展　我同和世界各国相比，结合梁应用的起步也不　算太晚，在交通、冶金、电力、煤矿等系统中都有　应用。存上世纪５０年代建成的长江大桥，其上层公　路桥梁的纵梁（跨度１８ｍ，梁距１．８ｍ）就采用了结　合梁。现在我国已建桥梁采用结合梁结构的有：上　海杨浦大桥桥面系结构、芜湖长江大桥（公、铁两　用，见图５）、南京大胜关长江大桥、广东佛山东　平桥（见图６，主跨３００ｍ，结合梁桥面系）、四川　圈７　铜一混结合梁构造示意　钢一混凝土结合梁按照主梁横截面构造形式的　不同，可分为：　（１）组合钢板梁桥（如德国Ａ２４高速公路汉　堡东的跨线桥，跨径２６＋２ｘ３９＋２６ｍ，见　８）　；　（２）组合钢箱梁桥；　（３）组合钢桁梁桥（如四川省雅西高速公路　干海子大桥。主跨６２．５ｍ）；　（４）钢桁腹杆组合梁桥（如日本Ｋｉｎｏｋａｗａ　Ｒｉｖｅｒ桥，主跨８５ｍ）；　图５　芜湖长江大桥　（５）波形钢腹板箱梁桥（如山东鄄城黄河公　贺立新，宋雷：钢桥、钢一混结合梁桥的发展及其应用实例　路大桥，主跨１２０ｍ，见罔９）等　（６）造型与色彩能与周边环境相协调，具有　优良的景观性。　２．４．２　钢一混结合粱的主要缺点　钢一混结合梁也存在弱点．制约了它的广泛应　川，主要表现为：　（１）造价通常比混凝土略高；　（２）钢材的锈蚀及维护问题；　（３）连续结构时，承受负弯矩的混凝土翼缘　ｌ大ｌ受托而　现裂缝；　图８　德国Ａ２４高速公路汉堡东的跨线桥　（４）混凝土与型钢之间的连结始终没有得到　很好的解决，使川ＰＢＬ剪力键有所改善；　（５）钢—混结合梁的耐火等级不如混凝土结构。　２．５　钢一混结合梁的适用性　由于结合梁桥的施ＴＴ期较短，用在跨越交通　繁忙的道路上具有优势，综合费用上增加的比例较　小；结合梁梁体较轻，可用于山区、高地震烈度　桥梁；结合梁在增加少量成本的情况下，可以解决　桥梁建设中常见的大跨径预应力混凝土箱梁腹板开　图９　山东鄄域黄河公路大桥波钒腹板　裂问题。目前欧美等同桥梁跨径在１５ｍ以下的小跨　度桥多采用钢筋混凝土梁桥，桥梁跨径在ｌ５－２５ｍ　则用预应力混凝土梁桥，桥梁跨径在２５～６０ｍ跨径　往往采用钢一混结合梁，更大跨径的桥梁则一般采　刚钢梁　结合我同经济建设的现实要求及桥梁技术发展　２．４　钢一混结合梁的特点　。　钢在受拉区有良好的抗拉强度和变形性能，但在　受压区易产生屈服变形。混凝土则相反，其抗压强度　大于抗拉强度。钢构件重量比混凝土构件轻，｝昆凝土　比钢价格便宜。钢与混凝土组成的结合梁桥可以得到　单一材料无法取得的更优越的结构力学特性和合理的　结构形式。它充分利　ｆ＋Ｉ了钢和混凝土的优点，义弥补　＿『各自的不足。这样既不会产生混凝土受拉开裂的问　题，也不会因钢梁受压侧刚度较弱而发生火稳，同时　还具备较高的刚度和较轻的白重。　２．４．１　钢一混结合梁的主要优点　水平，可在下列情况选择采用钢一混结合梁桥：　（１）川于跨越高速公路、城市干道。　对于跨越已通车的高速公路和城市ｆ道的桥　梁，为减小搭架施Ｔ对桥下道路车辆通行的干扰，　一般都要求采用挂篮悬臂浇筑梁体，或采用钢结构　桥梁（含钢一混结合梁）。如成都市三环路草金立　交匝道桥（见图１０）。　（１）结合梁可以充分发挥钢与混凝土两种材　料的各自优势，具有较好的经济性；　（２）结合梁具有较宽大的翼缘，刚度大，其挠　度一般都在Ｌ／１０００左右；　（３）整体性较好，稳定性较强，能降低冲击　系数，具有良好的抗震性能；　（４）施Ｔ灵活，【　期短。现今开发的结合梁　桥结构简单、易于Ｔ厂制造，可提高一ｒ程质量和可　靠性。特别适用于城市立交桥和公路互通桥梁；　（５）钢材部分可回收利用，有利于环保、　节能；　图ＩＯ　成都市三环路草金立交桥　（２）用于跨越山区深谷的公路。　对于两部山区高速公路（如四川Ｉ省雅康高速公　路）跨越深谷、隧道群之间的桥梁，由于设置预制　场网难，叮采川钢一混结合梁桥方案。施１二时将钢　梁顶推或吊装就位后，直接在钢梁上用移动模架现　浇混凝土（见冈１　１）。　全长４６７．４ｍ，原桥面宽２４．５ｍ；下部结构为双柱空　心薄壁墩。增设互通后，桥面需要加宽４ｍ，最终采　用开口钢箱一混凝土结合梁加宽方案，并成功实施　（见图１３）。　图１１　德国Ａ７上Ｗｅｒｒａｔａｌ跨谷桥施工　图ｌ３　牛儿河大桥加宽方案　（３）用于山区互通式立交的匝道桥。　西部山区高速公路沿线大部分经过崇山峻岭　（ｆｎ１四川省两香高速公路），有些地段难以选择设　２．６　钢一混结合梁的经济性比较　２．６．１　与钢梁比较　钢一混结合梁比钢梁节约钢材。如简支结合梁，　利Ｈ｛混凝土桥面板的受压作用，增加梁截面的有效高　度，提高梁的抗弯承载能力和抗弯刚度，从而节省钢　材。与钢板梁相比，可节约ｌ　５％～４０％的钢材　。　置互通位置。受地形条件所限，有的互通方案匝道　桥高度大、曲线半径小（如Ｒ＝４２ｍ的圆曲线）。这　种情况下若采．｝｝｛常规的搭架现浇混凝土连续梁方案　难以实施，风险较大，而采埘钢一混结合梁桥则是　一钢一混结合梁可减小梁的构件尺寸。钢一混结　合梁的混凝土桥面板能参与梁的受力，增大截面高　度，提高梁体刚度。对于同等刚度要求的结构，铬Ｊ一　混结合梁可比钢板梁减小２５％～３０％的截面高度　。　２．６．２　与混凝土梁比较　种较好的解决方案。　（４）用于跨越河流。　如四川Ｉ省巴中市为连通巴中新老城区，建造了　跨越巴河的麻柳湾大桥。该桥主线桥梁长３６８ｍ，匝　道桥长约４８０ｍ。主桥为跨径５５＋９０＋５５ｍ的三跨变截　面钢一混组合连续梁．桥面全宽２９ｍ，左右分幅　（见图ｌ２）。该桥已于２０１３年９月３日建成通车。　我国传统的观念认为，桥梁Ｔ程上采用钢一混　组合结构通常较混凝土结构造价高。本文以主跨　３０ｍ、５０ｍ、１００ｍ三档为例，选择了６座跨径、施　Ｔ条件比较相近的连续梁桥作样本，比较其梁体造　价（不含桥面系）。　（１）主跨约３０ｍ。　桥Ａ：四川省某高速公路连接线互通匝道桥为　跨径２０＋３０＋３０＋２０ｍ的预应力混凝土连续箱梁，桥面　宽１Ｏ．５ｍ，桥面面积１０５０ｍ　，搭架现浇；　桥Ｂ：四川省某高速公路某互通匝道桥的钢一　混结合箱梁方案，跨径２３＋３３＋２３ｍ，桥面宽　图ｌ２　巴中麻柳湾大桥施工　１０．５ｍ，桥面面积８２９．５ｍ　，汽车吊运、临时支墩上　焊接钢箱梁。　这两座桥的连续梁梁体造价比较结果见表１。　（２）主跨约５０ｍ。　（５）用于旧桥改造、拓宽。　在旧桥加宽、改造时，可采用钢一混结合梁。　如重庆市梁万高速公路由于增加互通，需要加宽牛　儿河大桥。陔桥处于万州城郊，共１１跨４０ｍＴ梁，　６　桥Ｃ：广东某高速公路跨线桥为３３＋５６＋３３ｍ跨　贺立新，宋雷：钢桥、钢一混结合梁桥的发展及其应用实例　径的预应力混凝土连续箱梁，桥面宽３３．５ｍ，桥面　面积４０８７ｍ　，搭架现浇，于２０１３年建成；　桥Ｄ：德国Ａ１高速公路底朴曼（Ｄｉｅｐｍａｎｎ）　河谷桥，上部结构为跨径６￣４８．７７ｍ的钢一混结合箱　梁，桥面宽１８．７５ｍ，桥面面积５４８７ｍ。，汽车吊运、　临时支墩上焊接钢箱梁，于１９９５年建成　。　这两座桥的连续梁梁体造价比较结果见表２。　表１　主跨约３０ｍ的连续梁梁体造价比较　项目　桥Ａ　桥Ｂ　备注　跨径（ｍ）　２Ｏ＋３０＋３Ｏ＋２０　２３＋３３＋２３　连续梁部分　桥面宽ｆｍ）　１０．５　１０．５　均为匝道桥　梁体总价ｆ万元）　１９Ｏ．８　５１７＿２３　均不含跨越干扰费　梁体单价（３￣／ｍ　）　ｌ８７８　６２３６　Ｂ，Ａ＝３．３　表２主跨约５０ｍ的连续梁梁体造价比较　项目　桥ｃ　桥Ｄ　备注　跨径（ｍ）　３３＋５６＋３３　６￣４８．７７　连续梁部分　桥面宽（ｍ）　３３．５　１８．７５　均为主线桥　梁体总价（ＴＹ元１　９４０＿２５　２５３３．８３　桥Ｄ参照桥Ｂ单价　梁体单价（元／ｍ　）　２３０ｌ　４６１８　Ｄ／Ｃ＝２．０　（３）主跨约１００ｍ。　桥Ｅ：四川省Ｇ１０８改线段某大桥主桥为跨径　５６＋１００＋５６ｍ的预应力混凝土连续箱梁，桥面宽　２４ｍ，桥面面积５０８８ｍ　。主墩处于水库中，梁体用　挂篮分段悬臂浇筑；　桥Ｆ：德国Ａ１高速公路托尔高（Ｔｏｒｇａｕ）易北　河桥，上部结构为跨径５３＋１０６＋６５＋３￣４５＋３６ｍ的　钢一混结合箱梁，全桥长３９５ｍ，桥面宽１５ｍ，桥面　面积５９２５ｍ　。主墩处于河流中，船运钢箱梁到桥　位，同步提升就位后焊接钢梁，于１９９３年建成　。　这两座桥的连续梁梁体造价比较结果见表３。　表３　主跨约１００ｍ的连续梁梁体造价比较　项目　桥Ｅ　桥Ｆ　备注　跨径ｆｍ）　５６＋ｌ００＋５６　５３＋１　０６＋６５　连续梁部分　＋３￣４５＋３６　桥而宽（ｍ）　２４．Ｏ　１５　Ｏ　均为主线桥　梁体总价（万元）　２０１７．９７　３１３５ｌ２４　桥Ｆ参照桥Ｂ单价　梁体单价（元／ｍ　）　３９６６　５２９ｌ　Ｆ／Ｅ＝１．３３　由上表可见，钢一混结合梁与预应力混凝土箱　梁桥材料造价相比，对于３０～５０ｍ的中小跨径增加约　１～２倍，对于１００ｍ左右的中大跨径仅增加约３０％。　这说明对于较大跨径，钢一混结合梁更能体现出钢　材的轻质、高强的优越性和经济性。　而法国统计表明，当跨径为３０～１１０ｍ，特别是　６０～８０ｍ范围内，钢一混结合梁桥的单位面积造价要　低于混凝土桥１８％　。这一跨度范围内，法国近年建　造的桥梁中有８５％都采用组合技术。　３　国外钢一混结合梁设计施工实例　３．１　简支组合钢板梁—德国Ａ１３高速公路Ｌ５５跨线桥　该桥位于柏林一德累斯顿的Ａ１３高速公路上，　跨径为３１．４＋３１．４ｍ，总长７７．４７ｍ，宽１２．７５ｍ，交角　５５．５３。（见图１４）钢梁体采用６根等高度工字钢　梁，材料为Ｓｔ５２—３（相当于国内Ｑ３４５），用吊车吊　装就位，焊接形成梁格。然后在梁格上铺设８ｃｍ厚　预制板，在板上浇筑２０ｃｍ厚的Ｂ４５混凝土（即　Ｃ４５）形成行车道板。桥面沥青铺装层厚８ｃｍ（见　图ｌ５）。该桥主要参数见表４。　Ａｎ　ｊ　ｈｔ　图１４德国ＡＩ３公路Ｌ５５跨线桥立面及纵剖面（单位：ｍ）　图１５德国Ａ１３公路Ｌ５５跨线桥横断面（单位：ｃｍ）　表４　德国Ａ１３公路Ｌ５５跨线桥主要参数　总长ｆｍ１　主跨径（ｍ）　桥宽（ｍ）　面积（ｍ　）　箱梁高（ｍ）　高跨比　６２－３　３１．４　１２．７５　７９４　ｌ＿３８　２２．６　钢梁　结合　桥面　桥面　梁体造价　全桥造价　用钢量　梁用钢　板钢筋　混凝土　（欧元、　（欧元、　（ｔ）　（ｋｇ／ｍ２）　（ｋｇ／ｍ　）　ｆｍ　／ｍ。１　元／ｒｄ１　元／ｍ　１　１３０　１６４　５０　０．２８　Ｅ４７６　￣３９ｌ３　Ｅｌ９３５　￥ｌ５９２０　７　幸ｊ公路　注：６１欧元＝￥８．２３元人民币：　钢箱梁材料采用Ｓｔ５２—３。由于采用顶推施丁的　钢梁单价６２１６５欧元／ｔ－￥１７８１４元／＝ｔ。　该桥各工序施工见图１６。　工艺，钢梁体采用等高度槽型梁，梁高５ｍ。钢箱梁　制造节段长２７～３３ｍ。车道板用Ｂ４５混凝土，　广＇—●●■■一鞭　州　孵　‘：　　５０～３５ｃｍ厚。该桥主要参数见表５。　表５德国Ｗｉｌｋａｕ河谷桥主要参数　【　Ｉ／　．一　．ｂ焊接成梁格　１　　Ｊ总长　（Ｉｌ１）　６７１　主跨径　ｆＩｎ１　１ｌ０　桥宽　（ｍ）　３０－３　面积　（ｍ　）　ｌ９７９５　箱梁高　高跨比　（１ＴＩ）　５　２２　口．钢梁吊装就位　钢粱川　钢挝　（ｔ）　５６６６　箱梁　用钢　（ｋｇ／ｍ‘）　２８６　桥面板　钢筋　（ｋｇ／ｍ　）　９３　桥面预　梁体造价　全桥造价　应力　ｆ欧元、　ｆ瞅元、　ｒｍ　ｍ　８＿８　兀／ｍ　）　６６６１　￥５４４Ｏ　几／ｍ　）　６１８９５　￥１５６００　注：钢箱梁单价１８０８欧元／ｔ＝１４８８４元／ｔ。　ｃ铺满预制车道板底板ｄ成桥状态　根据上述每平米工程数量，参考目前同内类似　图１６德国Ａ１３公路Ｌ５５跨线桥施工照　桥梁采用的定额，该桥的结合梁梁体部分（不含桥　面系）每平米建安费约合￥５１４３元。各＿ｌ１　序施　【见　图１９。　３．２等截面组合钢箱梁—德国威尔考（　Ｉｋａｕ）河谷桥　该桥位于德国Ａ７２高速公路（Ｈｏｆ－Ｃｈｅｍｎｉｔｚ）　ｆ：，为【Ｈ桥改造。原桥建于１９３９年，共７孔，桥跨　布置为６６＋２￣１１０＋３ｘ９９＋８８ｍ，总长６７ｌｍ，２４ｍ　宽，４车道，最大墩高５５．０ｍ（见图１７）。ｆ１１于桥　面不能满足交通量增长的要求，需要将车道拓宽到　６车道３０．３ｍ宽。设计采用拆除旧梁、新建钢一混结　合梁桥的方案，利用原圬Ｔ桥墩、重建墩帽（　图　１８）。为保障交通，施］　时左有幅桥分幅交替施　丁，钢箱梁采用顶推工艺，在每个跨巾设置了临时　支墩，于１９９３年开工，１９９５年建成。　ａ．箱梁制作　ｂ．箱梁运输　ｒＩ　　！　●　裔　””　＿—　嘲　．：　夔　ｃ．箱梁顶推施工ｄ．成桥侧面　图１９　德国威尔考（Ｗｉｌｋａｕ）河谷桥施ｘ－Ｎ　图１　７　德国威尔考（Ｗｉｌｋａｕ）河谷桥立面（单位：ｍ）　３．３　变截面组合钢箱梁一德国底朴曼（Ｄｉｅｐｍａｎｎ）　河谷桥　该桥位于科隆～多特蒙德的Ａ１高速公路上，原　桥型为ｌ２孔２５ｍ跨径的拱桥，桥高３２ｍ，桥面宽　２１．８ｍ，４车道；始建于ｌ９３８年，南于二次世界大战　中断，１９５４年续建。原桥到上世纪８０年代，由于日　交通量达到７００００辆标准车，需要由４车道扩宽到　６车道。丁程顾问公司最终选用的加宽方案：　（１）采用尽可能轻薄的钢一混结合梁；　（２）对应原２孔旧桥，设ｌ孔新桥；　（３）新桥比旧桥抬高２ｍ、平面距离４ｍ，以　图１８　德国威尔考（Ｗｉｌｋａｕ）河谷桥桥墩上粱体半剖面　遮蔽旧桥；　贺立新，宋雷：钢桥、钢一混结合梁桥的发展及其应Ｈｊ实例　（４）桥墩用天然石材镶面。　新建加宽桥的桥跨布置为６ｘ４８．７７ｍ，总长　２９２．６ｍ，ｌ８．７５ｍ宽，３车道（见图２０、２１）。新桥　于１９９２年开工，１９９５年建成。　Ａｎｓｉｃｈｉ　ｖｏｎ　Ｏｓｔｅａ　ｃ移动模架上浇筑桥面板ｄ成桥　图２２　德国底朴曼河谷桥施工照片　３．４　变截面组合钢箱梁一德国霍亨瓦尔特（Ｈｏｈｅｎ　ｗａｒｔｈｅ）易北河桥　该桥位于柏林～汉诺威的Ａ２高速公路上，跨越　易北河，原桥为４车道。白通车以来，日交通量卜ｈ　图２Ｏ德国Ｄｉｅｐｍａｎｎ河谷桥桥型布置立面（上）及平面（下）　（单位：ｍ）　６０辆发展到８００００辆标准车。桥面已经不能满足交　通量的需求，　此需要扩建为６车道。原桥是钢桁　架连续梁，存河道中有３个主墩。为预留较大的通　航净空，扩建时要求只在主河道中设两个桥墩。桥　梁周围环境优美，对桥梁造型要求较高。新桥分为　两幅：南侧半幅桥在原桥轴线拆除重建；北侧半幅　桥梁相邻而建。北侧桥由于带人行道，比南侧桥宽　图２１　德国Ｄｉｅｐｍａｎｎ河谷桥跨中剖面（单位：ｍｍ）　２．５ｍ；两幅桥净距５．５ｍ。新桥采用两种断面：岸上　引桥用预应力混凝土梁，总长８３２ｍ；易北河上的主　新桥的钢箱梁材料采用Ｓｔ５２。３以及Ｒｓｔ３７．２（相　当于我国的Ｑ２３５）。钢梁体采用变截面槽型梁形成　双纵肋，肋宽２．２５ｍ、变高度，采用汽车运输、吊　车吊装。车道板用Ｂ４５混凝土，板厚４５ｃｍ；结合梁　总高Ｉ．７５～３．５ｍ。该桥主要参数见表６。　表６　德国Ｄｉｅｐｍａｎｎ河谷桥主要参数表　总长　（ｍ）　２９２．６　桥用钢一混结合梁．桥长３２６．７ｍ。在施工期间必须　保证至少４车道通行。　新建主桥桥跨布置为９３＋１４０．７＋９３ｍ，总长　３２６．６ｍ（见冈２３），两幅桥面宽４０ｍ，６车道（见　罔２４）。新桥分为南北两幅交替施＿Ｔ：先在旧桥北　高跨比　ｌ４－２８　主跨径　（ｍ）　４８．７　桥宽　（ｍ）　ｌ８．７５　面积　（ｍ　）　５４８７　箱梁高　（ｒｎ１　１．７５－３．５　侧建好新的半幅桥，在此期间旧桥保证４车道通　行；后将车辆转到北侧新桥上，拆除旧桥，在原位　重建南半幅新桥。在河道边筑岛嗣堰施Ｔ水中主　墩。本桥于１９９４年开＿［，１９９８年建成。　钢梁　用钢量　（ｔ）　ｌ１１Ｏ　箱梁　用钢　（ｋｇ／ｍ　）　２０２　桥面　桥面　梁体造价　全桥造价　板钢筋　混凝土　ｆ欧元、　（欧冗、　（ｋｇ／ｍ　）　９７　（ｍ　／　）　０－３８　元，ｍ　１　￣７６５　￣６２９６　ＹＵｍ：）　￡２ｌ２３　￥ｌ７４７２　注：铜粱单价２７２２欧元／ｔ＝２２４０２元／１．　根据上述每平米工程数量，参考目前国内类似　桥梁采用的定额，该桥的结合梁梁体部分（不含桥　图２３　德国Ｈｏｈｅｎｗａｒｔｈｅ易北河桥纵剖面（单位：ｍ）　面系）每平米建安费约合￥３８２９元。各工序施工见　图２２。　图２４德国Ｈｏｈｅｎｗａｒｔｈｅ易北河桥墩上梁体横断面　ａ吊车吊装钢箱粱　ｂ．在临时支墩上焊接钢梁　（单位：ｃｍ）　９　西ｉ季ｉ公路　钢梁体采用变截面槽型钢梁，材质为Ｓｔ５２—３以　及Ｓｔ３７—２。年道板用Ｂ４５混凝土，板厚３６～５２ｃｍ，　（见罔２６）。正是由于采用了轻型的拱Ｊ　构造，拱　上行车道梁的跨径才能做到４２ｍ。本桥的主拱圈为　混凝土箱型断面，采用斜托扣挂、悬臂分段浇筑法　施丁（见图２７），照片中可见设在交界墩顶部的临　８ｃｍ厚沥青混凝土面层。结合梁总高４．６～７．１ｌｍ。梁　底设有５根通长加劲肋，并在支点附近填筑混凝　土，形成双向结合梁。箱梁分节段制造，在桥边没　置了拼装场。河岸段的箱梁直接用吊车吊装就位，　时钢扣塔。成桥照片见图２８，可　桥面下方的斜撑　杆。该桥于２００６年以其大跨径、技术创新、造型优　美而获得德国第ｌ６届桥梁工程大奖。　形成悬臂梁；河巾段的梁体则通过轨道滑运到驳船　上，再Ｆ｝１拖轮运至桥轴，在悬臂端上同步提升就　位。该桥主要参数见表７。　表７　德国Ｈｏｈｅｎｗａｒｔｈｅ易北河桥主要参数表　总长　（ｍ）　３２６．７　主跨径　（ｍ）　１４０．７　桥宽　（１ｒ１）　４０　面积　（ｒｎ　）　ｌ３０６８　箱梁高　（ｍ）　４．６￣７．１】　高跨比　２０－３　Ｊ　图２５　德国ＷｉｌｄｅＧｅｒａ峡谷桥立面布置（单位：ｎ１ｍ）　钢梁　用钢量　（ｔ）　ｌ９０９　箱梁　川钢　（ｋｇ／ｍ　）　２６９　桥面　板钢筋　（ｋｇ／ｍ　）　８０　桥面　梁体造价　全桥造价　预应力　（欧元、　（欧元、　（ｍ　，ｍ　）　ｌｌ－３　）ｔ２ｍ。１　￣７７９　￣６４ｌ】　ｍ‘１　Ｅｌ４８ｌ　￥Ｉ２１８５　注：铜梁单价ｌ　７０２欧元／ｔ＝－１４００７元／ｔ。　根据上述每平米Ｔ程数量，参考目前国内类似桥　梁采用的定额，结合梁梁体部分（不含桥面系）的每　平米建安费约合￥４８４７元。各工序施Ｔ见图２５：　图２６德国ＷｉｌｄｅＧｅｒａ峡谷桥拱上行车道剖面　（单位：ｎｌｍ）　ａ组装好的节段通过鞔道滑运上船　ｂ．浮船＋拖驳就位　图２７　德国Ｗｉｌｄｅ　Ｇｅｒａ峡谷桥浇筑拱圈　ｆ同步提升就位ｄ．成桥立面　图２５　德国霍亨瓦尔特易北河桥施工照　３．５　组合拱桥一德国Ｗｉｌｄｅ　Ｇｅｒａ峡谷桥　“　。　该桥为混凝土拱＋结合梁桥面系，位于德国图　林根州，跨越Ｗｉｌｄｅ　Ｇｅｒａ峡谷．主桥为跨径２５２ｍ的　箱型拱桥，矢跨比ｌ／３．７５（见图２５），于２００１年建　成　为减轻拱上结构的恒载，桥面行车道采用钢一　混结合梁，从两岸对称牵引法施丁。南于桥面板横　向悬臂达８．１ｍ，结合粱每隔７ｍ设置了一道斜撑杆　，，）　图２８德国Ｗｉｌｄｅ　Ｇｅｒａ峡谷桥成桥　４结束语　钢结构具有强度高、自重轻、跨越能力大等特　点，可作为桥梁一厂程领域的首选。　（下转第１４页）　西南公路　交接处切面应力、腹板中央处切面应力以及沿腹　板纵向切面可以看出，在总的预应力大小施加相　等的情况下，腹板在竖向预应力钢束双排布置、　交错布置以及中央单排布置时腹板变形不大，靠　腹板外侧单排布置时腹板内鼓变形，靠腹板内侧　单排布置时腹板外鼓变形。双排布置时腹板倒楞　交接处腹板内外侧应力差值不大，比较均匀。靠　腹板外侧或者内侧单排布置时，内外侧腹板应力　差值较大，未布置竖向预应力钢束侧的压应力储　图１２　腹板中央单排布置时腹板中央竖向应力　备较小。交错布置时，在腹板与顶板倒楞以上区　域、底板与腹板交接以下区域，由于竖向预应力　传递存在应力盲区，在未设置竖向预应力钢束区　域，竖向压应力储备稍小。　因此，总的来说，竖向预应力应该采用总体对　称的布置形式，避免靠腹板外侧单排布置、靠腹板　内侧单排布置两种非均匀的布置方式。而在总体对　称的３种布置形式中，又以双排布置、中央单排布　置为佳。交错布置方式虽总体上效果与上述２种相　当，但部分应力盲区使得竖向压应力储备稍小。　图ｌ３　交错布置时腹板中央竖向应力　参考文献　【１］范立础．桥梁工程【Ｍ】．北京：人民交通出版社，２００５．　３　小结　［２］ＩＮＪｌｌ省交通运输厅公路规划勘察设计研究院，雅泸高速公路腊八斤特大　从５～８　节段总体竖向位移、顶板与腹板倒楞　桥施工图设计文件ｆＲ１．２００７．　（上接第１０页）环保、节能和实现可持续发展是使　【２】桥梁杂志社．公路建设稳中求进——２０ｌ２年交通公路发展里程总结ｆＪ１．　桥梁产业资讯，２０１３，（１３）：４　７　【３魏薇．３Ｊ２０１３桥梁钢结构学术会议１１月召开［Ｊ】．桥梁，２０１３，（５）：２７　社会经济同能源、资源、环境实现良性循环的措　施，是社会发展与自然关系的协调与保证。钢结构　是一种节能环保型、能循环使用的建筑结构，符合　发展节能建筑和经济持续健康发展的要求，被誉为　２１世纪的“绿色建筑”。　我国既是桥梁大国，又是钢铁大国。适时的发展　【４】罗宇，王荣辉．钢一混凝土结合梁的发展历程与现状综述［Ｊ］．公路交通技　术，２００４，（４）：５９—６２．　『５１５白先梅，李治学．钢一混凝土组合梁桥的发展概况与应用【Ｊ］．交通科技与　经济，２０１２，（４）：６７—６９．　［６叶晓志．６】钢结构桥梁加工安装技术的研究与应用（硕士学位论文）［Ｄ］．济　南：山东大学　２０１２．　【７】德国交通部．ＳＷａｓｓｅｎｂｒ　ｆ】ｃｋｅｎ　ｉｎ　Ｓｔａｈｌ－Ｂｅｔｏｎ－Ｖｅｒｂｕｎｄｂａｕｗａｉｓｅ，Ｄｏｃｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｌ９９７　Ｄｒｕｃｋ　Ｃｅｎ￣ｒ　Ｍｅｃｋｅｎｈａｉｍ，Ｍｅｃｋｅｎｈａｉｍ．Ｇｅｒｍａｎｙ　ｌ９９７　我国钢结构桥梁，改变我国混凝土桥梁占多数的现　状，实现可持续发展，是当前桥梁工程的发展方向。　参考文献　１】楼庄鸿．俄罗斯拉索技术［ＪＪ．桥梁产业资讯．２０１　３，（１４）：３４．３５　【８】聂建国，陶慕轩等．钢一混凝土组合梁加宽旧桥的实测　理论分析【Ｊ１．桥　梁建设，２００９，ｆ５１：２４．２７　【９］刘玉擎．组合结构桥梁［Ｍ］．北京：人民交通出版衬：，２００５．　【１０】Ｄｏｒｉｓ　Ｇｒｅｉｎｅｒ－Ｍａｉ　Ｄｅｕｔｓｃｈｅｒ　Ｂｒ　ｎ　ｃｋｅｎｂａｕｐｒｅｉｓ　２００６．Ｖｅｒｌｅｉｈｕｎｇ　ａｕｆｄｅｍ　ｌ６．Ｄｒｅｓ血ｅｒ　Ｂｒ　ｎ　ｃｋｅｎｂａｕｓｙｍｐｏｓｉｕｍ［Ｊ］Ｂａｕｔｅｃｈｎｉｋ　２００６．（４）：３０３．３０５