经验交流：我国公路桥梁的发展趋势（一）

改革开放以来，我国公路建设发展迅速，尤其是高速公路建设，从无到有，现已建成8700公里。桥梁建设作为公路建设的重要组成部分，也得到了相应的发展。跨越河流和海峡的长桥也相继建成。普通公路和高等级公路上的中、小桥、立交桥形式多样，工程质量不断提高，为公路运输提供了安全舒适的服务。
随着经济的发展和综合国力的增强，我国的建筑材料、设备和施工技术发展迅速。特别是电子计算技术的广泛应用，为工程技术人员提供了方便快捷的计算和分析手段。更重要的是，中国的经济政策为公路事业的发展提供了多元化的融资渠道，保证了建设资金的来源。
我国广大桥梁工作者充分认识到这一宝贵而难得的机遇，竭尽全力发挥自己的聪明才智，为我国的公路桥梁建设多做贡献。
结合常用的桥型谈谈对公路桥梁发展趋势的看法。请纠正任何不当之处。
一、板桥
板桥是公路桥梁中数量较多、范围较广的一种常见桥型。它结构简单，受力明确，可由钢筋混凝土和预应力混凝土制成；可做成实心和空芯，现浇以适应各种形状的弯、坡、斜桥。因此广泛应用于普通公路、高等级公路和城市道路桥梁。尤其是建筑高度受限的平原区公路上的中小跨径桥梁尤其受欢迎，可以降低路堤填土高度，占用耕地少，节省土方量。
实心板一般用于跨度小于13m的板桥。由于板高较短，挖空量很小，且空折叠模板不方便，所以可以做成钢筋混凝土实心板，可以现浇，也可以预制。
空核心板用于跨度等于或大于13m，一般采用先张法或后张法混凝土结构。先拉伸钢绞线和冷拉钢丝；后张法，可采用单根钢绞线、多根钢绞线群锚或扁锚，模板可现浇或预制。使用胶囊、折叠模板或一次性成孔材料如预制薄壁混凝土管或其他材料进行成孔。
钢筋混凝土和预应力混凝土板桥的发展趋势是:采用高标号混凝土，为保证使用性能，尽可能采用预应力混凝土结构；预应力方法和锚固装置的多样化；预应力钢筋一般采用钢绞线。板桥跨度可达25m，35 ~ 40m的桥也有。在我看来，跨度太大，用的材料不节省，板高，刚度小，预应力太大，拱高，预应力太小，可能导致下挠；如果采用预制安装，横向连接不牢固，使用过程中容易出现桥面纵向开裂等问题。随着吊装能力的增加，预制空芯板的宽度有增加的趋势，宽度以1.5m左右为宜。
对于预制板，要特别注意加强板的横向连接，保证板的整体性，比如在接缝处使用“抗剪键”。为保证横向剪力传递，至少应在跨中施加横向预应力。
建议交通行业主管部门组织编制中小跨径板桥标准图，这对促进公路桥梁建设、提高质量、加快设计速度将带来明显的效益。
二。梁式桥
梁式桥有很多种，也是公路桥中最常用的桥型，跨越能力可以从20m到300m。
公路桥梁常用的梁式桥型有:
按结构体系分为简支梁、悬臂梁、连续梁、T型刚构、连续刚构等。
按截面类型可分为:T型梁、箱形梁(或槽形梁)、桁架梁等。
梁式桥的跨度大小是技术水平的一个重要指标，在一定程度上反映了一个国家在工业、交通、桥梁设计和施工方面的成就。
从以下几种常见的结构形式来介绍梁桥在公路桥梁中的用途和发展趋势。
(一)简支T梁桥
T梁桥是我国公路中修建最广泛的桥梁。早在20世纪50、60年代，我国就修建了许多T梁桥，对改善我国公路交通发挥了重要作用。
20世纪80年代以来，我国公路上修建了几座具有代表性的预应力混凝土简支T梁桥(或连续桥面)，如河南郑州、开封黄河公路大桥，浙江飞云江大桥，跨度62m，吊装重量220t。
钢筋混凝土结构的T型梁很少。跨度从16m到50m，全部采用预制装配式后张预应力混凝土T梁。预应力体系采用钢绞线群锚，在施工现场预制吊装。其发展趋势是:采用高强度低松弛钢绞线群锚:混凝土号40 ~ 60；T梁翼缘板加宽，25m为宜；提升重量增加；为了减少接缝，提高行车性，采用工字钢、现浇梁端梁与桥面湿接缝，在桥面现浇混凝土中布置负弯矩钢筋束，形成比桥面连续更进一步的“准连续”结构。
预应力混凝土T梁具有结构简单、受力明确、节省材料、架设安装方便、跨越能力大等优点。其跨度应不超过50m，增加跨度从受力、结构、经济等方面都不合理。跨度大于50m时，宜选择箱形断面。
目前预应力混凝土T梁采用全预应力结构，预应力张拉后上拱过大，影响桥面线形，导致桥面铺装增厚。为了改善这些缺点，建议预制时在台座上设置反拱，反拱值可为预应力梁上反拱值的1/2 ~ 2/3。
对于预应力混凝土简支或“准连续”T梁，建议由交通行业主管部门组织编制一套适用的标准图。
(2)连续箱梁桥的箱形截面
能适应各种使用工况，尤其适用于预应力混凝土连续梁桥和变宽桥梁。因为埋入箱梁中的悬臂板长度可以大幅度变化，腹板间距可以加大；箱梁抗扭刚度大，可以在独柱式桥墩上修建曲线斜桥；允许箱形梁具有薄的长度；应力σg+p低，重心轴不偏向一侧，蠕变变形比T梁小。
箱梁截面有单箱单室、单箱双室(或多室)。早期为长方形箱体，逐渐发展为带斜腰板的梯形箱体。
箱形梁桥可以是可变高度的，也可以是等高的。从美学角度来说，主孔和侧孔较大的三跨箱梁桥，采用变高度箱梁更美观。等高箱梁多跨桥梁(三跨以上)外观效果好。
随着交通量的快速增长和车速的提高，人们想要快速舒适的交通条件，预应力混凝土连续箱梁桥可以满足这种需求。具有桥面接缝少、梁高小、刚度高、整体性强、外形美观、维修方便等优点。
20世纪70年代，我国公路上修建了连续箱梁桥。迄今为止，我国已建成多座连续箱梁桥，如全长1340m的钱塘江二桥(公路桥)、全长2070m的跨高集海峡厦门大桥等。
连续箱梁桥的施工方法多种多样，只能根据安全经济、保证质量、降低成本、缩短工期等因素进行选择。常见的方法有:现浇竖向支架、预制拼装(整体开孔、分段串联)、悬臂浇筑、顶推、分步滑模现浇施工等。
预应力钢束由钢绞线制成，可分段绑扎，也可连续绑扎。一般采用大吨位群锚。为了减轻箱梁自重，可以采用体外预应力钢束。
由于连续箱梁在结构、施工和使用上的优势，近年来修建了更多的预应力混凝土连续箱梁桥。其发展趋势是:减轻结构自重，采用40 ~ 60号高标号混凝土；随着建筑材料和预应力技术的发展，其跨度越来越大，葡萄牙已建成250米连续箱梁桥。超过这个跨度不太经济。大跨度连续箱梁应采用大吨位支撑，如南京二桥北汊桥165m变截面连续箱梁，盆式橡胶支座吨位为65O0kN。这种大吨位轴承性能如何？未来如何替代等一系列问题需要研究。在我国，100米以上的公路桥梁多采用预应力混凝土连续刚构桥。
中等跨度预应力连续箱梁，如40 ~ 80 m跨度，一般用于特大桥引桥、高速公路和城市道路的立交桥、通航网空要求不高的跨江桥梁。
(C) T型结构桥梁
这种结构体系有致命的弱点。20世纪60年代至80年代初，我国公路桥梁中修建了数座T型刚构桥，如重庆长江大桥、上海长江大桥等。80年过去了，这些桥基本都没建好，这里就不赘述了。
(四)连续刚构桥
连续刚构桥也是预应力混凝土连续梁桥的一种，一般采用变截面箱梁。我国公路系统从80年代中期开始设计建设连续刚构桥，至今仍方兴未艾。
连续刚构可以多跨连接，也可以边跨松动，采用支座形成刚构-连续梁体系。无缝直列，改善驾驶条件；梁、墩固结不承重；合理选择梁和墩的刚度，可以减小梁中部的弯矩，从而降低梁的建筑高度。因此，连续刚构保持了T形刚构和连续梁的优点。
连续刚构桥适合大跨度、高墩。高墩采用柔性薄壁，就像摆柱一样，减少了对主梁的嵌固作用，梁的应力接近连续梁。柔性墩需要考虑主梁纵向变形和转动的影响以及墩身偏心柱的稳定性；如果墩壁较厚，则为刚性墩连续梁，像框架一样，墩承受较大弯矩。
由于连续刚构的受力和使用特点，在大跨度预应力混凝土桥梁设计中应优先考虑这种桥型。当然，当桥墩较短时，这种桥型受到限制。
近年来，我国高速公路上修建了多座预应力混凝土连续刚构桥，如广东洛溪大桥，主跨180m；湖北黄石长江大桥，主孔3×245m；；广东虎门大桥辅航道桥，主孔270米，是目前世界同类桥梁中的中等跨度。
我国预应力混凝土连续刚构桥几乎全部采用悬臂浇筑法施工。一般采用50 ~ 60 #高标号混凝土，大吨位预应力钢束。
现在有人准备设计跨度300m左右的预应力混凝土连续刚构。在我看来，如果能采用轻质高强混凝土材料，其跨度有望达到300m左右。随着连续刚构跨度的增大，自重增大，恒载所占比例已经达到90%以上，单方面增大跨度已经没有实际意义。这时候就要考虑斜拉桥或者其他桥型了。
三。钢筋混凝土竖拱桥
拱桥在中国有着悠久的历史。它是我国的传统工程，也是大跨度桥梁的形式之一。
我国公路上修建的拱桥数量最多。由于石拱桥自重较大，材料加工费时费力，大跨度石拱桥建设较少。山区中小桥涵因地制宜，宜采用石拱桥(涵)。大跨度拱桥多采用钢筋混凝土箱型拱、刚性骨架拱和钢管混凝土拱。
钢筋混凝土拱桥的跨度一直落后于国外，主要是受施工方法的限制。我国桥梁工作者一直在探索安全、经济、适用的方法。根据近几年的实践，常见的拱桥施工方法有:(1)现浇主支架；(2)预制梁段缆索吊装；(3)预制块悬臂安装；(4)半拱转体法；(5)刚性或半刚性骨架法。
钢筋混凝土拱桥自重较大，跨越能力不如钢拱桥。但由于造价低、维护工作量小、抗风性能好，仍被广泛使用，尤其是在我国西南山区。
钢筋混凝土拱桥的形式有很多种，除了山区还适用于平原地区，比如下承式系杆拱桥。结合环境、地形和雄伟美丽的拱桥造型，我们可以创造一个人与自然和谐相处的景观。比如跨越乌江的贵州省江界河大桥，就位于深山峡谷之中。拱桥跨度330m，桥面距谷底263m，桥面挺立，让人赞叹桥梁设计者和建设者的匠心和伟大。还有新建的万县长江大桥，刚架箱形拱，跨度420m，世界第一。广西永宁县邕江大桥，跨度312米，钢管混凝土拱，都是值得称道的拱桥。
我国钢筋混凝土拱桥发展趋势:拱圈轻型化，拱圈长条形，施工方式多样化。
值得提醒的是，大跨度拱桥在施工阶段和使用阶段的横向稳定性。据统计，国内外拱桥的坍塌事故大多发生在施工阶段。