第一篇：大跨度橋梁結構選型調研報告

大跨度橋梁結構選型調研報告

摘 要: 大跨度橋梁形式多樣,有斜拉橋、懸索橋、拱橋、懸臂桁架橋及其他的一些新型的橋式,如全索橋、索托橋、斜拉—懸吊混合體系橋、索桁橋等等。其中,懸索橋和斜拉橋是大跨徑橋梁發展的主流。本文針對大跨度橋梁結構選型和設計這一問題做了綜合性的總結和歸納。

關鍵詞: 大跨度橋梁;斜拉橋;懸索橋;橋梁造型設計;1 引 言 世紀90 年代以來, 隨著世界經濟和科學技術的高速發展, 大跨度橋梁的建設出現了前所未有的高潮。目前, 懸索橋的最大跨徑已經達到1 991m , 斜拉橋的最大跨徑達到890 m。隨著橋梁跨徑的逐步增大, 橋梁結構的柔性化趨勢日趨明顯, 橋梁結構的安全性、行車舒適性、架設方便性等一系列問題開始變得愈來愈突出。如何更好地解決伴隨著橋梁跨徑長大化而出現的這些問題, 成為21世紀世界橋梁工作者共同面對的挑戰。本文簡要回顧了大跨度橋梁的發展歷史, 對現有大跨度橋梁建設的成就與問題進行了系統的分析, 在此基礎上, 提出了有關大跨度橋梁設計的一些新構想, 希望對未來橋梁設計的發展有所幫助。2 現代斜拉橋的發展與演變 2.1 早期的斜拉橋

斜拉橋由索塔、拉索、主梁三部分組成。從歷史上看, 影響斜拉橋發展的技術因素主要有三個第一, 力學分析手段的進步。第二, 材料性能的改進。第三, 施工技術的發展。從力學分析的角度講, 斜拉橋屬于多次超靜定體系, 在沒有電子計算機幫助的條件下, 手工進行力學分析相當復雜。現存的早期斜拉橋中, 較有代表性的是1867 年建造的新加坡Cavenagh 橋和1874 年建造的倫敦Albert橋。二十世紀五、六十年代, 斜拉橋獲得了較快的發展。1955 年, 瑞典建成了主跨183m 的Stromsund橋;1959 年, 聯邦德國建成了主跨302 m 的Severin橋。早期建造的斜拉橋有兩個比較顯著的特點: 一是單柱式索塔比較多;二是斜拉索很少2.2 密束斜拉體系的出現

隨著有限元技術的發展和計算機技術的普及, 高次超靜定結構的力學分析開始變得簡單易行。1967 年, 聯邦德國建成了主跨280m 的Friedrich2E2bert 橋, 從此拉開了密束體系斜拉橋建設的序幕。通過將導入拉索的預應力分布式地傳遞給主梁, 可顯著減小梁中的彎矩, 并且易于采用懸臂法進行施工。因此, 密束體系斜拉橋的出現加速了斜拉橋跨度, 特別是預應力混凝土斜拉橋跨度的迅速增長。1986 年, 加拿大建成了主跨465 m 的An2nacis 橋;1991 年, 挪威建成了主跨530 m 的Skaron2sundet 橋。

二十世紀九十年代, 世界斜拉橋的建設進入了一個鼎盛時期。1993 年, 中國建成了跨度位居當時世界第一的主跨602 m 的上海楊浦大橋;1995 年,法國建成了主跨856 m 的Normandy 大橋;1999 年, 日本建成了跨度位居世界第一的主跨890m 的多多羅大橋。九十年代的大跨度斜拉橋建設有兩個特點: 一是大部分出現在中國;二是倒Y 型和分離式倒Y型(有文獻稱之為鉆石型)索塔被廣泛采用。倒Y型和分離式倒Y型索塔的廣泛使用, 既有技術方面的原因, 也有審美習慣和技術傳統的影響, 下文將對此做具體的分析。2.3 斜拉橋索塔的造型與選擇

索塔的形態可以多種多樣, 需要指出的是, 索塔的形態通常和斜拉索的配置密切相關。如果采用單索面, 則通常會選用單柱塔或倒Y型塔。單柱塔可能存在的問題主要有兩點: 一是從人體工程學的角度看, 如果橋面不是太寬的話, 單柱塔相對寬大的塔柱會對汽車駕駛員的運動視線產生一些阻斷,給人某種程度的壓迫感。二是從建筑美學的角度看, 由于單柱塔上塔柱和下橋墩的剖面尺寸有時相差懸殊, 給人以整體不協調的感覺.單索面的使用通常有兩個前提條件: 一是主梁(橋身)要有固定拉索的中央分割帶;二是主梁本身要有比較大的抗扭剛度。雖然采用單索面的日本鶴見翼大橋, 其主梁跨度達到了510 m , 但對于大多數橋梁設計師來說, 在設計大跨度斜拉橋時, 處于技術和心理感受兩方面的考慮, 他們通常更傾向于選擇雙索面布置。和單索面橋構造上最接近的是雙側單索面橋, 即在橋面的兩側各布置一根互不相連的塔柱, 每根塔柱獨立張拉出一面索。象荷蘭的Waal 大橋這樣采用雙根單柱橋塔的斜拉橋實際上并不多見, 原因有技術方面的, 也有心理感受方面的。從技術的角度看, 由于垂直索面的結構剛度相對比較弱, 風載作用下存在發生振動發散的可能。從心理學的角度看, 設計師通常更傾向于結構在橫橋向存在某種形式上的連接。一方面是出于結構受力方面的考慮, 另一方面是出于尋找視覺上的支撐, 兩種因素匯合起來的結果, 使設計師們更傾向于用橫梁將兩根獨立的單柱聯接在一起, 以形成垂直于橋面縱軸的框架型橋塔支撐體系。當橫梁在塔頂將兩根獨立的單柱聯接在一起時, 便形成了門型橋塔。而當橫梁在塔的中部將兩根獨立的單柱聯接在一起時, 便形成了H 型橋塔。將門型橋塔的塔柱向內側傾斜至極限,可形成倒V 型橋塔;將H 型橋塔的塔柱向內側傾斜至極限, 則形成了倒A 橋塔。究竟是什么原因促使設計師紛紛將塔柱向內傾斜? 塔柱向內傾斜的直接好處是什么? 不利之處在哪里? 有什么辦法能夠平衡兼顧, 揚長避短。加斜拉索的最初目的是給主梁提供一個豎向支撐, 從而減小主梁由于重力荷載而產生的豎向彎矩和變形, 使主梁在跨度增加的同時, 并不顯著增加梁的內力和變形。僅從抵抗重力荷載的角度考慮, 索平面應盡可能地和主梁平面垂直, 以保證斜拉索在沿橋向(縱向)鉛垂面上的投影, 和水平面的夾角最大。因此, 單柱塔、雙根單柱塔、門型塔和H 型塔是該條件下比較合適的塔型選擇。但實際面對的問題是, 主梁除了要承受豎向重力荷載外, 還必須承受橫向風荷載等其它方向的荷載, 并且橫向風荷載的影響程度隨主梁跨度的增加迅速增長。從力學分析的角度看, 要有效地抵抗橫向風荷載, 索平面應和主梁平面保持比較適當(注意, 不是最大)的夾角, 以保證索力在橫橋方向上的投影, 有比較合適的大小。因此, 此時的最優塔型,應當是適度扁平的倒V 型或倒A 型橋塔。隨著橋面寬度的增大, 相對扁平的倒V 型和倒A 型橋塔, 會使橋墩基礎的占用空間增大。比較簡單的解決辦法有兩種: 一是在增大塔柱陡度的同時增大索力;二是將柱塔在主梁以下向內收縮間距, 形成所謂的鉆石型塔身。顯然, 抵抗豎向重力荷載和抵抗橫向風荷載對最優塔型的要求存在一些矛盾。另外, 大跨度斜拉橋還需要考慮抗扭曲的問題。綜合幾個方面的因素, 人們發明了一種最簡單和最直接的解決辦法, 即在倒V 型(包括鉆石型)橋塔的頂部向上增加一根垂直立柱, 并將斜拉索錨固在新增加的垂直立柱上。倒V 型橋塔加垂直立柱形成的新塔型, 就是目前在大跨度斜拉橋建設中廣

泛采用的倒Y型橋塔

當橋梁跨度比較大的時候(500 m～600 m 以上), 倒Y型橋塔中的垂直立柱會變得比較粗, 結果使橋塔沿橋向和橫橋向的風阻大大增加。降低橋塔風阻的最簡單、也是最實用的辦法之一, 是將倒Y型橋塔中的垂直立柱橫橋向壓扁、沿橋向鏤空,也就是將立柱變成橫橋向的比較細長的H 型或日型框架, 由此形成的橋梁塔型, 本文稱之為分離式倒Y型橋塔。事實上, 倒A 型橋塔也可以歸類為分離式倒Y型橋塔。

當橋梁跨度低于500 m 時, 同樣可以采用分離式倒Y型橋塔。分離式倒Y型橋塔近年來得到廣泛采用的原因主要有以下幾點: 一是橋塔本身的造型比較美觀;二是對橋面寬度變化的適應能力比較強;三是垂直立柱分離使正橋向原先存在的索面空間閉合狀態被打破, 由此形成的開放式視覺空間,可以有效降低傾斜索面對行車人視覺可能產生的壓迫感。

從拓撲關系看, 分離式倒Y型橋塔可根據變形路徑的不同, 退化演變為倒Y型、H 型和門型橋塔中的任何一種。換句話說, 從分離式倒Y型塔型出發進行結構拓撲優化, 可以發現目前已知常用塔型中的最優塔型。

斜拉橋的跨度最大能夠達到多少是人們非常關心的一個話題。在正面回答這個問題之前, 我們先分析一下影響斜拉橋跨度急速增大的因素主要有哪些。顯然, 有技術方面的因素, 也有經濟和美學方面的因素。事實上, 正是多因素的復合限制了斜拉橋跨度的急速增大。從力學的角度看, 斜拉橋跨度急速增大帶來的主要問題是: 第一, 由于斜拉索索力的水平分量需由主梁中的內力來平衡, 隨著斜拉橋跨度的增加, 塔處主梁根部的壓應力急劇增大,因此, 主梁的抗壓穩定性將成為制約斜拉橋跨度急速增大的一個主要因素。第二, 長柔的拉索比較容易發生獨立索振動, 加穩定索和抗風阻尼器雖在一定程度上可以緩解這一問題, 但因此付出的經濟代價是否值得則有待商榷。從經濟學和美學的角度看, 限制斜拉橋跨度急速增大的主要因素是: 第一, 斜拉索的最小傾斜角有一個合理的下限, 這個下限值大致在20 度左右。第二, 斜拉橋索塔的高度有一個合理的上限, 這個上限值大致在300 m～350 m左右。綜合這兩個因素, 我們估計斜拉橋最大可以接受的跨度應當在1 250 m～1 500 m 左右。3 現代懸索橋的發展與演變 3.1大跨度懸索橋的出現與流行

懸索橋通常由主塔、主纜、吊索、加勁梁、錨碇五部分組成。懸索橋自古就有, 但近代意義上的大跨度懸索橋則出現在十九世紀中葉。1855 年, J1A1 Roebling 建成了世界首座跨度為250 m 的鐵路懸索橋。1883 年, 美國布魯克林橋的跨度達到了486m。1931 年, 喬治·華盛頓大橋的跨度首次超過1000 m。1937 年, 跨度1 280 m 的金門大橋在美國建成。1981 年, 英國建造了跨度1 410 m 的亨伯橋。1998 年, 日本明石海峽大橋的跨度接近2 千米, 達到1 991 m。

懸索橋跨度的不斷增大一方面來源于材料科技和建造技術的進步, 但最主要的原因恐怕直接來源于設計思想的根本性轉變。

在近代懸索橋的發展歷史上, 曾經出現過3 次比較大的設計思想變革。第一次變革出現在二十世紀初。1888 年, Me2len 提出了考慮載荷引起的變形對結構內力計算影響的撓度理論, 奠定了近代懸索橋設計的理論基礎。撓度理論發現, 懸索橋的整體剛度主要由主纜的重力剛度構成, 加勁梁自身的剛度對結構整體剛度的貢獻不大。因此, 隨著橋梁跨度的增加, 加勁梁的高度可基本維持不變。1909 年, 采用撓度理論設計的曼哈頓橋在美國建成。

第二次變革出現在二十世紀四十年代。1940年, 美國建成了塔科瑪橋。4 個月之后, 在19m·s-1的風速下, 發生劇烈彎扭振動而坍塌。塔科瑪橋坍塌的事故導致了兩個積極的結果: 第一, 人們開始重新審視撓度理論, 發現加勁梁保持必要的剛度, 特別是抗扭剛度十分必要。第二, 橋梁的抗風設計, 或者說橋梁的抗風穩定性問題開始引起人們的高度重視。試驗發現, 風引起的扭轉或彎扭耦合模態的發散性振動是導致塔科瑪橋坍塌的主要原因。為加強結構的抗扭剛度, 加勁梁的高度開始出現大幅反彈, 普遍達到7 m～12 m。桁架式加勁梁幾乎成了大跨橋加勁梁的固定做法。

第三次變革出現在二十世紀六十年代。塔科瑪舊橋坍塌事件對橋梁設計思想的影響, 在北美和在歐洲是完全不同的。美國人的做法是采用桁架式加勁梁解決減小風阻的問題, 并將加勁梁的高度大幅增加以提高斷面的抗扭剛度。英國人則認為, 改善橋梁氣動穩定性的合理方式, 應當是采用合理的加勁梁剖面形式, 主要通過降低風阻和控制氣流分離的辦法減小扭矩, 通過將橫剖面閉合的辦法增加箱梁的抗扭剛度。1966 年, 英國人的設計思想在塞文橋中得以實現。當時, 塞文橋988 m的跨度雖然并不起眼, 但它首次采用的流線型扁平鋼箱梁設計卻使整個橋梁界產生了強烈的震撼。塔科瑪舊橋垮橋事件后, 對于大跨懸索橋, 桁架式加勁梁曾被認為是最有效的加勁梁形式, 這一看法由于塞文橋的出現而開始受到人們的質疑。塞文橋的設計思想, 在土耳其的博斯普魯斯I 橋上得以再次展現。1981 年, 英國人建造了跨度1 410 m的亨伯橋。亨伯橋不僅從美國的維拉扎諾海峽橋(, 跨度1 298 m , 建于1964 年)那里奪走了跨徑世界第一的寶座, 而且在造型上的特征異常鮮明: 一是橋塔很矮, 只有155 m。二是邊跨比很小, 且左右不對稱(分別為0120 和0138)。

塞文橋的著名并不在于它的跨度是否曾經達到過世界第一, 而在于它首創了一個全新的設計理念。唯其如此, 著名德國橋梁設計師F1 Leonhardt認為, 塞文橋的出現標志著現代懸索橋設計風格的開始[4 ]。3.2索橋主塔的造型與選擇

現代懸索橋的主塔形式主要有三種: 第一種是使用水平桿件將兩根塔柱相連的剛架式;第二種是使用水平橫桿和交叉斜桿將兩根塔柱相連的桁架式;第三種是路面以上為剛架, 加勁梁下用交叉斜桿連接的混合式。在懸索橋(同樣適用于斜拉橋)橋塔的設計中, 有幾點是需要仔細處理的: 第一, 要合理安排下、中、上三個塔段的高度分割比例。依據美學原則, 類似甘蔗的節, 按由短到長順序設置的塔段高度給人以穩重、流暢的感覺。如果做到下短上長有困難, 則應逐步減小上層塔柱的截面尺寸。第二, 如果橋面以上塔柱的高度低于橋面以下塔柱高度的2 倍,則橋面以上的塔柱間應使用單橫梁。強度不夠時可將頂部橫梁的高度加大, 橫梁下緣做成拱型曲面。第三, 橋上、橋下的塔段設計風格應當盡可能地和諧。適度的變化是允許的,只要構造上蘊涵的內在節奏和韻律不遭到破壞。第四, 需要仔細安排塔柱剖面尺寸、橫梁剖面尺寸和塔高間的相對比例關系, 不要使塔柱和橫梁顯得過于笨重, 給人以不舒服的沉重感。

塔型設計是一門綜合性的藝術, 是結構工程學和建筑美學的有機結合。塔型設計同時又是一門個性化的藝術, 她的身上不可避免地鐫刻著建筑傳統和設計師個人風格的烙印。前者要求塔型構造除了本身各部分之間應相互協調之外, 還必須和加勁梁的設計風格相協調。而兩者的綜合則可以解釋一些令人費解的現象。

伊藤學發現了一個有趣的現象: 日本的大跨懸索橋比較多地采用了桁架式的塔型設計, 而歐美的同類橋梁則比較多地采用了剛架式的塔型設計。比較典型的有桁架式的日本明石海峽大橋和剛架式的美國金門大橋等。伊藤學認為,造成這一現象的主要原因是, 日本的地震和強風等橫向荷載比較大, 采用桁架式的塔型設計比較經濟。我們認為, 日本明石海峽大橋和美國金門大橋設計風格上的差異更多地源于設計傳統和設計師的個人風格, 而不是源于地理上的差異。日本人的確喜歡使用交叉桁架式的塔型, 如日本的關門橋、南、北備贊瀨戶大橋、因島大橋等, 但未必源于地理環境上的差異。第一, 金門大橋的橋位位于著名的加利福尼亞強地震帶上, 并且和明石海峽大橋一樣, 曾經遭受過強地震的洗禮。第二, 歐洲和美國也都有一些桁架式塔型的大跨度懸索橋, 如葡萄牙里斯本的塔古斯河橋、美國的奧克蘭海灣橋、英國蘇格蘭福斯灣公路大橋(圖15)等。第三, 日本人采用剛架式塔型的大跨度懸索橋也不少, 如日本的來島大橋、大島大橋、東京港彩虹橋、下津井瀨戶大橋等。還有一個有趣的現象: 美國人設計的橋塔比較剛勁, 而英國人設計的橋塔則比較纖柔。我們對這一現象的解釋是: 美國人設計的這些橋梁采用了高度7m～12 m 的高大的桁架式加勁梁, 無論從美學還是從力學的角度看, 橋塔都應該設計得比較剛勁。而英國人設計的這些橋梁采用了高度為310 m～415 m的扁平的鋼箱梁, 無論從美學還是從力學的角度看, 橋塔都應該設計得比較纖柔。事實上, 由英國人設計的香港青馬大橋, 由于加勁梁的高度為717m , 其橋塔同樣設計得剛勁有力(圖17)。因此,對橋梁設計而言, 體現設計師的個人風格和魅力固然重要, 但橋型設計和橋梁的內在功能及與周邊環境的關系保持協調則更為重要。我們的看法是, 如果采用扁平的鋼箱梁為加勁梁, 則橋塔造型以采用剛架式為宜.4 結語

人類已開始向跨海工程挑戰。世界上寬度在100km以內的海峽有20多處。獨立于大陸之外，具有開發價值的近海島嶼無數。它們將是21世紀人類用橋梁去征服的目標。

21世紀橋梁將實現大跨、輕質、靈敏的國際橋梁發展新目標，意大利與西西里島之間墨的西拿海峽大橋，主跨3300米懸索橋，其使用壽命200年。高強度鋁合金、玻璃鋼、碳纖維等太空材料將取代當代的橋梁鋼、混凝土，成為橋梁建筑的主體材料，從而實現輕質目標；不同類型輕質材料組合拼裝的各類新型斜拉橋、懸索橋、輕質拱橋將一跨而過大川巨流或小海灣，實現1500米以上大跨目標；橋梁上裝配的計算機系統、傳感器系統將可以感知風力、氣溫等天氣狀況，同時可以隨時得到并反映出大橋的承載情況、交通狀況。綜觀大跨徑橋梁的發展趨勢，可以看到世界橋梁建設必將迎來更大規模的建設高潮。

參考文獻

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第二篇：大跨度橋梁的發展趨勢調研報告..

大跨度橋梁的發展趨勢調研報告

前言：

根據《公路橋梁設計規范》規定：單跨跨徑大于40m即為大橋，一般認為單跨跨徑大于100m的橋梁即為大跨度橋梁。隨著世界經濟的快速發展，大跨徑橋梁的建設在20世紀末進入了一個高潮時期。眾所周知，大跨徑橋梁建設反映了一個國家的綜合實力和科學技術的發展水平。近百年來。特別是本世紀30年代以來，世界上大跨徑橋梁建設發展十分迅速。不同橋型大跨徑橋梁的發展，日益被各國橋梁界人士所關注。我國進入90年代以來，出現了建造大跨徑橋梁的高潮。進入21世紀的中國必將迎來更大規模的大跨徑橋梁建設時期。隨著我國城市建設和高等級公路、道路建設的發展，修建大跨徑城市橋梁也將成為必然的趨勢。城市大跨徑橋梁，除考慮運輸、航運、地理、地質、水文、環境等因素外，還有區別于跨越一般江河大跨徑橋梁的特殊因素。因此應研究城市大跨徑橋梁的特點和發展趨勢，積極探索我國城市大跨徑橋梁發展的有效途徑，以推動橋梁建設事業的更大發展。

關鍵詞：大跨度橋梁 結構形式 跨度 歷史 現狀 發展

1.大跨度橋梁類型

大跨度橋梁在現今世界發展十分迅速。橋梁的發展史就是橋梁跨度不斷增長的歷史，也是橋型不斷豐富的歷史。大跨度橋梁可分為：斜拉橋、懸索橋、連續鋼構、連續梁橋和拱橋。

1.1板式橋

板式橋（如圖1.1）是公路橋梁中量大、面廣的常用橋型，它構造簡單、受力明確，可以采用鋼筋混凝土和預應力混凝土結構；可做成實心和空心，就地現澆為適應各種形狀的彎、坡、斜橋，因此，一般公路、高等級公路和城市道路橋梁中，廣泛采用。尤其是建筑高度受到限制和平原區高速公路上的中、小跨徑橋梁，特別受到歡迎，從而可以減低路堤填土高度，少占耕地和節省土方工程量。

實心板一般用于跨徑13m以下的板橋。因為板高較矮，挖空量很小，空心折模不便，可做成鋼筋混凝土實心板，立模現澆或預制拼裝均可。空心板用于等于或大于13m跨徑，一般采用先張或后張預應力混凝土結構。先張法用鋼絞線和冷拔鋼絲；后張法可用單根鋼絞線、多根鋼絞線群錨或扁錨，立模現澆或預制拼裝。成孔采用膠囊、折裝式模板或一次性成孔材料如預制薄壁混凝土管或其他材料。

鋼筋混凝土和預應力混凝土板橋，其發展趨勢為：采用高標號混凝土，為了保證使用性能盡可能采用預應力混凝土結構；預應力方式和錨具多樣化；預應力鋼材一般采用鋼絞線。板橋跨徑可做到25m，目前有建成35～40m跨徑的橋梁。在我看來跨徑太大，用材料不省，板高矮、剛度小，預應力度偏大，上拱高，預應力度偏小，可能出現下撓；若采用預制安裝，橫向連接不強，使用時容易出現橋面縱向開裂等問題。由于吊裝能力增大，預制空心板幅寬有加大趨勢，1.5m左右板寬是合適的。

圖1.1 板式橋 1.2梁式橋

1.2.1簡支T型梁橋

80年代以來，我國公路上修建了幾座具有代表性的預應力混凝上簡支T型梁橋（如圖1.2.1），如河南的鄭州、開封黃河公路橋，浙江省的飛云江大橋等，其跨徑達到62m，吊裝重220t。

T形梁采用鋼筋混凝土結構的已經很少了，從16m到5Om跨徑，都是采用預制拼裝后張法預應力混凝土T形梁。預應力體系采用鋼絞線群錨，在工地預制，吊裝架設。其發展趨勢為：采用高強、低松弛鋼絞線群錨：混凝土標號40～60號；T形梁的翼緣板加寬，25m是合適的；吊裝重量增加；為了減少接縫，改善行車，采用工型梁，現澆梁端橫梁濕接頭和橋面，在橋面現澆混凝土中布置負彎矩鋼束，形成比橋面連續更進一步的“準連續“結構。預應力混凝土T形梁有結構簡單，受力明確、節省材料、架設安裝方便，跨越能力較大等優點。其最大跨徑以不超過50m為宜，再加大跨徑不論從受力、構造、經濟上都不合理了。大于50m跨徑以選擇箱形截面為宜。

圖1.2.1 簡支T型梁橋

1.2.2連續箱形梁橋

箱形截面（如圖1.2.2）能適應各種使用條件，特別適合于預應力混凝土連續梁橋、變寬度橋。因為嵌固在箱梁上的懸臂板，其長度可以較大幅度變化，并且腹板間距也能放大；箱梁有較大的抗扭剛度，因此，箱梁能在獨柱支墩上建成彎斜橋；箱梁容許有最大細長度；應力值σg+p較低，重心軸不偏一邊，同T形梁相比徐變變形較小。

箱梁截面有單箱單室、單箱雙室（或多室），早期為矩形箱，逐漸發展成斜腰板的梯形箱。箱梁橋可以是變高度，也可以是等高度。從美觀上看，有較大主孔和邊孔的三跨箱梁橋，用變高度箱梁是較美觀的；多跨橋（三跨以上）用等高箱梁具有較好的外觀效果。

由于連續箱梁在構造、施工和使用上的優點，近年來建成預應力混凝土連續箱梁橋較多。其發展趨勢為：減輕結構自重，采用高標號混凝土40～60號；隨著建筑材料和預應力技術發展，其跨徑增大，葡萄牙已建成250m的連續箱梁橋，超過這一跨徑，也不是太經濟的。

圖1.2.2 箱形截面

1.2.3連續剛構橋

連續剛構可以多跨相連，也可以將邊跨松開，采用支座，形成剛構一連續梁體系（如圖1.2.3）。一聯內無縫，改善了行車條件；梁、墩固結，不設支座；合理選擇梁與墩的剛度，可以減小梁跨中彎矩，從而可以減小梁的建筑高度。所以，連續剛構保持了T形剛構和連續梁的優點。連續剛構橋適合于大跨徑、高墩。高墩采用柔性薄壁，如同擺柱，對主梁嵌固作用減小，梁的受力接近于連續梁。柔性墩需要考慮主梁縱向變形和轉動的影響以及墩身偏壓柱的穩定性；墩壁較厚，則作為剛性墩連續梁，如同框架，橋墩要承受較大彎矩。由于連續剛構受力和使用上的特點，在設計大跨徑預應力混凝土橋時，優先考慮這種橋形。當然，橋墩較矮時，這種橋型受到限制。

圖1.2.3 連續剛構橋

1.3鋼筋混凝土拱橋

拱橋（如圖1.3）在我國有悠久歷史，屬我國傳統項目，也是大跨徑橋梁形式之一。石拱橋由于自重大，在料加工費時費工，大跨石拱橋修建少了。山區道路上的中、小橋涵，因地制宜，采用石拱橋（涵）還是合適的。大跨徑拱橋多采用鋼筋混凝土箱拱、勁性骨架拱和鋼管混凝土拱。

鋼筋混凝土拱橋的跨徑，一直落后于國外，主要原因是受施工方法的限制。我國橋梁工作者都一直在探索，尋求安全、經濟、適用的方法。根據近年的實踐，常用的拱橋施工方法有：（1）主支架現澆；（2）預制梁段纜索吊裝；（3）預制塊件懸臂安裝；（4）半拱轉體法；（5）剛性或半剛性骨架法。

鋼筋混凝土拱橋自重較大，跨越能力比不上鋼拱橋，但是，因為鋼筋混凝土拱橋造價低，養護工作量小，抗風性能好等優點，仍被廣泛采用，特別是崇山峻嶺的我國西南地區。

圖1.3 鋼筋混凝土拱橋

1.4 斜拉橋

斜拉橋（如圖1.4)是我國大跨徑橋梁最流行的橋型之一。我國斜拉橋的主梁形式：混凝土以箱式、板式、邊箱中板式；鋼梁以正交異性極鋼箱為主，也有邊箱中板式。現在已建成的斜拉橋有獨塔、雙塔和三塔式。以鋼筋混凝土塔為主。塔型有H形、倒Y形、A形、鉆石形等。

斜拉橋的鋼索一般采用自錨體系。近年來，開始出現自錨和部分地錨相結合的斜拉橋，如西班牙的魯納（Luna）橋，主橋440m；我國湖北鄖縣橋，主跨414m。地錨體系把懸索橋的地錨特點融于斜拉橋中，可以使斜拉橋的跨徑布置更能結合地形條件，靈活多樣，節省費用。斜拉橋的施工方法：混凝土斜拉橋主要采用懸臂澆筑和預制拼裝；鋼箱和混合梁斜位橋的鋼箱采用正交異性板，工廠焊接成段，現場吊裝架設。鋼箱與鋼箱的連接，一是螺栓，二是全焊，三是栓焊結合。斜拉橋發展趨勢：跨徑會超過10O0m；結構類型多樣化、輕型化；加強斜拉索防腐保護的研究；注意索力調整、施工觀測與控制及斜拉橋動力問題的研究。

圖1.4 斜拉橋 1.5 懸索橋

懸索橋（如圖1.5）是特大跨徑橋梁的主要形式之一，可以說是跨千米以上橋梁的唯一橋型（從目前已建成橋梁來看說是唯一橋型）。但從發展趨勢上看，斜拉橋具有明顯優勢。但根據地形、地質條件，若能采用隧道式錨碇，懸索橋在千米以內，也可以同斜拉橋競爭。根據理論分析，就目前的建材水平，懸索橋的最大跨徑可達到3500m左右。已建成的日本明石海峽大橋，主跨已達1990m。正在計劃中的意大利墨西拿海峽大橋，設計方案之一是懸索橋，其主跨3500m。當然還有規劃中更大跨徑的懸索橋。

圖1.5 懸索橋

2.大跨度橋梁歷史現狀及發展趨勢

2.1 梁橋歷史起源

世界上的第一座橋究竟出自何處、誰人之手，已無法考證。因為自從有了道路之后，當人們遇到河流、溝壑阻礙時，就會想到要采用某種方式跨越障礙。最初的橋可能只是架在小河溝兩岸或河中礁石上的一根樹干、一塊石板。后來在此基礎上出現了最早的木橋和石橋。石拱橋──我國河北省趙縣城南5里有一座拱形大石橋，這就是舉世聞名的趙州橋，它也是世界上現存最古老的石拱橋之一。這座橋是隋朝工匠李春、李通等建造的，距今已近1400年。它造型美觀，結構別致。像這樣的橋，歐洲19世紀中葉才發現，比我國晚1200余年。

鐵橋──1779年，英國的亞伯拉罕─達比在英格蘭中部科布魯克代爾建造了世界上第一座鐵橋。這座橫跨塞汶河的鐵橋，使用5列鑄鐵肋構成30米長的單跨半圓拱。橋的鑄件有不少精巧的構想。

懸索橋──原始懸索橋柔軟易彎，不利于車輛行走。現代懸索以鋼纜懸掛加肋的橋板，已解決了這個問題。西文第一座水平橋面的懸索橋設計，見于1595年奧地利主教瓦蘭佐奧的著作中。該設計把鐵桿連在一起構成懸索。1801年芬利首先在美國賓夕法尼亞州的雅各溪上建造了懸索橋，橋長21米。

1803年，法國率先建造鋼絲纜索橋。塞昆建造了幾座跨度長達90多米的橋。維克發明了在橋上用一根根鋼絲構成纜索。而不必把沉重的鋼絲纜索吊到橋塔項上。

鋼筋混凝土橋──世界上第一座鋼筋混凝土橋是1899年建于蘇格蘭連芬南的混凝土高架橋，每拱跨度為15米。21個橋拱頂上各有一鉸鏈，使墩基可以移動。工程師梅拉特最早懂得三鉸鏈作用，他于1901年在瑞士建成首座三鉸拱橋，是細長的鋼筋混凝土橋。預應力混凝土橋──第二次世界大戰后，制出高強度鋼材，佛萊辛奈將其應用于橋梁設計中。他于1948年至1950年間在法國馬恩河上先后建造了5座預應力混凝土橋，分別位于愛斯勃利、安奈、特里巴度士、查吉斯和尤西。各橋采用平拱，遠較過去的橋拱平坦得多。公元35年東漢光武帝時，在今宜昌和宜都之間，出現了架設在長江上的第一座浮橋。建于1706年的滬定鐵索橋跨長約100米，寬約2．8米，由13條錨固于兩岸的鐵鏈組成,1935年中國工農紅軍長征途中經渡此橋，由此更加聞名。

灌縣的安瀾竹索橋建于1803年，是世界上最著名的竹索橋，全長34O余米，分8孔，最大跨徑約61m，全橋由細竹蔑編粗五寸的24根竹索組成，其中橋面索和扶擋索各半。

在秦漢時期，我國已廣泛修建石粱橋。世界上現在是保存著的最長、工程最艱巨的石粱橋，就是我國于1053一1059年在福建泉州建造的萬安橋，也稱洛陽橋，此橋長達800米，共47孔，位于“波濤洶涌，水深不可址”的海口江面上。此橋以磐石鋪遍橋位底，是近代筏形基礎的開端，并且獨具匠心地用養殖海生牡蠣的方法膠固橋基使成整體，此也是世界上絕無僅有的造橋方法，近千年前就能在這種艱難復雜的水文條件下建成如此的長橋，實是中華橋梁史上一次勇敢的突破。

1240年建造的福建潭州虎渡橋，也是最令人驚奇的一座粱式大橋，此橋總長約335m，某些石粱長達23．7m，沿寬度用三根石粱組成，每根寬1．7m，高1．9m，重達200多噸，該橋一直保存至今”歷史記載，這些巨大石梁橋是利用潮水漲落浮運建設的，足見我國古代加工和安裝橋梁的技術何等高超。

2.2 大跨橋梁的現狀

在世界經濟全球化的推動下，溝通洲際之間，國家之間和本土與島之間以及跨海灣工程顯得越來越迫切在20世紀橋梁工程取得了大發展的基礎上，人們更能暢想21世紀的宏偉藍圖。就中國來說，國道主干線同江至三亞就有5個跨海工程、杭州灣跨海工程、珠江口伶仃洋跨海工程，以及瓊州海峽工程。其中難度最大的有渤海灣跨海工程，海峽寬57公里，建成后將成為世界上最長的橋梁；瓊州海峽跨海工程，海峽寬20公里，水深40米，海床以下130米深未見基巖，常年受到臺風、海浪頻繁襲擊。此外，還有舟山大陸連島工程、青島至黃島、以及長江、珠江、黃河等眾多的橋梁工程。在世界上，正在建設的著名大橋有土耳其伊茲米特海灣大橋（懸索橋，主跨1668米）、希臘里海安蒂雷翁橋（多跨斜拉橋，主跨286+3×560+286米）；已獲批準修建的意大利與西西里島之間墨西拿海峽大橋，主跨3300米懸索橋，其使用壽命均按200年標準設計，主塔高376米，橋面寬60米，主纜直徑1.24米，估計造價45億美元。在西班牙與摩洛哥之間，跨直布羅陀海峽也提出了一個修建大跨度懸索橋的方案，其中包含2個5000米的連續中跨及2個2000米的邊跨，基礎深度約300米。另一個方案是修建三跨3100米+8400米+4700米的巨型斜拉橋，其基礎深度約300米，較高的一個塔高達1250米，較低的一個塔高達850米。2.2.1懸索橋

懸索橋一般在特大跨徑橋梁范圍占統治地位。人們將不斷研究懸索橋主索的取材、制作架設、錨固和防護、選擇主索跨比、初始拉力、荷載分布以及如何調整和解決施工各階段索形和橋面預拱度等設計和施工中諸多問題，以使建橋技術達到新的水平。懸索橋的新形式仍在不斷探索中，如美國式（采用豎直吊桿及桁架加勁梁）、英國式（采用矮扁平翼狀鋼箱加勁梁及三角形的斜吊桿）、丹麥式（亦稱混合式，即用豎吊桿和鋼箱加勁梁）及其他形式的懸索橋（如帶斜拉索橋）等，以期豐富懸索橋的內容和形關。著力研究高強、輕質新型材料。倘若人類在新型材料的研究上取得突破，不僅連接歐洲和非洲間的直布羅陀特大橋（L＝5000m，水深450m）將成為現實，而且權威專家預言建造主跨L＝8000m的跨海峽懸索橋的理想也是可以實現的。2.2.2斜拉橋

今后斜拉橋在結構體系上仍以飄浮式或半飄浮式為主，主要的目的是為了抵抗溫度及地震。主梁采用的材料上，混凝土斜拉橋仍將是斜拉橋的主要形式；對超大跨徑的斜拉橋，疊合梁和復合橋面系統顯示出極大的優越性。塔和索的形式也隨著斜拉橋跨徑的增加而取得新的進展。譬如將不斷采用雙塔對稱、單塔不對稱、多塔多跨等形式以滿足橋梁的功能，取得與環境的協調的效果；為解決隨著斜拉橋跨徑增大、索的鋼束的重度也愈大、剛度在降低的矛盾，將采取增加輔助索等方式。在結構分析方面將考慮結構的初始內力等，并對動靜力的分析也將更加深入；權威專家認為，隨著世界建橋技術的理論水平、材料水平和工藝水平的不斷發展，21世紀建造跨度在1600m的斜拉橋將成為現實。

2.2.3拱橋

隨著拱橋的無支架施工方法的應用和發展，拱橋在跨徑200～500m是有競爭力的，我國的云南、貴州和四川3省及重慶直轄市等，將因地制宜地建造更多的拱橋，我國建造拱橋的前景將是極為廣闊的。拱圈將向著輕型化的方向發展，且一些大跨徑拱橋在施工階段采用鋼-混凝土組合桿件，或鋼管混凝土合龍后再澆筑拱圈，可大大減輕吊裝重量。因此，帶有鋼管的半剛性骨架很可能成為特大跨徑拱橋最有前途的施工方法。多孔連拱的長拱橋，作為經濟橋型之一，將會得到極大的發展。因為拱圈的輕型化，減少了對下部構造的要求，使連拱結合采用樁基柔性墩成為可能。中承拱、系桿拱有更多采用的趨勢。在平原地區通航河流上，往往考慮采用中承拱橋，可達到降低橋高的效果。這種橋型矢跨比大，可減少推力；且造型美觀，造價也較低，將為城鎮起到增添景色的作用。

2.2.4預應力混凝土梁式橋

連續梁橋結構在40～60m范圍，將繼續占絕對優勢。頂推法、移動模架法、逐孔架設法等施工方法將更加成熟。預應力混凝土連續梁將更廣泛地應用于城市橋梁，而且，為充分利用城市空間，并改善城市橋梁交通的分道行駛，將不斷采用雙層橋面的形式以及鋼筋混凝土結合梁的形式。在預應力鋼筋布置方面，國內外將趨于使用大噸位鋼束和張拉錨固體系；將更廣泛地應用部分預應力筋、預彎預應力筋、雙預應力筋、體外布筋等預應力新技術。在一切適宜的橋址，更多地設計和修建連續剛橋這種結構體系。通過墩梁的固結，以盡可能不采用養護和調換不易的大噸位支座。不斷加強高強輕質材料的研究和應用，以達到減小結構尺寸和自重，加大橋跨、降低建筑高度和造價等功能；同時充分發揮三向預應力的優點，采用長懸臂頂板的單箱截面等，既可節約材料減輕結構自重，又可充分利用懸臂施工方法的特點加快施工進度。隨著高速公路和城市立交橋的發展，越來越要求路線順暢、行車舒適，必然會出現斜橋、彎橋、坡橋和異型橋，在需要大幅度降低梁高、增大凈空時，將更廣泛采用雙預應力和預彎預應力梁。

2.3 大跨橋梁的發展趨勢

2.3.1向更長、更大、更柔的方向發展

研究大跨度橋梁在氣動、地震和行車動力作用下其結構的安全和穩定性，擬將截面做成適應氣動要求的各種流線型加勁梁，以增大特大跨度橋梁的剛度；采用以斜纜為主的空間網狀承重體系；采用懸索加斜拉的混合體系；采用輕型而剛度大的復合材料做加勁梁，采用自重輕、強度高的碳纖維材料做主纜。2.3.2新材料的開發和應用

新材料應具有高強、高彈模、輕質的特點，研究超高強硅粉和聚合物混凝土、高強雙相鋼絲纖維增強混凝土、纖維塑料等一系列材料取代目前橋梁用的鋼和混凝土。

2.3.3在設計階段采用高度發展的計算機

計算機作為輔助手段，進行有效的快速優化和仿真分析，運用智能化制造系統在工廠生產部件，利用GPS和遙控技術控制橋梁施工。

2.3.4橋梁建成交付費用

使用后將通過自動監測和管理系統保證橋梁的安全和正常運行，一旦發生故障或損傷，將自動報告損傷部位和養護對策。

2.3.5重視橋梁美學及環境保護

橋梁是人類最杰出的建筑之一，聞名遐爾的美國舊金山金門大橋、澳大利亞悉尼港橋、英國倫敦橋、日本明石海峽大橋、中國上海楊浦大橋、南京長江二橋、香港青馬大橋等這些著名大橋都是一件件寶貴的空間藝術品，成為陸地、江河、海洋和天空的景觀，成為城市標志性建筑。宏偉壯觀的澳大利亞悉尼港橋與現代化別具一格的悉尼歌劇院融為一體，成為今日悉尼的象征。因此，21世紀的橋梁結構必將更加重視建筑藝術造型，重視橋梁美學和景觀設計，重視環境保護，達到人文景觀同環境景觀的完美結合。

3.大跨度橋梁實例

3.1杭州灣跨海大橋

杭州灣跨海大橋（如圖3.1）全長36公里，其中橋長35.7公里，雙向六車道高速公路，設計時速100km。總投資約107億元，設計使用壽命100年以上。大橋設北、南兩個通航孔。北通航孔橋為主跨448m的雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，通航標準35000噸；南通航孔橋為單塔單索面鋼箱梁斜拉橋，通航標準3000噸。大橋兩岸連接線工程總長84.4公里，投資52.1億元。其中北連接線29.1公里，投資額17.8億元；南岸接線55.3公里，投資額34.3億元。大橋和兩岸連接線總投資約140億元，實際建設工期43個月。

大橋的結構為雙塔鋼筋混凝土斜拉橋，雙向6車道，設計時速100公里，設計使用壽命100年，建設期限5年。建成后，寧波杭州灣大橋將成為世界上最長、工程

圖3.1 杭州灣跨海大橋

量最大的世界第一跨海大橋。大橋設南、北兩個航道，其中北航道橋為主跨448米的鉆石型雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，通航標準為3.5萬噸級輪船；南航道橋為主跨318米的A型單塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，通航標準為3000噸級輪船。其余引橋采用30米至80米不等的預應力混凝土連續箱梁結構。非通航孔分北、中、南引橋3大塊，其中海上部分橋梁長32公里。

大橋36公里的長度，使之超過了美國切薩皮克海灣橋和巴林道堤橋等世界名橋，而成為目前世界上已建成或在建中的最長的跨海大橋。據初步核定，大橋共需要鋼材76.9萬噸，水泥129.1萬噸，石油瀝青1.16萬噸，木材1.91萬立方米，混凝土240萬立方米，各類樁基7000余根，為國內特大型橋梁之最。南灘涂50米＊16米箱梁采用整孔預制，大型平板車梁上運梁的工藝，開創了國內外重型梁運架的新紀錄。水中區引橋70米＊16米箱梁采用整孔制、運、架一體化方案，單片梁重達2180噸，為國內第一。水中區引橋打入鋼管樁直徑1.5-1.6米,樁長約80米,總數超過4000根,其鋼管樁工程規模全國建橋史上第一。

3.2金門大橋

早在1872年就討論過要在金門海峽修建一座大橋的想法，但是直到1937年才在海峽上修了一座懸索橋。金門大橋（如圖3.2）橫跨南北，將舊金山市與Marin縣連結起來。花費四年多時間修建的這座橋是世界上最漂亮的結構之一。它已不是世界上最長的懸索橋，但它卻是最著名的。金門大橋的巨大橋塔高227米，每根鋼索重6412公噸，由27000根鋼絲絞成。1933年1月始建，1937年5月首次建成通車。

金門大橋橋身的顏色為國際橘，因建筑師艾爾文·莫羅認為此色既和周邊環境協調，又可使大橋在金門海峽常見的大霧中顯得更醒目。由于這座大橋新穎的結構和超凡脫俗的外觀，所以它被國際橋梁工程界廣泛認為是美的典范，更被美國建筑工程師協會評為現代的世界奇跡之一。它也是世界上最上鏡的大橋之一。

圖3.2 金門大橋

4．結語

橋梁建筑對于具有卓越才能和自信心的工程師來說是一項既吸引人又富有挑戰性的艱巨任務。橋梁建筑的重要意義不僅僅是滿足于交通，還在于橋梁一旦勝利建成，它將會使人們感到無限的快樂和極大的滿足。橋梁建筑能使人產生一種激情，在建橋人的一生中總是那樣的清新綺麗，那樣的朝氣蓬勃，那樣富有激勵性。回顧20世紀橋梁工程的成就，技術發展起了決定性作用，特別是20世紀末期發展速度更快，必然對21世紀的發展打下了良好的基礎。中國在建設特大橋梁上有廣闊的市場，在無數設計師的共同努力下，一定會創造更輝煌的成就。

參考文獻

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［2］周念先 《21世紀斜張橋的展望》 1998年江蘇交通工程第四期

［3］項海帆 《21世紀世界橋梁工程的展望》 2000年土木工程學報第33卷第3期 ［4］陳秉玲 《國內外大跨徑橋梁發展概況.城市道路與防洪》 1997.2第2期 ［5］穆祥純

《城市大跨徑橋梁設計有關問題的探討》 第十三屆全國橋梁結構學術大會論文集

第三篇：大跨度結構工程施工方案

大跨度結構模板工程施工方案.....9－12－2

1.工程概況和模板選用....9－12－2

1．1工程概況...9－12－2

1．2結構設計要點...9－12－2

1．3結構特殊部位設計...9－12－2

1．4選用模板類型...9－12－2

2.模板計算書....9－12－3

2.1荷載及荷載組合...9－12－3

2.2模板結構的強度和撓度要求...9－12－6

2.3模板結構構件的計算...9－12－6

2.4支模參數計算結果...9－12－10

3.模板施工方法....9－12－10

3.1模板承重架...9－12－10

3.2模板制作...9－12－10

3.3模板安裝...9－12－11

3.4梁柱節點設計...9－12－11

4.模板工程量....9－12－11

5.模板質量要求和措施....9－12－12

5.1模板工程質量程序控制示意圖...9－12－12

5.2模板工程應注意的重點：...9－12－13

6.拆模方案....9－12－13

7.附圖....9－12－15 大跨度結構模板工程施工方案 1.工程概況和模板選用 1．1工程概況

浙江經濟職業技術學院下沙新校區圖書信息樓工程，位于下沙高教園區東區，北臨２號路，南臨４號路，東臨25號路。本工程為樁基、現澆鋼筋混凝土框架結構，總建筑面積24422Ｍ2，其中地下室2637Ｍ２，地上十層，建筑高度為45.9Ｍ，由浙江經濟職業技術學院籌建。杭州市質監站質監；浙江江南監理公司監理；同濟大學建筑設計研究院設計；*********有限責任公司總承包。

1．2結構設計要點

柱最大尺寸為800×850；粱最大尺寸為450×1500，跨度為24米，強度等級為C40，4.25米以下柱強度等級為C40,梁板為C35,4.25米一層柱、梁板為C35，七層以上C30。

1．3結構特殊部位設計

（1）九層8~11軸之間，柱中跨距為24000，1/A、B、C、D軸框架梁為無粘結后張法預應力大梁，梁底標高為33.450m，斷面尺寸為450×1500，樓板厚度為250。

（2）十層8~11軸之間，柱中跨距為24000，A、B、C、D軸框架梁為無粘結后張法預應力大梁，A軸梁底標高為36.600m，B、C、D軸梁底標高為37.650m，斷面尺寸為450×1500，樓板厚度A~B為150；C、D軸為250。

（3）由于上述部位采用為無粘結后張法預應力大梁，根據施工進度安排，承重支撐架必須按三層荷載計算。

1．4選用模板類型(1)模板材料

模板質量直接關系到混凝土觀感質量的好壞，為了保證混凝土密實度及外觀質量，我項目部計劃在模板方面進行一定的投入，決定模板以采用九合板與竹膠板為主——在開工前購置，用鋼管與方木作支撐。為了保證施工進度，模板總量按以滿足進度需要為標準進行配置，周轉使用。

模板統一安排在木工間集中加工，按項目部提供的模板加工料單及時進行制作，復雜混凝土結構先做好配板設計，包括模板平面分塊圖、模板組裝圖、節點大樣圖等。

制作完成后堆放整齊，隨用隨領。加工間至現場采用人力翻斗車運輸，現場至作業點采用塔吊直接吊至施工部位。

(2)模板支設注意事項

A、模板及其支架在安裝過程中，必須設置防傾的固定設施。

B、支模時，必須考慮有足夠的承載力，包括模板及其支架自重、新澆筑混凝土自重、鋼筋自重、施工人員及施工設備荷載、振搗混凝土時產生的荷載、新澆筑混凝土對模板的側壓力、傾倒混凝土時產生的荷載。

C、本工程預應力大梁模板支設承重架采用MF1219型門式鋼管架。

D、模板內面及時清理干凈，并涂刷專用脫模油，施工時應注意嚴禁脫模油污染鋼筋。

E、為了保證混凝土觀感質量，在模板拼縫處貼膠帶紙，確保無漏漿現象。

(3)特殊部位的模板支設

詳見預應力大梁支模示意圖。

2.模板計算書 2.1荷載及荷載組合 2.1.1荷載

計算模板及其支架的荷載，分為荷載標準值和荷載設計值，后者是荷載標準值乘以相應的荷載分項系數得出的。

1、荷載標準值

模板工程的荷載標準值包括新澆混凝土自重、施工人員及設備荷載、振搗混凝土時產生的荷載和傾倒混凝土時產生的荷載，對高度較大的梁，還應考慮新澆混凝土對模板側面的壓力。

1）新澆混凝土自重標準值

對普通鋼筋混凝土，采用25KN/m3。

① 8~9軸、10~11軸，預應力大梁：

q=(7.3×0.45×1.5+3.45×0.3×0.7×2)×25=159.4KN

② 8~9軸、10~11軸，九層1/A~B軸、C~D軸各層樓板：

q=(7.3×0.25×2.2+2.2×0.15×0.35)×25=103.3KN

③ 8~9軸、10~11軸，十層以上A~B軸各層樓板：

q=(7.3×0.15×7.95+0.25×0.55×7.95×1.5+0.25×0.35×7.3×2)×25=274.6KN

④ 9~10軸預應力大梁：

q=(9.0×0.45×1.5+3.45×0.3×0.7×3)×25=206.2KN

⑤ 9~10軸、九層1/A~B軸、C~D軸各層樓板：

q=(9.0×0.25×2.2+0.3×0.35×2.2)×25=129.5KN

⑥ 9~10軸、十層以上A~B軸各層樓板：

q=(9.0×0.15×7.95+0.25×0.35×9×2+0.25×0.55×7.95×2)×25=348.8KN

2)施工人員及設備荷載標準值：

施工人員及設備荷載標準值 表2-1 計算項目

均布荷載（KN/m2）

模板及小楞 2.5 立桿 1.5 立桿支架 1.0 3)振搗混凝土時產生的荷載標準值

振搗混凝土時產生的荷載標準值 表2-2 計算項目

均布荷載（KN/m2）

板、梁（底面）2.0

柱、墻、梁（側面）4.0

4)新澆筑混凝土對模板側面的壓力標準值--采用內部振搗器時，按以下兩式計算，并取其較小值:

（1）

（2）

其中：F—新澆筑混凝土對模板的最大側壓力，KN/m2；

--混凝土的重力密度，KN/m2；

--新澆混凝土的初凝時間，h，按實測確定取值2 h；

V—混凝土的澆筑速度，一般取2m/h；

H—混凝土側壓力計算位置處至新澆筑混凝土頂面的總高度，m；

--外加劑影響修正系數，不摻外加劑時取1.0；摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2；

--混凝土坍落度影響修正系數，當坍落度小于30mm時，取0.85；50～90mm時，取1.0；110～150mm時，取1.15。

5）傾倒混凝土時產生的荷載

傾倒混凝土時產生的荷載 表2-3

向模板內供料方法

水平荷載(KN/m2)

溜槽、串筒或導管 2

容積小于0.2m3的運輸器具 2

容積為0.2～0.8m3的運輸器具 4

容積大于0.8m3的運輸器具 6

2、荷載設計值

荷載設計值為荷載標準值乘以相應的荷載分項系數。

荷載分項系數 表2-4 序號

荷載類別

類別

分項系數

編號 新澆混凝土自重

恒載 1.2 A 2 施工人員及設備荷載

活載 1.4 B 3 振搗混凝土時產生的荷載

活載 1.4 C 4 新澆筑混凝土對模板側面的壓力

恒載 1.2 D 5 傾倒混凝土時產生的荷載

活載 1.4 E

2.1.2荷載計算結果 編號

部位

區間

表2-5 梁

板

軸線(KN)軸線(KN)A 33.450 8~11 1/A、B、C、D 525 1/A~B、C~D 336、336 37.650 8~11 A、B、C、D 525 A~B、C~D 336、898 41.850 8~11 A、B、C、D 525 A~B、C~D 336、898 B

8~11

C

8~11

D

8~11

----E 8~11

148

2.1.3荷載組合

荷載組合表 項次

項 目

荷載組合（KN）

表2-6

計算承載能力A+B+C 驗算剛度A+B A~B軸 C~D軸 A~B軸 C~D軸 8~9軸二層施工 1486 1113 1434 1061 2 10~11軸三層施工 2340 1613 2288 1561 3 9~10軸二層施工 1910 1480 1748 1318

9~10軸三層施工 2763 2150 2601 1988 4 側面模板 37.5KN/m2 37.5KN/m2

2.2模板結構的強度和撓度要求

施工現場的模板和大小楞以木模板為主，支架多采用鋼管架。其強度和剛度應滿足下表的要求。

模板允許強度和允許剛度 表2-7 模板類型

允許應力[б] N/mm2 允許撓度[f] mm

結構表面外露（不裝修）的木模板 13

結構表面不外露（裝修）的木模板 13

鋼管支架 170 ——

注：--模板的計算長度。

2.3模板結構構件的計算 2.3.1模板計算

（1）計算理論

模板結構中的面板、大小楞等均屬于受彎構件，而支架為受壓構件，可按簡支梁或連續梁計算。當模板構件的跨度超過三跨時，按三跨連續梁計算（圖2-2）。計算時,按常規構件的慣性矩沿跨長恒定不變；支座是剛性的，不發生沉陷；受荷跨的荷載情況都相同，并同時產生作用。

圖2-2 模板計算簡圖

則： 剪力：（2-1）

彎矩：（N.mm）（2-2）

應力： ≤13 N/mm2（2-3）

撓度： ≤l/250（2-4）

梁底模板厚度（mm）（2-5）

（mm）（2-6）

梁底模板厚度取（2-5）和（2-6）式中較大值

式中：q-作用在梁底模板上的均布荷載 KN/m

E-模板的彈性模量，對木材取（9-10）×103N/mm2

W-模板的抵抗矩，對矩形截面，I-模板的慣性矩，對矩形截面，b-梁底模板寬度（mm）

（2）構件計算

本工程預應力大梁截面尺寸450×1500，底模板采用膠合板，楞木間距l=600，梁底模板寬度b=450。

① 作用在梁底模板上的均布荷載

q=0.45×1.5×25×1.2+0.45×（2+1.5）×1.4=22.45 KN/m

② 梁底模板厚度

梁底模板厚度取h=30mm ③ 剪力

④ 彎矩

⑤ 應力

≤13 N/mm2

滿足要求。

⑥ 撓度

≤l/250=2.4mm

滿足要求。

(1)計算結果

根據計算，預應力大梁底模板采用兩層18厚膠合板，楞木間距為600，楞木截面尺寸為60×80。

2.3.2對拉螺桿計算

柱和墻模板在支模時的對拉螺桿的間距按下式計算。

（2-7）

式中：--對拉螺桿截面積；

--對拉螺桿容許拉應力，對I級鋼取205N/mm2

--模板側壓力，單位：N/mm2。取d=12mm即可滿足要求。

2.3.3支撐計算

（1）支撐設置

本工程8~11軸預應力大梁部位采用MF1219門式鋼管架，間距為0，門式鋼管架支撐主要承受模板或楞木傳來的豎向荷載，按兩端軸心受力壓桿進行驗算。

MF1219門式鋼管架設計參數 表2-8 立桿

加強桿

高度

mm 寬度

mm 截面積

cm2 回轉

半徑

cm 細長比

λ

穩定 系數

強度

設計值

N/ mm2 Φ48×3.5Φ26.8×2.5 1900 1200 9.786 1.625 115 0.483 205

（2）每根立桿承受的荷載

按梁板均布荷載計算：

N1=1613÷48=33.6KN

按預應力大梁支撐間距600、三層恒載、一層活載計算：

N2=3×(0.6×0.45×1.5)×25×1.2+0.6×0.45(2+1.5)1.4 =37.8KN

N取N1和N2較大值，N=37.8KN

（3）立桿強度計算

σ=N/AS（2-8）

σ=N/AS = 37.8×103/489=77.3 N/mm2 <205 N/mm2

（4）立桿穩定性計算

（2-9）

式中：--軸必受壓桿件穩定性系數，AS桿件截面積。

=37.8×103/0.483/489=160N/mm2 <215 N/mm2

滿足要求。

2.4支模參數計算結果

支模參數表 表2-9 項目

截面

模板厚度(mm)楞條最大間距(mm)支撐間距

(mm)對拉螺栓間距

板 150厚 12 400 800 600 800

250厚 18 400 600

梁 450×750 18 1000 600

450×1500 36 600 Ф12@ 500

3.模板施工方法 3.1模板承重架

1、由于裙房屋面（標高11.100）處不足以承受上部荷載，經與設計院商定，采取架空措施，具體做法詳見設計聯系單。

2、模板承重架采用門式鋼管架支撐體系，門式鋼管架型號為MF1219。

3、為了提高門式鋼管架的承重能力，在門式鋼管架中部加設一道豎向鋼管，鋼管規格為φ48×3.5。

4、為了保證承重架的穩定性，每步門式鋼管架用φ48×3.5鋼管設一道水平拉結桿。

5、承重架底部設置一道掃地桿；每道水平方向拉結桿與框架結構柱拉結，以保證承重架的整體穩定性。

3.2模板制作

模板制作，采用釉面九合板。模板安裝前，先設計好定型尺寸，確保結構和構件各部位形狀、尺寸、位置、標高、預留孔洞的正確。并具有足夠的穩定性、剛度和強度，既要考慮拆裝方便，又要兼顧模板接縫嚴密不漏裝，梁側采用φ12拉桿，確保模板整體剛度。

3.3模板安裝

1、模板安裝采用內支外拉方法，立模前先搭設好內模架子，待立模完成，并支豎向、水平方向Φ48架子鋼管后，方可粗調緊拉桿，內模架子水平縱橫鋼管與外模上方水平撐鋼管固定后，再次緊拉桿，邊緊邊檢查尺寸至達到要求。墻模板的緊固以設置對拉螺栓為主，根據本工程的結構構件截面尺寸情況，該工程對拉螺栓按＠500mm的間距設置，個別地方可在此基礎上略加調整。

2、在混凝土澆筑前，必須對模板系統進行技術復核，復核內容主要包括標高、軸線、截面尺寸、垂直度、平整度、支模架強度、剛度、穩定性等。避免混凝土在澆筑時直接沖擊模板，墻混凝土采用分層澆筑的原則，使模板系統受力均勻，以免受集中荷載而變形、脹模。特別要注意留出的進出管口的預留位置、標高、大小要準確。

3.4梁柱節點設計

在工程結構施工中，框架結構梁柱接頭如果處理不好，容易產生混凝土外觀的蜂窩麻面以及梁柱的不規則形狀。為了避免以上情況發生，對梁柱接頭模板采取如下措施：

梁柱接頭模板由專人進行制作，利用計算機進行放樣，以保證梁柱接頭模板的尺寸準確性。梁柱接頭模板與梁模板一次支設，以確保梁柱接頭的方正。

4.模板工程量 名 稱

規 格

數 量

目前在何處使用 計劃進場時間 鋼 管

Φ48壁厚3.5 800（T）

集團調度

開工分批進場

防水模板 18 厚 13000m2 集團調度

開工分批進場

方 木 80×60 10000根

集團調度

開工分批進場

扣 件

十字扣、活動口、對接扣 6萬只

集團調度

開工分批進場

架 子 工 搭設支模架 3500工日

開工分批進場

5.模板質量要求和措施

5.1模板工程質量程序控制示意圖 發送圖片到手機，此主題相關圖片如下：

5.2模板工程應注意的重點：

1、實施專人負責預留洞口、預埋管道等模板的安裝，在澆筑混凝土時派專人檢查。

2、應力筋波紋管嚴格按設計圖紙側預埋，模板的對拉桿螺桿設置時，應注意避免與波紋管交叉。

3、預應力大梁底模在預應力筋張拉前不得拆除，以確保混凝土的養護質量。

5.3模板質量檢查

模板工程安裝完成后及時進行技術復核與分項工程質量檢查，確保軸線、標高與截面尺寸準確。

1、要求模板及其支架必須具有足夠的強度、剛度和穩定性。

2、模板接縫全部采用膠帶紙粘貼。

3、模板與混凝土的接觸面清理干凈并涂刷隔離劑。

4、模板安裝的允許偏差及檢驗方法。

模板安裝的允許偏差及檢驗方法 項次

項 目

允許偏差

檢驗方法 軸線位移

梁 3 尺量檢查 標 高 +2，-5 用水準儀或拉線和尺量檢查 3 截面尺寸

梁 +2，-5 尺量檢查 每層垂直度 3 用2m托線板檢查 相鄰兩板表面高低差 2 用直尺和尺量檢查 6 表面平整度 5 用2m靠尺和楔形塞尺檢查 預埋鋼板中心線位移 3 拉線和尺量檢查 預埋管預留孔中心線位移 3 6.拆模方案

1、嚴格建立模板塊和立柱的拆除申請、批準制度，防止為趕進度而盲目拆模。

2、模板的拆除：非承重側模應以能保證混凝土表面及棱角不受損壞（大于1N/m2）方可拆除，承重模板應按《混凝土結構工程施工質量驗收規范》的規定執行。

3、板拆除的順序和方法，應按照配板設計的規定進行，遵循先支后拆、后支先拆，先非承重部位、后承重部位以及自上而下的原則。拆模時，嚴禁用大錘和撬棍硬砸硬撬。

4、拆模時，操作人員應站在安全處，以免發生安全事故。待該片段模板全面拆除后，方可將模板、配件、支架等運出堆放。

5、拆下模板等配件，嚴禁拋扔，要有人接應傳遞，指定地點堆放，并做到及時清理、維修和涂刷好隔離劑。以備待用。

6、模板塊在裝、拆、運時，均用手傳遞，要輕拿輕放，嚴禁摔、扔、敲、砸。每次拆下的模板，應對板面認真清理，立柱底腳螺栓等要定期刷油防銹。

7、現澆結構的模板及其支架拆除時的混凝土強度，必須符合設計要求，當設計無具體要求時，按下列規定：

（1）在混凝土強度能保證其表面及棱角不因拆除模板而受損壞后，予以拆除。

（2）底模，在混凝土達到以下設計強度后，方予拆除：

板： 結構跨度≤2m時，50%；

板： 結構跨度＞2m，≤8m時，75%。

梁： 結構跨度≤8m時，75%；

＞8m時，100%。

懸臂構件：結構跨度≤2m時，75%；

＞2m時，100%。

8、側模拆模時，按合理順序進行拆除，一般按后支的先拆，先支的后拆，先拆除非承重部分，后拆除承重部分。拆模時不得強力震動或硬撬硬砸，不得大面積同時撬落或拉倒，對重要承重部位應拆除側模檢查混凝土無質量問題后方可繼續拆除承重模板。

9、已拆除模板及其支架的結構，在混凝土強度符合設計混凝土強度等級后，方可承受全部使用荷載；當施工荷載產生的效應比使用荷載的效應更為不利時，先進行核算，加設臨時支撐。

7.附圖

1、結構平面圖（1）

2、結構平面圖（2）

3、預應力梁詳圖

4、預應力梁剖面圖

5、架空

6、接點詳圖

7、門式鋼管架荷載分布圖

8、門式鋼管架平面布置圖

9、門式鋼管架立面圖

第四篇：大跨度橋梁設計的論文

一、非線性地震反應分析

大跨度橋梁結構的非線性可分為材料非線性(又可稱為物理非線性或彈塑性)和幾何非線性兩種，一般情況下結構的幾何非線性可通過考慮所謂的P-△效應來進行在結構非線性地震反應分析的計算理論研究方面，備受關注的是結構的彈塑性分析，這不僅是因為相對于幾何非線性而言，結構的彈塑性性能對于結構的抗震性能影響較大，而且更由于問題的復雜性。所以國內外眾多學者針對后者開展了大量的研究工作。在大跨度公路橋梁彈塑性地震反應分析的力學模型中，根據各種構件的工作狀態，將結構簡化為桿系結構是合理的，同時對計算而言也是非常經濟的。若按構件所處的空間位置可把力學模型分為平面模型和空間模型兩種。若按模型中所采用的單元應力水平的種類來分，又可分為微觀模型(采用應力空間)和宏觀模型(采用內力空間)兩種。由于微觀模型要求將結構劃分為足夠小的單元，盡管很有效但所需的計算量較大，只適用較小規模的結構或構件的非線性分析，因此在實際工作中應用的范圍比較有限，所以這里僅按前一種分類方法來加以討論。

在結構彈塑性地震反應分析中，構件恢復力模型的確定是基本的步驟而構件的恢復力關系又集中反映在滯回特性曲線上，基本指標有曲線形狀、骨架曲線及其特征參數、強度、剛度及其退化規律、滯回耗能機制、延性和等效滯回阻尼系數等。國內外在這方面已進行了大量的試驗研究并取得了相應的研究成果。在平面模型中，根據所采用的塑性鉸類型可把它分為集中塑性鉸模型和分布塑性鉸模型兩大類。在集中塑性鉸模型中，有代表性的一種是Clough等于1965年提出的雙分量單元模型，該單元模型采用兩根平行桿來模擬構件，其中一根用來表示具有屈服特性的彈塑性桿，另一根用來表示完全彈性桿，非彈性變形集中于桿件兩端的集中塑性鉸處，該模型的最大不足是不能考慮構件剛度退化。另一種有代表性的是1969年Giber-son提出的單分量模型，它克服了Clough雙分量模型的不足，同時只用兩個桿端塑性轉角來刻劃桿件的彈塑性性能，而桿件兩端的彈塑性參數又是相互獨立的，因此應用起來較為簡便。其缺點是基本假設中有地震過程中反彎點不能移動的限制，所以對一些與基本假設不甚相符的特殊情況其使用的合理性就受到了限制。

二、多點激振效應

通常橋梁結構的地震反應分析是假定所有橋墩墩底的地震運動是一致的。而實際上，由于地震機制、地震渡的傳播特征、地形地質構造的不同，使得入射地震在空間和時間上均是變化的。即使其他條件完全相同，由于地面上的各點到震源的距離不同，它們接收到的地震波必然存在著時間差(相位差)，由此導致地表的非同步振動。這一點已被地震觀測結果所證實。因此，多點地震輸入是更合理的地震輸入模式。特別是大跨度橋梁結構，當地震波的波長小于相鄰橋墩的跨度時，入射到各墩的地震波的相位是不同的，由于在橋長范圍內各墩下的基礎類型和周圍的場地條件可能有很大的差別，因此入射到各墩的地震波的波形也可能是不同的。有關實際震害表明，入射地震波的相位差可增大橋跨落梁的危險性。所以就地震波傳播過程中的多點激振效應進行研究是有很大的實際意義的。

從概念上看，僅考慮入射地震波的相位變化情況屬于行波效應分析問題。若再考慮地震波的波形變化就屬于地震波的多點輸入問題。從計算方法上看，由于多點地震輸入算法與同步激振的計算方法不同，因此必須重新推導結構體系的動力平衡方程。美國學者Penzien和Clough于1975年推導了多自由度體系考慮地震波多點輸入時的動力平衡微分方程及求解方法，通過所謂的影響矩陣，實現了地震波的多點輸入算法。這種方法后來被廣泛應用，目前所有考慮地震波多點輸入的結構地震反應時程分析算法均以此為基本出發點。

綜上所述，大跨度公路橋梁的多點激振效應分析是一個比較復雜的計算問題，其復雜性一方面在于計算方法上面，更重要的是對于不同類型的橋梁結構體系可能有著截然不同的計算結果。因此實際計算時只能針對具體的橋梁結構進行具體的分析，不能一概而論。從計算方法上看，目前有關研究基本上仍局限于線彈性體系的多點激振效應分析，而非線性多點激振效應與結構體系非線性地震反應分析的力學模型是密切相關的．

三、結構設計

上部構造形式的選擇，應結合橋梁具體情況，綜合考慮其受力特點、施工技術難度和經濟性。簡支空心板結構的橋型，施工方便，施工技術成熟；但跨徑小，梁高大；由于橋梁跨徑受限制，往往造成跨深溝橋梁高跨比不協調，美觀性差；上部構造難以與路線小半徑、大超高線形符合，且高墩數量增加；橋面伸縮縫多，行駛條件差。因而，在山區大跨度中，該類橋型一般用于地形相對平緩、填土不高的中、小橋上。預制拼裝多梁式T梁在中等跨徑橋中具有造價省、施工方便的特點，其造價低于整體式箱梁，是中等跨徑直梁橋的常用橋型。但對于曲線梁來說，T梁為開口斷面，抗扭及梁體平衡受力能力均較箱梁差，曲梁的彎矩作用對下部產生的不平衡力大。但當曲線橋的彎曲程度較小時，曲線T梁橋采用直梁設計，以翼緣板寬度調整平面線形，可減少曲梁的彎扭作用，在一定程度上可彌補曲線T梁橋受力和施工上的不足。雖然直線設置的曲線橋仍有部分恒載及活載不平衡影響及曲線變位存在，但較曲線梁小。此外，可以采取加強橫向聯系的措施，提高結構的整體性。對于大跨徑橋梁，最好采用懸臂澆筑箱梁。但是對于中等跨徑的橋梁，箱梁橋不論采取何種施工方式，費用都較高，與預制拼裝多梁式T梁相比，處于弱勢。

下部結構應能滿足上部結構對支撐力的要求，同時在外形上要做到與上部結構相互協調、布置均勻。橋墩視上部構造形式及橋墩高度采用柱式墩、空心薄壁墩或雙薄壁墩等多種形式。柱式墩是目前公路橋梁中廣泛采用的橋墩形式，其自重輕，結構穩定性好，施工方便、快捷，外觀輕穎美觀。對于連續剛構橋，要注意把握上下部結構的剛度比，減小下部結構的剛度比，減小下部結構的剛度，可減小剛結點處的負彎矩，同時減小橋墩的彎矩，也可減小溫度變化所產生的內力。但是橋墩也不可以太柔，否則會使結構產生過大變形，影響正常使用，并不利于結構的整體穩定性。對于高墩，除了要進行承載能力與正常使用極限狀態驗算外，還要著重進行穩定分析。對于連續梁結構或連續剛構橋，各墩的穩定性受相鄰橋墩的制約影響，應取全橋或至少一梁作為分析對象。穩定分析的中心問題就是確定構件在各種可能的荷載作用和邊界條件約束下的臨界荷載，下面以連續梁為例進行說明。介于梁、墩之間的板式橡膠支座，梁體上的水平力H(車輛制動力和溫度影響力等)是通過支座與梁、墩接觸面上摩阻力而傳遞給橋墩的，它不但使墩頂產生水平位移，而且板式橡膠支座也要產生剪切變形。當梁體完成水平力的傳遞以后，梁體暫時處于一種固定狀態，但由于軸力及墩身自重的影響，墩頂還會繼續產生附加變形，這就使得板式支座由原來傳遞水平力的功能轉變為抵抗墩頂繼續變形的功能，支座原來的剪切變形先恢復到零，逐漸達到反向的狀態。

四、結語

山區大跨度作為公路工程的一部分，很多方面需要探討。山區大跨度方案的確定應遵循“安全、舒適、經濟、美觀”的原則，只有把握好規律，抓住側重點，山區高速橋梁的布置和設計才能準確無誤。

參考文獻

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[2]閻興華，蘇志宏，朱清峰．鋼—混凝土混合結構彈塑性動力分析綜述[J]．北京建筑工程學院學報，2006，（9）．

[3]肖汝誠，郭文復．結構關心截面內力、位移混合調整計算的影響矩陣法[J]．計算力學學報，1992，（1）．

[4]唐茂林．大跨度懸索橋空間幾何非線性分析與軟件開發[D]．西南交通大學，2003

第五篇：調研報告結構格式

調研報告題目

目錄

一、調研對象：×××公司

二、調研時間和調研地點：2011年12月1號——4月30號

三、調研目的：

四、調研方法：如實地調查法、統計法、對比分析法等。

五、調研內容：

（一）×××現狀分析

（二）×××存在的問題

（三）×××產生問題的原因

六、調研結論

七、致謝

八、參考文獻

調研報告的打印要求（如字體、字號、行間距等）均與畢業論文撰寫規范、模板相同。