【分享】国外桥梁设计理念和典型示例介绍（三）

四．组合结构桥实例剖析-法国Maupre桥

法国的桥梁工程界在组合结构桥梁方面作了许多开创性的工作，即通过用预制混凝土腹板或钢腹板，来使混凝土箱梁截面分离，达到改善力学性能及其减轻上部结构自重的目的。进一步用弯成波折形的薄壁钢板来代替混凝土腹板，于1986年建成了跨度为31m+43m+31m的3跨连续箱梁桥、即Cognac桥。图13所示是波折腹板箱梁的结构示意图，它是由混凝土顶底板、波折钢腹板、横隔板、体内外预应力钢筋或索等构成。波折腹板箱梁桥在这么短的时间里取得如此快的发展，相对于预应力混凝土箱梁桥，一般认为主要在下面几点具有优势。

1.用波折钢腹板替代混凝土腹板，主梁自重大约可以减轻20%；
2.波折腹板在桥梁纵向刚度几乎为零，使上下混凝土翼缘板相互间不受到约束；
3.波折腹板在桥梁纵向刚度几乎为零，大幅度提高了施加预应力的效率；
4.波折钢板是利用弯成的波形几何形状来代替加劲肋，具有很高的抗剪强度；
5.箱梁腹板制作可以实行工厂化，并且伴随着自重减轻，架设更容易。

图15所示是该桥建成后的照片。该桥的桥墩是采用面向主梁逐渐缩小的H形截面形式，并在其顶部设置V形加劲肋固定主梁（图16）。主梁的桥面板是在横向施加预应力的钢筋混凝土结构，用圆钢管代替底板与倾斜45度的两块波折钢腹板连接在一起，与顶板共同形成主梁。钢管直径为610mm，厚度为20mm，内部填充混凝土来加强在支座处的局部应力。


波折腹板的形状与尺寸如图17所示，其厚度为8mm，下部与圆钢管焊接，上部用型钢连接件与顶板接合。关于主梁的结构特点大致有以下几各方面。
1) 用钢管代替底板构成三角形截面，使主梁成为安定的截面形式，并且对抗扭作用极为有利。
2) 桥面板沿横方向配置预应力钢筋，承担因三角形截面而在桥面板横方向上发生的较大拉伸应力。
3) 在箱梁内部沿纵向设置体外索，有利于预应力索的维护及其更换。
4) 主梁重量较轻，除去桥面铺装等的箱梁重为77kN/m，另外与同等跨度的高强混凝土

箱梁桥相比较，推算可以节省造价大约30%。
该桥采用顶推施工法架设主梁。图18所示是箱梁体外索的布置，分成沿着桥面板下侧布置的施工索、与通过转向块布置到钢管上面的结构索，通过设置体外索，使顶板在永久荷载作用下始终处于压缩状态。转向块是钢制的，焊接在钢管及其腹板上。
钢管与波折腹板都是在工厂加工并焊接成一体，每节段长度约为12m，每跨分成4个节段，运到工地后将各节段焊接在一起。顶板配筋并浇灌混凝土，底钢管内填充混凝土。然后，将仅仅排水管及其铺装未完成的一跨主梁通过设置在桥台上的千斤顶推出，最大的推力为700kN。为了确保在推出施工过程中主梁的横向稳定，如图19所示，在桥墩顶部的左右侧设置三角形钢构架，加大主梁的支撑宽度。

结 语
我国在桥梁建设方面是高峰期, 有必要强调桥梁的美学要求。作为结构艺术，桥梁美的创造是可以通过技术手段来得到的，而不是简单的注意装饰。
在桥梁设计中对经济性的评估往往是不应该只注重考虑建设成本，对于后期的养护、维修等的长期综合成本也应考虑，采用全寿命的经济分析方法，对于处理桥梁建设项目中短期效益与长期效益的关系，有很好的现实指导意义，具有巨大的长远经济效益。组合结构桥梁已经在国外被广泛采用，我国有必要研究并推广使用。
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