當橋跨徑較大、河面較寬時,通常采用變截面鋼箱梁,當河流中不能設輔助墩時,可采用船運+提升方案。如位于德國北威州明登附近的B61號聯(lián)邦公路上坡塔-威斯特法利卡(Porta Westflica )威悉河橋(圖5),主跨120m。
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(1)在鋼梁上放置混凝土預制板作底模,澆筑橋面混凝土。
德國柏林-德累斯頓的A13高速公路L55跨線橋:鋼梁體采用6根等高度工字鋼梁,在梁格上鋪設8cm厚預制板,在板上澆筑20cm厚的B45混凝土(即C45)形成行車道板。
?。ǎ玻┰阡摿荷嫌靡苿幽<軡仓炷?。如底樸曼(Diepmann)河谷橋。
?。ǎ常┮凿摿簽橹渭埽瑧覓斓啄?,然后綁扎鋼筋、澆筑混凝土等。
?。场〗M合結(jié)構(gòu)橋梁在德國的應用實例
?。常薄〉冉孛娼M合梁橋———瓦瑟堡(Wasserburg)因河橋
該橋位于慕尼黑東邊約40km的瓦瑟堡,在慕尼黑~奧地利薩爾茨堡的B304聯(lián)邦公路上,跨越多瑙河的支流因河(Inn)。由于20世紀80年代的日交通量已達到18000輛/d,為保護瓦瑟堡舊城、減輕老城區(qū)交通壓力而改建。地勘表明橋址河底有幾米厚的淤泥,下臥軟弱砂層,因此要求橋梁上部采用輕盈的鋼-混組合梁。該橋跨徑布置為83+2×104.5+83=375m,橋面寬14.25m,兩車道,加上2.25m寬的非機動車道,橋面橫坡3.5%。
箱梁等高度4.2m(含橋面板混凝土層),為雙向(頂面、底面)組合梁。鋼梁為開口箱斷面,梁底面水平,底寬4.5m、上口寬5.5m。鋼梁每隔3.73m設置一道剪刀撐。由于中墩承受負彎矩而下緣受壓,因此在中墩兩邊共40.76m 范圍內(nèi)的箱梁內(nèi)底面上澆筑了鋼筋混凝土,并與鋼梁底板結(jié)合。下緣受壓區(qū)混凝土在中墩附近等厚度為65cm,在兩端16.65m 范圍內(nèi)從65cm漸變到20cm厚。在3個中墩上的底板
混凝土加厚到2m,形成橫隔梁。車道板混凝土材料為B45(即C45),并施加橫向預應力。
橋墩高29.5m,八角形斷面,墩身材料為B35混凝土。墩身縱向等厚度、橫向變寬,與箱梁的斜腹板相一致,顯得橋梁整個上下部更加協(xié)調(diào)、輕盈。
箱梁在工廠組拼成15m 長的節(jié)段,用重型運梁車運橋位,在橋臺后拼裝成75m長的大節(jié)段。在4跨橋內(nèi)設置了4個輔助墩,用頂推工藝將鋼梁頂推就位后,澆筑中墩附近的底板混凝土;用整體模架按15或25m長分段澆筑橋面板混凝土。在施工過程中采用了支座頂升工藝,以克服中墩支點處的拉應力。
鋼-混組合梁的鋼箱梁材料采用St52-3(相當于的Q345),共用型鋼800t,混凝土2?。叮常埃恚?,鋼筋、鋼絞線213t。該橋于1984年開工,1987年建成。
?。常病∽兘孛娼M合梁橋———底樸曼(Diepmann)河谷橋
該橋位于德國北威州雷姆沙伊德(Remscheid)附近,在科隆~多特蒙德的A1高速公路上。原橋型為12孔25m跨徑的拱橋,橋高32m,橋面寬21.8m,四車道;始建于1938年,由于二次世界大戰(zhàn)中斷,1954年續(xù)建。到20世紀80年代,由于日交通量(汽車)達到70 000輛/d,原橋需要由四車道擴寬到六車道。設計公司更終選用如下的加寬方案:
?。ǎ保┎捎帽容^輕薄的鋼-混組合梁。
?。ǎ玻部着f橋,設1孔新橋。
?。ǎ常┬聵虮扰f橋抬高2m、平面距離4m,以遮蔽舊橋。
?。ǎ矗蚨沼锰烊皇蔫偯?,使其外觀與舊橋協(xié)調(diào)。
新建加寬橋的橋跨布置為6×48.77m,總長292.6m,18.75m 寬,三車道。新橋的鋼箱梁材料采用St52-3,以及Rst37-2(相當于的Q235)。鋼梁體采用變截面槽形梁形成雙縱肋,肋寬2.25m、變高度,分段制造、汽車運輸、吊車吊裝。車道板用B45混凝土,板厚45cm;組合梁總高1.75~3.5m。
該橋組合梁共用型鋼1?。保保埃?、混凝土2?。埃福担恚?、鋼筋532t。新橋于1992年開工,1995年建成。
?。常场∠鲁惺浇M合拱橋———德米茨(Doemitz)易北河橋
德米茨易北河橋位于德國梅克倫堡州,在漢堡港上游約85km處,與下薩克森州隔河相望,是兩岸城鄉(xiāng)居民的重要聯(lián)系通道。原橋建于1936年,毀于二次世界大戰(zhàn)。新橋處于B191聯(lián)邦公路(Uelzen—Lud-wigslust)上,在原址重建,原引橋橋墩裝飾后來被利用。兩岸引橋采用鋼-混組合梁,跨河主橋采用鋼拱橋+混凝土橋面板的組合結(jié)構(gòu)。由于河道中的舊橋墩費用較高,經(jīng)比較后將河中主墩向?qū)Π兑苿樱玻担?,錯開舊橋基礎,這樣主跨就加大到178m。
主橋更終采用下承式雙肋拱橋方案:拱橋計算跨徑178m,橋面寬15.35m;矢高約27m,矢跨比為1/6.6,拱肋內(nèi)傾11°。拱肋和橫系梁都是箱形截面,端橫梁約20m長;型鋼材質(zhì)均為St52-3。鋼吊桿為圓形,直徑120mm。為使吊桿與拱肋結(jié)合處更好傳力,在結(jié)合處焊接上加勁肋。
組合梁橋面板厚32cm,材料為B45混凝土,全橋長180m不設斷縫。
鋼拱橋的部件在工廠制造后,車運東岸橋頭鋼梁拼裝場,焊接成整體。為了便于組拼,并確保頂推和浮運過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,臨時增加了一些風撐、拉桿等輔助構(gòu)件。頂推時在鋼拱橋前端的主河道上布置4個平板浮船,用來支撐剛拱橋的前支點。鋼拱橋就位后,全跨178m的橋面板混凝土分成6段,采用從跨中向兩端對稱澆筑的方式澆完。
主橋(跨河橋)共用St52-3型鋼1?。福保埃簦炷粒梗担埃恚?,鋼筋181.7t。該橋1991年開工,1992年建成。
?。常础∩铣惺浇M合拱橋———維爾德格拉(Wilde Gera)峽谷橋
該橋位于德國圖林根州西南部森林地區(qū),在新建的A71高速公路(愛爾福特-施韋因富特)上,跨越Wilde?。牵澹颍釐{谷,橋面比地面高約110m。該橋平面位于R=7 800m圓曲線、縱面位于i=2.56%的單向坡上,全長552m、橋面梁寬26.5m(不含欄桿座寬),橋面面積14?。叮玻福恚病V鳂驗榭鐝剑玻担玻淼匿摻罨炷料湫喂皹?、組合梁橋面系,矢跨比1/3.75。
主拱圈為箱形斷面,寬10.3m、高度從拱頂3.3m漸變到拱腳處5.5m;單箱雙室截面,壁厚0.3~0.4m。橋墩為矩形空心墩:拱座上3#、9#墩身截面尺寸3.5m×9m、其余引橋墩身為2.5m×9m,壁厚均為0.4m。為減輕拱上結(jié)構(gòu)的恒載,橋面行車道采用鋼-混組合梁。橋軸線處梁高3.74m(其中鋼梁高3.29m、混凝土橋面厚0.45m)。由于橋面板橫向懸臂達8.1m,組合梁每隔7m設置了一道斜撐桿。正是由于采用了輕型的拱上構(gòu)造,拱上的行車道梁跨徑才能做到42m。全橋橋面系共用型鋼2?。担埃埃?、混凝土5000m3、鋼筋850t;折算每橋面系用型鋼170.9kg、混凝土0.34m3、鋼筋58kg,自重1?。保玻埃耄纾恚病?/div>
該橋的混凝土主拱圈采用斜拉扣掛、懸臂分段澆筑法施工,半跨拱圈共分為24個澆筑段、每段長6~7m。在14#橋臺后分段組拼拱上行車道系的鋼梁,用
頂推施工工藝架設就位。
該橋于2001年建成,橋梁與周邊森林環(huán)境協(xié)調(diào)一致。2006年維爾德格拉峽谷橋以其大跨徑、技術創(chuàng)新、造型優(yōu)美而獲得德國第16屆橋梁工程大獎。
4 結(jié)語
目前歐美等國跨徑在15m以下的小跨度橋梁多采用鋼筋混凝土梁橋,15~25m跨徑則用預應力混凝土梁橋,25~60m 跨徑往往采用鋼-混組合梁橋,更大跨徑橋梁則多采用鋼梁。既是橋梁大國,又是鋼鐵大國,應適時發(fā)展的鋼結(jié)構(gòu)橋梁(含組合結(jié)構(gòu)),改變混凝土橋梁占多數(shù)的現(xiàn)狀,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。