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同时,湖北又是全国的重要交通枢纽之一,水陆交通的主要干线在湖北境内纵横交汇,素有九省通衢之称。
湖北的桥梁发展史至少可以追溯至约3000年以前西周昭王时期,周人曾在汉江上架设过一座浮桥;
目前湖北现存的古代桥梁有数百处之多,以砖石、砖木桥为主。
解放前,湖北桥粱建设十分落后,截目1949年新中国成立前,全省虽有桥梁1940座,但绝大部分系临时砖木桥或石木桥,跨度小、宽度窄、荷载标准低,且多年失修、岌岌可危。
改革开放以前30年,湖北桥梁开始缓慢起步,并建成一些简支梁、T型刚构和拱桥等跨径不大、道路等级较低的桥梁,同时集全国之力在长江上修建了2座公铁两用桥梁、汉江上修建了4座公路桥梁,而人车过江主要依靠轮渡。
改革开放以来,随着沿江经济的高速发展,湖北掀起了交通基础设施建设前所未有的高潮,造型各异的大桥,越长江、跨汉水、穿峡谷,将路桥、山水融为一体,构成纵横交错的现代交通网;
独特的地理条件也决定了湖北省公路建设中跨越江河山川的大跨径桥梁多、技术复杂的特点,使湖北成为享誉世界的桥梁“博物馆”。
截止目前,湖北仅长江就建起了20座特大桥,另外还有3座正在建设;
与此同时,湖北在千里汉江上建成了30座特大桥梁,全省仅建成的公路桥梁就多达24000余座。
随着湖北省新一轮经济发展,过江交通瓶颈问题日益突出,“十二五”国家对公路建设投入的不断增大,我省公路桥梁建设迎来了发展的全盛时期。
“十二五”期间我省共规划建设13座长江大桥。
伴随一座座大桥的成功建设,湖北特大桥自主设计、科研、建设、管理能力不断增强,一步步从桥梁大省走向桥梁强省。
本报告将回顾湖北省桥梁学科发展历史,总结湖北桥梁发展特点,提出湖北桥梁学科的发展方向,探讨目前公路桥梁学科存在的问题和瓶颈,展望我省公路桥梁学科的发展目标和前景,为指导我省“十二五”公路桥梁的规划和建设提供参考。
二、湖北桥梁发展回顾
湖北省不仅桥梁建设历史悠久,数量众多,而且桥型丰富,从古老的拱桥到现代梁桥、桁架桥、斜拉桥、悬索桥等各种桥梁,涵盖了世界上主要桥型。
尤其在长江、汉江上,湖北桥梁建设不断推陈出新,处处彰显创新理念、质量观念和美学素养,一座座不同类型的大桥不断创出世界桥梁新纪录,不断展出世界桥梁技术新特点,不断拓宽桥梁建设新视野;
一座桥梁就是一部教科书,两条大江成为两座桥梁博物馆。
(一)湖北省桥梁发展历史综述
解放初期,湖北的桥梁均为临时性和半永久性,以砖木桥或石木桥为主。
新中国成立到“一五”期末,全省桥梁共有23630延米/2139座,其中桥面宽在5.5m以下的占桥梁总长度的96.7%。
1958年开始大规模修建永久性桥梁,1959年9月动工修建第一座钢筋混凝土大桥——黄陂城关大桥。
之后,相继动工兴建了总长379.34m最大跨径为33m的唐白河等9座大桥。
60年代到70年代之间,建桥技术在我省有了新的发展。
但由于建筑材料的贫乏和资金的不足,主要以少用水泥和钢材的圬工拱桥为主,采用拱桥等主流桥型大规模修建桥梁,典型桥梁有跨径1956年建成的主跨87m的拱式钢桁架——武汉市江汉一桥,60~70年代之间建成的双曲拱桥——洪湖大桥及安陆府河大桥,以及跨径105m的通山石拱桥、跨径90m的恩施野三河箱拱桥等;
与此同时,宝贵的钢材主要用于铁路建设之中,建成了武汉、九江等长江大桥;
在钢筋混凝土桥梁方面,1964年初,在汉(口)小(界岭)线上建设钢筋混凝土悬臂梁桥——武汉市岱家山3号桥,首次在大梁吊装上采用贝雷梁穿巷子的方法获得成功;
并且逐渐在汉江上修建了跨径分别为71m和90m的丹江口、光化大桥2座预应力钢筋混凝土T型刚构桥,1978年建成的武汉市江汉二桥采用主跨135m的T型刚构桥,是我省最大跨度的预应力钢筋混凝土梁桥;
截止1978年,公路桥梁已达5100座,长********m,其中永久性桥梁4961座,长********m。
在中小桥梁方面,改革开放前我省主要以石拱桥、双曲拱桥、简支板梁和T梁为主;
80年代以后,随着预应力技术和工艺的逐渐成熟和路网的大规模兴建,预制型空心板、T梁和小箱梁由于造价低、耐久性优、能实现工厂化施工而被推广使用,连续箱梁因其外形优美、能适应各种建设条件、应用灵活亦应用广泛。
在长、大桥梁建设方面,1954年在我省集全国之力,借助外援,在武汉修建第一座长江大桥——武汉长江大桥,结束了长江无桥的历史;
1995年,湖北黄石长江大桥建成通车,开启了湖北乃至全国交通部门自主设计建设长江大桥的序幕。
此后,湖北桥梁不断创造奇迹,主跨960米的宜昌长江大桥是当时国内第三大跨度钢箱梁悬桥,被誉为国内第一座用自己的技术自行设计,并全面采用国产设备材料建设的第一座大跨径悬索桥;
荆州长江大桥结构复杂,由PC斜拉桥主桥、两个姊妹塔PC斜拉桥以及预应力砼箱形连续梁桥三个桥段组成,主跨500米梁板式断面PC斜拉桥位居同类型桥梁国内第一、世界第二,其拉索对数、主梁恒载和最大悬臂施工节段重量均居同类型桥梁世界之最。
跨越长江主跨150m联长长达1100米荆州长江大桥三八滩桥、主跨154m联长940m的荆岳长江大桥北滩桥等长联大跨连续梁桥的技术难度均居国内前列;
巴东长江大桥建设时创造了同类桥梁亚洲第一高塔,世界并列第二的纪录;
军山长江大桥作为京港澳和沪蓉两道国道主干线的共用桥,桥面宽33.5米,是当时国内最宽的长江大桥,其钢箱梁宽38.8米,居全国同类型桥梁之首;
主跨1280米的阳逻长江大桥,是世界目前第八大悬索桥,受地形环境限制,其南锚的工程量及基础施工难度居国内之最,被誉为“神州第一锚”,该桥在国内同类悬索桥主塔结构中首次采用剪刀撑作为塔柱的支撑,两道剪刀撑重135吨,被誉为“神州第一剪”;
郧县汉江大桥是我国首座主跨突破400米的PC斜拉桥;
鄂东长江大桥926米一跨过江,是世界第二大跨混合梁斜拉桥;
荆岳长江大桥主跨816米,是世界第一大跨度高、低塔不对称混合梁斜拉桥。
除了长江、汉江大桥建设,湖北在山区绝壁深壑也不断创造着世界桥梁建设的奇迹。
沪渝高速公路上6座百米以上高墩大跨大桥,其中连续刚构桥梁龙潭河特大桥墩高179米,创世界之最;
四渡河特大悬索桥,先导索无法送过500米的深壑,建设者首创了火箭抛送先导索的新方法;
主跨430米的支井河大桥是国内跨径最大的钢管拱大桥,由于绝壁深壑处无法施工,建设者打通9.8公里的隧道才得以进场。
(二)湖北省桥梁发展特点
随着万里长江第一桥——武汉长江大桥的建设成功,我省桥梁建设队伍初具雏形;
经过50多年的发展,湖北桥梁产业产值已超过千亿,并逐渐成为我省经济的支柱产业,使得武汉成为全国知名的建桥之都、湖北成为全世界有一定影响的桥梁强省;
综合而言,湖北桥梁发展可以总结以下几个主要特点:
1、桥梁跨度不断增大
目前,我省最大跨径梁桥达245m(黄石长江大桥),拱桥已达430m(沪蓉西支井河大桥),混凝土斜拉桥为500m(荆州长江大桥),混合梁斜拉桥为926m(鄂东长江大桥),组合梁斜拉桥为616m(武汉二七长江大桥),钢桁梁双层斜拉桥为567m(黄冈长江公铁两用大桥);
而钢箱梁悬索桥最大跨径达1280m(武汉阳逻长江大桥),钢桁梁悬索桥达900m(沪渝四渡河大桥),组合梁悬索桥达850m(武汉鹦鹉洲长江大桥)。
纵观全世界,随着跨江跨海的需要,斜拉桥的跨径已突破1000m,悬索桥跨径接近2000m,混凝土梁桥的最大跨径为270m,拱桥最大跨径已达550m,混凝土斜拉桥最大跨径为530m。
我省各类桥梁的最大跨径亦排在世界前列。
2、桥型不断丰富、建筑材料不断更新
20世纪50~60年代,桥梁技术经历了一次飞跃:
混凝土梁桥悬臂平衡施工法、顶推法和拱桥无支架方法的出现,极大地提高了混凝土桥梁的竞争能力;
斜拉桥的涌现和崛起,展示了丰富多彩的内容和极大的生命力;
悬索桥采用钢箱加劲梁,技术上出现新的突破。
20世纪90年代初,我省率先研究并应用主跨245m连续刚构桥、主跨超400m的大跨径混凝土斜拉桥以及主跨千米级的大跨径悬索桥;
国内率先在混凝土斜拉桥主梁中应用轻型π型梁构造形式,在斜拉、悬索桥型钢梁中采用高强度结构钢,在桥梁缆索中应用高强度镀锌钢丝,并开发出桥梁专用合金钢,同时在大跨度桥梁中最早研究并成功应用了组合梁、钢桁梁、混合梁等结构;
所有这一切,使各类桥型的建桥技术和建筑材料在我省得到空前的发展。
3、结构不断轻型化
随着桥梁跨度不断增大,高强材料的广泛应用,使得我省桥梁结构不断朝结构轻型化发展;
如悬索桥和斜拉桥采用钢箱加劲梁,典型代表有主跨760m沌口长江大桥和主跨1280m武汉阳逻长江大桥;
混凝土斜拉桥在密索体系的基础上主梁采用开口截面甚至是板,使主梁的高跨比大大减少、非常轻颖,典型代表有主跨500m荆州长江大桥;
拱桥采用单箱或桁架体系,如沪蓉西主跨430m支井河大桥和主跨338m和小河大桥;
梁桥采用长悬臂单箱单室横断面,板件重量减轻等,这些都使桥梁上部结构越来越轻型化,如沙湖大桥,“两翼”(悬臂)各宽10m。
4、桥梁基础形式和建造技术不断发展
随着上部结构跨径的加大、结构类型的多样化,必然给下部结构提出更高的要求。
自钢筋混凝土推广使用以来,桥梁墩台的结构形式趋于多样化。
除了传统的重力墩台外,发展了空心墩、桩柱式墩台、构架式墩台、框架式墩台及预应力混凝土薄壁墩等新型墩台,并日趋轻型、柔性化。
与此同时,桥梁深水基础也得到了发展。
50年代在武汉长江大桥中首创了管柱基础;
60年代中铁大桥局在南京长江大桥中发展了重型沉井、深水钢筋混凝土沉井和钢沉井:
90年代交通部门在黄石长江大桥中创造了双壁钢围堰钻孔桩基础,进而在军山长江大桥改造应用了异形双壁钢围堰,荆岳长江大桥北塔巧妙应用了分离式双壁钢围堰钻孔桩基础、围堰异步下深技术,减小了施工成本和施工难度;
在悬索桥锚碇建造中,进一步发展了复合基础,以地下连续墙、沉井最为突出,如阳逻长江大桥南锚碇基础采用地下连续墙围护结构,鹦鹉洲长江大桥锚碇基础采用大型沉井技术。
5、桥梁设计日趋精细化
随着桥梁,中铁大桥勘测设计院、中交第二公路勘察设计研究院、中铁第四勘察设计院、湖北省交通规划设计院等一批桥梁设计强院的涌现,为适应日益更新的桥梁设计市场竞争,设计风格逐渐以下3个方面转变:
(1)由于计算机硬件和专业软件的发展,为桥梁设计师们提供了更加快捷、便利的设计工具,完全取代了手工制图和计算。
桥梁设计师们的创造力与想象力在电脑中得以充分展现,大跨径、复杂结构桥梁的蓝图完全可以顺利实现。
(2)随着人类对地球生态平衡、自然环境及资源的日益重视,对桥梁工程提出了与周围环境相协调的要求.桥梁的设计更加注重景观和环保设计。
(3)大跨度桥梁的发展,设计不仅要求满足桥梁成桥状态结构的安全性,对施工阶段和运营阶段的便利性和经济性也很重视,桥梁的设计作品逐步实现设计、施工和管养思路的一体化,将施工控制体系和运营期健康监测系统融为一体。
6、桥梁强省的地位得以巩固
一是桥梁建设队伍不断茁壮成长。
桥梁建设的创新实际上是技术的创新,湖北桥梁能够不断推陈出新,关键在于湖北交通人执着的创新精神和对科学技术孜孜不倦的追求,努力实现桥梁强省的梦想。
每建一座桥都具有相应的工程技术难点,聚集着一批技术人才,开展一系列课题攻关,逐步积累了丰富的桥梁建设组织管理经验,形成了适应长江、汉江建设特点的施工组织管理模式,为我国培养、锻炼了一大批桥梁专家、设计大师、工程院士等优秀桥梁技术人才,一批湖北桥梁建设企业快速成长走向了全国乃至全世界。
二是桥梁强省的地位不断得到巩固。
创造多项中国第一、世界第一的桥梁产业是湖北最具绝对竞争优势的产业。
该产业技术含量高、附加值大、利税增长快,具有全国独有、世界罕见的产业优势;
桥梁产业是湖北省产值超过1000亿的支柱产业,其经济规模大大超过了武钢,并关联带动钢铁冶金、水泥建材、机械装备制造新增产值600亿元。
国家大型在汉施工企业中铁大桥局、中铁十一局、中交二航局、中交二公局一公司都是国家建桥劲旅,据相关权威部门统计,仅上述几家公司的桥梁产业产值就已突破800亿元,中建三局、中国一冶、武船重工的桥梁钢结构的产值也已突破500亿元。
三、湖北桥梁学科的发展方向
21世纪的桥梁工程已被确认为一门独立的科学技术,不再是仅凭桥梁设计者们智慧和经验的创造过程,它已发展成融理论分析、设计、施工控制及管理为一体的系统性学科;
桥梁学科融规划、环境、节能等综合理论和结构理论为基础,集设计、施工控制及管理于一体的系统性学科;
由于科技的进步,一些相关的学科也渗透入桥梁工程领域中,发展了新的分支学科,如桥梁规划、抗风、抗震、景观、施工控制、健康监测、加固技术等等。
展望21世纪,一些国家基本完成了本土交通建设的任务后,开始构想更大跨度的跨海工程和连岛工程。
以期使世界五大洲可以用陆路相连形成交通网。
在此基础上,相继对全球跨海工程(包括中国的跨海工程)相继展开研究。
因此,桥梁界专家们曾预言:
21世纪世界桥梁将实现新型、大跨、轻质、灵敏和美观的国际发展新目标,桥梁建设将更加重视标准化和集约化。
湖北省作为桥梁大省、建桥强省,应紧跟世界桥梁未来发展的潮流,需要抓好以下几个方面的发展方向:
(一)桥梁工程规划和布局
21世纪的前十年,湖北省桥梁工程已在“两条战线”上展开了大规模的建设,包括西部复杂地形、地质条件下跨越深沟峡谷的桥梁,东中部跨越大江大河的桥梁。
与此同时,“湖北桥梁”作为一个品牌正在实施“走出去”战略,积极参与国际桥梁工程建设。
1、湖北武陵山试验区和鄂西生态文化圈的交通基础工程
2000年以来,党中央、国务院于正式提出实施西部大开发战略,同时湖北省委、省政府提出建设鄂西生态文化圈和武陵山试验区,两区均地处湖北省西部山区,加强交通基础设施发展、改善地区交通条件从而发挥区位优势是该地区社会经济实现跨越式发展的前提;
因此我省桥梁建设开始进入了人烟稀少、建设条件复杂的的西部地区。
面临我国最特殊的地质条件、最复杂的地形地貌、最脆弱的生态环境和最频繁的地质灾害。
这些恶劣条件给桥梁建设带来了一个又一个技术难题。
针对我省西部地区复杂的深壑峭壁地形和气候生态条件,重点攻克了桥位勘测、适宜大跨结构设计和生态保护施工等方面的技术难题,形成了千米级钢桁悬索桥、大跨度钢管混凝土拱桥、高墩长联大跨连续刚构桥的设计、施工成套技术,有力地支撑并建成了湖北沪渝四渡河大桥、支井河大桥、小河大桥、清江大桥、龙潭河大桥等一系列重大桥梁工程,为正在建设中的宜昌至巴东、恩施至来凤、恩施至黔江、恩施至建始和规划的利川至万州、宜昌至张家界、宜都至来凤等山区高速公路桥梁工程提供有力指导。
2、跨江大桥工程
截止目前,湖北在长江上建成20座特大桥、在建3座,汉江上建成了24座特大桥梁,在建6座;
长江、汉江上游多为跨越峡谷的地形、地质复杂的山区桥梁,下游则为软土深基、大跨径的长大桥梁,桥型涵盖梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥和组合体系桥梁;
随着上述跨江桥梁的建成,使我省相关企业形成了系统、完整的长大桥梁建造成套技术,继续引领我国桥梁学科发展新方向;
预计“十二五”期间,我省还有十多座长江大桥陆续建设,这批桥梁的建设条件更加复杂、主跨跨径和建设规模大,桥梁建造技术在我省还会得到进一步发展。
3、实施“走出去”战略中的海外大桥
一是抢占先机、大力拓展国内建桥市场。
经过多年的市场实战的打拼,湖北已聚集了一大批国内顶尖的建桥和设计队伍;
作为主力军,从90年代起相继在省外建成江阴、苏通、泰州、芜湖和马鞍山等特大跨长江大桥,以及南京市多座长江大桥;
建成东海、杭州湾、青岛海湾等世界级跨海大桥及舟山连岛桥梁工程,正在建设港珠澳跨海大桥工程,抢占国内桥梁市场制高点。
二是积极实施国际化战略,开拓海外桥梁市场。
我省在60年代就开始进行国际援建工程,随着我省大跨度公路桥梁设计和施工技术水平的不断提高,桥梁产业在国内的优势地位得到得到了巩固和发展,在国际桥梁界取得了高度认可;
21世纪初,省内相关企业开始加快实施“走出去”战略,开始。
在非洲、拉美以及东南亚地区,中国桥梁人依托援外项目建设了众多的道路桥梁工程,湖北桥梁企业已经在国际市场上抢占先机,如中铁大桥局进入非洲市场已近30年,并先后在东南亚、南亚、拉丁美洲、东中欧、香港、澳门等国家和地区承揽工程,公司享誉国际建筑市场,被评选国际十大桥梁承包商。
中交二航局海外市场已拓展至13个国家,承建了马来西亚槟城二桥、斯里兰卡外环高速公路、沙特扎瓦尔港、塞尔维亚泽蒙大桥(中国企业在欧洲承建的首个大桥工程),合同额达21亿美元。
湖北省交通规划设计院分别联合湖北华舟重工、中国葛州坝集团公司大力拓展了亚、非、拉等国家的路桥工程市场,建成了缅甸国最大跨桥梁——因森大桥,承接了文莱跨海大桥,完成了马尔代夫马累连岛桥梁工程前期方案研究工作。
4、引领桥梁维加固和健康监测系统技术研究
在建造大量桥梁的同时,围绕现役桥梁安全、耐久运营和维修加固等方面等亟待解决的重大技术难题,我省亦在国内率先进行了科研,重点攻克了桥梁检测诊断、安全与耐久性评估、维修加固改造和全寿命周期设计等关键技术难题,加强了对相关科研成果的实桥应用,大幅提升了桥梁管养技术水平。
鄂东长江大桥在国内首次开展了全寿命设计及周期成本分析,武汉阳逻、天兴洲、荆岳、鄂东等长江大桥健康监测系统中应用无线测试与传输技术、光纤测试技术,同时完成对黄石长江大桥完成加固改造、对钟祥汉江大桥完成加固处治等混凝土梁桥的养护工作,为未来我省乃至全国范围的桥梁管养技术发展奠定了科学基础。
(二)桥梁建造技术发展方向
21世纪桥梁桥型主要向超大跨、轻质、高强和美观等方向发展;
施工向大节段、大块件、结构工厂化预制方向发展,进行标准化、集约化施工,确保施工质量可控,结构耐久。
从细分专业上主要论述下几个发展方向。
1、桥梁学科发展方向
如前所述,20世纪以来桥梁结构工程已发展成系统性的工程学科,主体框架已构筑完毕,但远未完善。
这些分支将得以独立发展成熟,同时也会相互渗透。
桥梁抗风、抗震领域,大跨度桥梁风致振动控制和抗震性能和减隔震技术,以及桥梁结构耐久性和安全风险评估将成为研究的热点;
风洞试验将以模型为依托,随着计算机技术的不断更新进步,数值风洞技术将日益成熟;
借助地震科学技术的发展,建成地震试验平台。
随着计算机微处理器技术的迅猛发展,桥梁CAD技术将面临新的发展机遇。
集结构分析、工程制图、工程数据库及专家系统的桥梁智能化软件将会进一步完善,迈入桥梁设计的网络时代。
桥梁施工控制技术将进一步发展。
基础工程发展的重点在于海洋钻井平台技术的引进旧桥加固检测技术的开发应用将成为新时期桥梁工程领域的另一道风景线。
2、新材料的发展方向
进入21世纪,随着高强度钢、玻璃钢、铝合金、碳纤维等太空轻质材料的大量研究,桥梁建筑的主要材料将不断更新,桥梁结构的形式将呈现出多样化发展格局。
本世纪初出现以高性能混凝土、高强钢材、无粘接预应力、非金属高强度材料等为代表的新型材料。
(1)高性能混凝土的应用
普通混凝土因其性能的不足,导致桥梁出现裂缝而影响到工程的施工质量,甚至桥梁垮塌事件屡见不鲜;
高性能混凝土的研发和运用弥补了普通混凝土的不足,高性能混凝土具有耐久性强、抗折度高、工作性能优异、使用寿命长等优点,在桥梁工程中广泛运用。
目前湖北大桥都在研究采用高性能混凝土,主要掺入矿粉、粉煤灰及适当的外加剂,具有高强度、高耐久性、高工作性和高体积稳定性等特点,高性能混凝土能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求,能最大限度地延长混凝土结构的使用年限,降低工程造价。
随着桥梁技术的进一步发展,高性能混凝目前除高耐久与高强要求外,又增加了轻质的要求,因为桥梁上部结构梁自重减轻了,可以进一步降低桥梁下部结构的成本。
如湖北孝襄高速公路跨线桥率先成功应用高强轻质混凝土,取得当好的效果。
21世纪的混凝土材料可以加入来亚纳米、水溶性聚合物、有机纤维等新型材料以不断提高强度与耐久性。
桥梁建设将广泛运用环保型混凝土,桥梁的韧性、耐久性及强度将得以有效地提高。
(2)高强、高性能钢材的应用
修建桥梁的钢材主要包括用于钢结构的钢材、用于钢筋混凝土及预应力混凝土结构的钢筋、预应力材料以及斜拉桥、悬索桥、拱桥的缆索(包括主缆、吊索、拉索、系杆)等。
随着钢材料的发展,我省武汉钢铁集团进一步的开展低碳钢以及其他合金钢,以及经过微合金化和晶粒细化处理的超高强度钢材的研究以及生产。
1998年,芜湖长江大桥首次采用的国内自主研发的钢种——14MnNbq及15MnVNq即是由中铁大桥局勘测设计院提出设计思路、武汉钢铁集团最终完成研制生产,改写了外国高强度桥梁钢材称霸中国的历史。
为后续《桥梁用结构钢》(GB/T714)等国家标准的编制完善提供了支撑。
目前预应力钢绞强度已达2000MPa,钢强镀锌钢丝强度已达1860MPa,并实桥应用,为减轻桥梁结构的自重提供了思路。
预计21世纪桥梁钢梁将大量采用高强度低预热型焊接用钢板,大线能量焊接用钢板、高韧性钢板、抗层状撕裂型钢板、异形钢板、耐候钢及镀锌钢板、抑振厚板、玻璃钢、抑振合金钢等材料,不仅可有效地增大钢梁桥的桥跨,而且能有效地降低梁体自重,实现主梁大跨、轻质的目标。
(3)无粘接预应力技术的应用
无粘接预应力技术是桥梁最近的新材料,其主要特点是便于拆除、更换,补强。
由单根或多根高强钢丝、钢筋、钢绞,沿着全长涂抹防腐蚀油脂并且由聚乙烯热塑套管包裹而成。
无粘结预应力就如普通钢束一样敷设,然后再浇筑混凝土,等混凝土达到规定强度后,进行张拉和锚固,就省去了预埋套管、穿索以及压浆等复杂工艺,减少了施工工序和成本,缩短了施工工期。
目前在我国逐步得到了广泛的应用。
无粘接预应力从预应力混凝土梁桥逐步拓展应用到斜拉桥拉索、悬索桥锚碇预应力、旧桥维修加固等桥梁领域,如夷陵、二七等长江大桥的斜拉索,阳逻长江大桥、四渡河大桥的悬索桥锚碇预应力,黄石长江大桥的维修工程的预应力补强等工程。
(4)新型轻质、高强度复合材料的研究应用
当桥梁向大跨度方向发展的同时,未来桥梁新材料应具有高强、高弹模、轻质的特点。
随着桥梁跨度的增大,混凝土材料、钢材由于容重太大,强度渐渐不够使用,若在斜拉桥中如果用碳纤维取代钢拉索则跨度更大,最有利于同悬索桥的竞争。
因此要推动桥梁跨度的发展,需要推进轻质、高强度非金属材料。
21世纪,先进复合材料将会得到较大的推广使用。
先进复合材料(AdvancedComposites)又称纤维增强塑料(FibreReinforcedPlastics,简称FRP),是以非金属纤维(如玻璃纤维、芳纶纤维和碳纤维)作增强材料,以树脂(如不饱和聚酯树脂、环氧树脂和乙烯基酯树脂)作基体材料的复合材料。
树脂将纤维束结成整体,既能保护纤维免受机械破坏和化学腐蚀,又能使纤维整体受力。
先进复合材料具有以下特点:
①强度高:
用S玻璃
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