中国拱桥 世界跨度（科技名家笔谈）(3)

　　现阶段，劲性骨架混凝土拱桥无设计施工行业规范、国家标准，拱圈纵向配筋参照相近规范。天峨龙滩特大桥拱肋外包混凝土强度等级为C60的高性能混凝土，国内外相近规范规定的全截面纵向最小配筋率为0.6-1%，但未明确配筋率计算是否计入劲性骨架的纵向弦管。中国学者尧国皇等人研究表明：纵向钢筋对劲性骨架混凝土拱圈截面承载能力及韧性的贡献远小于弦管，因此计算全截面纵向最小配筋率时，应考虑劲性骨架的纵向弦管；并且，只要考虑劲性骨架的纵向弦管，绝大多数劲性骨架混凝土拱桥能满足全截面纵向最小配筋率要求，纵向钢筋按构造需要配置即可。

　　鉴于现有相关理论不完善，天峨龙滩特大桥最终采用李国豪教授《桥梁结构稳定与振动》一书推荐的公式，计算力矩增大系数并按此力矩增大系数计算截面承载能力，得出结论：纵向只需配构造钢筋即可。我们通过进一步分析认识到，混凝土拱肋截面小偏心受压，其截面力学行为与预应力混凝土梁无异，而预应力混凝土梁纵向只配构造筋已成共识。

　　此外，已通车26年的劲性骨架混凝土拱桥万县长江大桥、邕宁邕江大桥的纵向配筋水平与天峨龙滩特大桥相当，至今拱圈混凝土无横向裂缝。因此，笔者认为劲性骨架混凝土拱桥拱圈如处于小偏心受压，劲性骨架弦管能满足规范最小含钢率要求，纵向按构造配筋即可。同时，横向宜加强普通钢筋，必要时张拉横向预应力防止混凝土纵向有害裂缝发生。

　　中国拱桥技术和经验

　　将造福世界

　　混凝土拱桥拱圈受力极为合理，耐久性好，但是重量大，每米拱圈质量是同跨径斜拉桥、悬索桥加劲梁的5-10倍，且呈曲线形，架设困难，费用高。1898年，奥地利工程师约瑟夫·米兰提出了劲性骨架法，先架设仅为外包混凝土重量1/10甚至更轻的钢拱骨架，然后在其上挂模板，浇注外包混凝土，形成拱圈，国外使用此技术建设的混凝土拱桥最大跨径260米。中国工程师用钢管混凝土拱桁代替钢拱骨架，节省骨架一半用钢量，发明了分环、多工作面、多段浇注混凝土，降低施工中产生的时程应力，降低了建造风险和费用，建造了11座跨径大于300米的劲性骨架混凝土拱桥，包括跨径600米的天峨龙滩特大桥，远远走在世界前列。天峨龙滩特大桥建成后，经过荷载试验静力、动力性能良好，顺利通过交工验收，2月1日正式通车运营。2月15日，天峨县发生4.4级地震，处于震中的天峨龙滩特大桥安然无恙。

　　最近30年，特别是进入新时代以来，中国桥梁建设取得突飞猛进的发展，建成许多超大跨径世界名桥，得益于中国高速铁路、高速公路大规模建设产生的需求，天峨龙滩特大桥也不例外。天峨龙滩特大桥建成通车，使混凝土拱桥跨径上了一个大台阶，是世界拱桥发展史上的一座里程碑，其技术创新和建造经验将造福世界。

　　（作者为中国工程院院士、广西大学教授，长期从事拱桥科研和工程技术创新工作，曾获3项国家科技进步奖和茅以升科学技术奖——桥梁大奖、李国豪原创桥梁技术奖等；所主持的大桥项目荣获国际桥梁大会最高奖乔治·理查德森奖、中国土木工程詹天佑奖、中国建设工程鲁班奖等）

　　中国科协科学技术传播中心与本报合作推出

(责编：岳弘彬、牛镛)