[发明专利]用于制造整体式桥梁的方法和整体式桥梁

说明书

用于制造整体式桥梁(1)的方法，其中，在第一建造阶段中制造第一拱(5)，且在至少一个其它的建造阶段中制造至少一个其它的拱，其中，每个拱都具有至少一个拉伸带(10)，该拉伸带使得所述拱的各支点(6)相互连接，其中，所述拱的支点可移动地安置；其中，每个拉伸带被拉紧一定程度，使得在相应拱的支点处由所述拱(5)的自重引起的水平力被所述拉伸带吸收；其中，第一拱的拉伸带的第一端点(11)与第一桥台(2)力配合地连接，并且最后一个拱的拉伸带的第二端点(11)与第二桥台(2)力配合地连接；各拉伸带的其余的分别邻接的端点力配合地相互连接；所述拱的相应的支点与所述桥台(2)和所述至少一个桥墩(4)力配合地连接。

本发明涉及用于制造整体式桥梁的方法以及按照该方法制得的桥梁。

没有支座和行车道过渡部的桥梁称为整体式桥梁。桥梁建设的全球趋势显然是朝着整体建设的方向发展，因为支座和行车道过渡部是易损部件，必须定期更换。

对于当前设计的整体式桥梁，设计成梁的桥梁横梁由于冬天温度降低或夏天温度升高而出现长度变化，这引起桥台的位移，如果桥梁的总长度最多为70m，则这不是大的问题。在桥梁较长时，桥台需要支座和行车道过渡部，以便能实现补偿温度变形。

在拱桥的情况下，可以避免梁桥出现的因温度引起桥梁横梁纵向位移的问题。罗马式桥，例如西班牙Tajo河上的Alcántara桥，具有半圆形的拱门和宽阔的桥墩。对于具有半圆形拱的罗马式桥梁，净拱跨度与净拱高的比率为2.0。自重和交通产生的负载由拱吸收，并被引导到地基中。在拱上布置了填充材料，在填充材料上布置了行车道。填充材料和行车道不能吸收沿桥梁的纵向方向作用的拉力或压力。因此，在夏天桥梁变暖会导致拱、填充材料和行车道的向上的竖直位移。冬季桥梁的冷却会引起向下的竖直变形。

在不可移动的桥台之间，当温度升高或温度下降时，在桥梁的纵向上实际上不发生变形。因此，由于桥梁中的温度差异，桥墩不会受到弯曲负荷。罗马式桥梁是可以建造成任意长度的整体式桥梁。

罗马式桥梁的桥墩宽度很大。桥墩的大的宽度决定了材料消耗大，但本身带来了如下优点：能够一个接一个地制造拱。桥墩的大的重量引起了能够把来自最后制造的拱的自重的水平力引入到地基中。

如果拱跨度与拱高的比率提高，则将减小拱桥的材料耗用。但这种材料节省在拱的支点处引起了较大的水平力。如果拱跨度与拱高的比率提高，则由于拱的自重所致的水平力较大。

如果桥墩宽度减小，则可以实现进一步减少拱桥的材料耗用。

Aad van der Horst等人在文献“Stadsbrug Nijmegen”(在IABSE鹿特丹研讨会报告中，第99卷，第21号，2013年，第724-729页)中记载了这种桥梁，其具有拱跨度与拱高的大的比率，且具有减小的桥墩尺寸。

Stadsbrug Nijmegen的在Waal河北侧的整体式引桥具有16个拱和680m的长度。第一拱和最后的拱分别利用支点与几乎不可移动的桥台固定地连接。其它的拱支点安置在桥墩上。在桥梁中没有支座且没有行车道过渡部。拱、桥台和桥墩之间的连接抗弯曲地设计。在这些拱上设置了多孔混凝土，其形成了行车道板的支撑件。行车道板以规律性的间距具有横向接头。钢筋混凝土拱具有42.50m的跨度、5.30m的高度，因而具有的拱跨度与拱高的比率为8.0。

在拱支点处由于自重而产生的水平力在最终状态下在每个桥墩上面相互抵消。在最终状态下，桥墩通过桥梁的自重仅仅因法向力而受到负荷。与桥台连接的拱支点的水平力必须由桥台吸收。

桥梁在夏天变热或者桥梁在冬天变冷也在桥墩中引起弯曲力矩，因为桥梁布置在两个不同的桥台之间，并且温度差通过拱中的竖直变形和弯曲负荷而吸收。在相对于制造温度的温度差为30°且变热时，拱向上变形大约29mm。

均匀分布的交通负载就像自重负荷那样在桥墩中导致竖直的法向力负荷。