钢拱桥发展综述.pdfVIP

参考文献 1李宏江．波形钢腹板箱粱扭转与畸变的试验研究及分析博士学位论文．南京：东南大学交通学院， 2003 2中华人民共和国国家标准．钢结构设计规范(GB50017--2003)．北京：中国计划出版社，2003 3水口和之，大浦隆，芦探意一郎，沌意司，古田公夫。加藤卓也．本谷桥。设计E施工．椅梁E基磋，1998 钢拱桥发展综述 高婧陈宝春 (福州大学土木建筑工程学院) 摘要本文从最早的金属拱桥开始，从材料、跨径发展、施工方法和结构造型与异化等方面对钢拱 桥的发展历史进行了简要的回顾和发展方向的展望，最后对我国钢拱桥的发展方向提出了看法。 关键词钢拱桥材料跨径施工方法历史展望 在21世纪以前，我国钢拱桥修建极少。然而进入2l世纪以来的这几年，受上海卢浦大桥的影响，目 前有几座大跨径的钢拱桥如广州的星光快速路的江海特大桥、重庆菜园坝长江大桥正在计划修建之中。 鉴于我国对钢拱桥的设计施工经验积累严重不足，本文对钢拱桥的发展作一简要介绍，以供参考。 一、建桥材料的发展 1．铸铁拱 随着工业革命的兴起，18世纪出现了金属拱桥。第一座铸铁桥是由Thomas 位于Coalbrookdale，跨越塞文(Severn)河(图1)，由制铁业者、 实业家AbrahamIII建造，建成于1779年。该桥主跨 Darby 30．5m，由5根平行的铸铁拱肋组成。 1796年，Tereord在Coalbrookdale建造了Buidwas桥。它 也是一座铸铁拱，跨径达到39．6m，与Iron桥相比，它所用铸 铁少了一半。该桥采用了中承式拱、变高度梁，因而它的桥 型显得更加新颖。随着铸铁在桥梁中的应用发展，铸铁拱桥 像石拱桥一样，成为了运用新技术的象征。铸铁拱桥的最大 跨径达到了72m。 图1㈧dal。的Ifol】桥 2．锻铁拱 与铸铁相比，锻铁延性较好、抗拉强度较高，因此随着锻铁的出现，锻铁桥在19世纪上半叶应运而 生，且使桥梁跨径得到了大幅度的提高。锻铁拱桥的主拱一般为桁式。 Efllel(埃菲尔)设计，1884年完工， 位于法国MassifCentral的Gambit拱桥(图2)，跨径165m，由Gustave 它是这种桥型比较晚期的代表作。在该桥建成前10年，美国采用钢管的Eads桥已建成，那为什么埃菲 19世纪80年代，美国钢材价格才开始下降)，而且当时锻铁比钢的生产技术更为成熟。 3．钢拱桥 启了大跨径钢拱桥的新时代。 图3美刨Finis桥 四2法国C,anlbiI拱桥 4．材料与连接构造的发展趋势 显然，钢拱桥的发展与材料的发展紧密相关。近年来，随着钢材技术进步．出现了高强锕、控温控轧 ControlPloceSS)、高焊接性钢(低预热高强钢、大线能量钢)、抗层状撕裂钢、变 钢(TMCP：Thenno．Mechanical 厚度钢板、耐候钢、减振钢等。北美揉用耐候钢的用量占到钢桥总数的50％以上，美国的新河谷桥采用 的就是耐蚀钢板A588钢。我国目前也开始生产耐候钢。 但值得注意的是，钢材强度并不是桥梁选材时的惟一考虑。美国Bethlehem钢铁公司的一项研究指 出，345MPa级的钢是最有效的，丽另一项研究剧认为485MPa级的钢是最有效的。这两项调壹都是基于 目前钢材所具有的性能和当前设计规范的限制。对于美国来说，345MPa级钢是在钢桥中应用最多的，而 250MPa级钢有不断减少的趋势。尽管桥梁工程中，钢材的强度有不断增高的趋势，但高强钢材的用量仍 然有限，大量应用的仍是普通钢材。对于拱桥来说，应用高强度钢并不直接意味着结构自重的减轻，因为 拱以受压为主，稳定问题非常突出，防止整体失稳和局部失稳是拱桥设计中非常关键的问题。 锕桥经历了锖钉连接、铆接、焊接和高强度螺栓连接的发展过程。由于焊接施工进度要快于栓接，因 而现代钢桥工厂制造全部为焊接，工地拼装也以焊接为主，高强度螺栓连接为辅。美国新