钢桁梁桥综述

精选的文件浅谈铁路钢桁梁桥摘要：本文回顾和整理了国内外相关资料，总结了钢桁梁桥的特点、发展情况、施工方法和今后的发展趋势，探讨了目前钢桁梁桥中使用的整体节点和正交板。关键词：铁路钢桁梁桥开发整体节点正交板1，前缀钢桥由于其材料的高强度、高弹性系数，构件比较轻，施工比钢筋混凝土桥轻、方便的特点，常用于中京桥。其中，钢桁梁桥整体由以弯曲和切割为基础的桁架构件组成，但每个桁架构件主要具有轴向力。用稀疏腹板代替整个腹板比实际腹板，可以节省钢，减少结构自重，由于腹板的数量小于实际腹板，钢桁架梁可以使其高度更大，刚度更大，跨度能力更大。本文回顾和整理了国内外相关资料，总结了钢桁梁桥的特点、发展情况、施工方法和今后的发展趋势，探索了目前钢桁梁桥中使用的整体节点和正交板。2、钢桁梁桥特性钢桁梁桥结合钢和桁架结构的特性。(1)跳跃能力大。钢铁强度大，在相同的承载能力条件下，钢桥构件比混凝土桥梁截面小，钢桥自重，桥梁横向能力提高。(2)易于维修和更换。(3)钢桁架梁的构件和节点多，结构更复杂，制造成本更高。(4)钢容易腐蚀，需要定期检查和维护，因此维持费高。(5)费用比较高。(6)压缩力强，整体性好。三、钢桁梁桥的发展1894年，我国首次主持了钢桁梁桥卢安大桥的建设，由我们工程师詹天佑主持。上部结构由多孔钢桁架梁和钢板梁组成。建国前建造的钢桁梁桥的跨度全部进口，结构采用铆钉，工艺粗浅，建国后钢桁梁桥的技术发展很快。20世纪60年代中期，为了加快铁路建设，系统地研究了城昆铁路建设中的螺栓钢桁梁桥新技术、不同结构类型的螺栓钢桁梁桥40余座，结束了我国近100年铆钉钢桁梁桥使用历史，是中国钢桁梁桥发展历史上的一大进步。其中，1966年竣工的饮用水河大桥跨越州112米，建立了中国第一座螺栓焊接钢桥。1995年开通的孙区黄河大桥位于京口铁路线上，横跨黄河的双线铁桥，正桥是下大连续钢桁梁，主桁架是三角钢桁架，标准节间上12米，桁架高度13.6米，桁架宽度10米；上弦杆、下弦杆和支撑的斜顶出器使用方块剖面，其馀腹板是工作字体剖面。主要梯边梁在预制厂整体焊接，这座桥在中国首次采用整体节点结构。建设仙沟黄河大桥的基础，1999年平行于张东铁路一桥上游(南)30米处，修建了张东铁路二桥，该桥利用三角桁架全节点螺栓焊接结构，在设计和施工技术方面均有较好的改善。2000年竣工开通的芜湖长江大桥是孔铁两用桁架低塔斜拉桥，主大梁首次大规模预应力钢筋混凝土桥面板和钢桁架共同受力的板-桁架复合结构。芜湖长江大桥以其大规模的新技术和一流的质量成为继中国桥梁史上武汉、南京、九江长江大桥之后的第四个里程碑。上述几座桥梁在我国经济建设中发挥着巨大作用在新中国桥梁建设中发挥着划时代的作用近年来，为了满足铁路运输需求，新铁路桥渡能力有时需要从双线发展到4线或6线。在中国的一些大跨度钢桁架系统中，4线3桁架或4线双桁架结构开始应用。随着空间有限元分析技术的不断改进和建设水平的提高，设计值对大跨度结构的空间应力特性有了明确的认识。四、钢桁梁桥施工方法1、钢桁梁桥传统施工方法及特点1.1驾驶起重机施工方法主大梁部分在工厂或工地附近装配了整个孔，完成工地连接后，穿越将主大梁逐孔抬起，安装在桥台桥墩之间，然后依次安装桥上桥和平钟连接等。该方法广泛用于城市高架桥架设，也适用于在水位高的江面上建桥。1.2门吊施工方法在桥上安装门吊，装配的全孔大梁逐孔抬起，放置在桥墩、桥之间，然后依次安装桥梁顶置和纵联。1.3浮式起重机施工方法在工厂海岸或桥址附近的海岸组装了全套孔桥，然后用夹板抬起，将浮床拉到桥上，在支架、桥墩上架起梁。在河或海中架设长腿时常用的一种施工方法。1.4悬臂施工方法使用可移动的钢桥旋转臂起重机，装配在一侧，从一侧逐渐向前推进。用悬臂方法架设钢梁，不是临时脚手架支撑，而是将构件依次挂在其他桥墩(台湾)上。孔中未安装名为整体悬臂装配的临时桥墩。在桥孔上设置一个或多个临时桥墩时，称为半悬臂装配。近年来，悬臂组装工艺逐步改进。其特点是桥头水文学条件、航行、流水、高墩、不受季节限制，专用辅助结构和辅助设备费用低。在装配悬臂的过程中，桥梁建设公司对桥梁横断面自然环境的干扰也较少。在以下情况下，建议使用悬臂法设置钢梁：跨、高桥、通航河流水深流应急；有冰流或更多树木线的河流；钢梁的结构图对于连续桁架梁、悬臂桁架梁和多孔简单支撑桁架梁等悬臂架设非常有用。传统钢桁梁架设法在桥梁施工中的应用改进与发展在实际钢桁梁架设过程中，很少采用上述施工方法之一，大多数钢桁梁架设至少同时使用两种施工方法。另外，在建设技术上进行更符合实际情况的革新和改善，社会、经济利益也很引人注目。2.1悬臂施工方法目前悬臂装配、半悬臂装配和双向对称平衡装配仍然是钢桁桥施工的主要方法之一。近几十年来，国内外很多超大型大桥都是以这种方式建成的。随着铁桥结构的发展，悬臂组装工艺也在逐步完善。悬臂架设中，随着悬臂长度的增加，膨胀臂末端的下部挠度和悬臂支架附近的构件应力超过最大或允许范围，因此减少钢梁架设应力和膨胀臂末端挠度，确保钢梁架设中的稳定性是悬臂架设法的主要问题。为了减少桁架的内力和膨胀臂末端挠度，在膨胀臂前面的桥墩上延伸支撑支架(或桥墩旁边的支架)，以便在膨胀臂接近前桥墩时提前支撑。2.2浮动施工方法半浮半牵引架设方法，该方法采用开工施工方法和垂直牵引施工方法两种施工方法的优点，对工程的实际情况以灵活的方式进行有效的施工方法。半浮半拖施工法是在漂浮船舶上建立临时桥墩，用绞车和导向链牵引架梁，主要适用于水深慢、航行情况一般的情况，可以避免钢梁的悬臂太长、太危险。与关闭架设相比，仅增加一个炉灶，施加在钢梁两点上的力可以保证钢梁的稳定性，控制挠度和应力变化，用于浮沉的设备易于装配，易于控制，占用河流面积小，时间短，操作方便，安全。钢桁梁桥的架设过程中，人们可以选择的架设方法越来越多。通过调查国内外相关文献，总结钢桁梁架设施工方法及其发展状况，可以预见，在现代钢桁梁桥建设、现有施工方法的基础上，提出新的工艺和新技术，不断进行优化改进，钢桁梁桥架设施工方法不断发展。五、整个节点5.1全节点在钢桥上的应用铁桥整体节点是近年出现的一种新结构，广泛应用于大跨度桥梁。整个节点从螺栓过渡到焊接，再到全焊接的重要技术。以前改变了用螺栓连接钢梁的方式，但改为用焊接技术连接钢节点，改善了钢梁的工业制造工艺，便于现场安装，改善了现场工作条件。它整体性好，减少了钢铁及强度，美观的外观，促进了现场安装，改善钢梁的工厂化制造程度等优点，应用于近几年在我国建设的许多桥梁上。据统计，使用整体节点比普通螺栓焊接结构钢梁节省34%的高强度螺栓，取得了将我国钢桥建设技术提高到新水平的经济效益。因此，整体节点使用已成为大跨度钢桁梁桥的发展趋势。5.2钢桥整体节点强度问题钢桥整体节点相交的构件很多，结构复杂，力量强大，处于一般的空间复合力状态，节点的承载安全是桥梁结构整体安全的关键。这些大型复杂的完整节点目前不适用一般桥梁节点设计规格，也不适用于这些大型节点的疲劳和静态轴承容量分析设计指定。更重要的是，钢桥的整个节点是焊接结构，焊接密度高，对接焊缝、角焊缝和角焊缝都有。对于具有完整节点的大跨度钢桁梁桥，由于大动态载荷，与整个节点紧密相关的焊接材料、焊接工艺、各种焊接连接、相交焊接、构件节点外部连接等详细疲劳强度和整个节点的疲劳强度控制结构设计。对相应疲劳性能的研究还处于初期阶段，由于造成节点疲劳破坏的因素很多，空间有限元等理论分析很难准确掌握节点的实际应力情况及其疲劳承载力。为此，为了确保目前工程中桥梁运行安全可靠，结构设计经济，对这种整体节点大部分与实际情况结合，对经过验证的静态载荷和疲劳性能进行实验研究。还需要对这种新结构的静载荷及疲劳特性进行深入研究。5.3完整节点的静态和疲劳承载能力在国内，整个节点的静态和疲劳支撑力处于开发阶段，目前通过实验研究表明，如果整个节点的结构设计合理，一般可以满足静态和疲劳支撑力要求。六、正交板6.1正交板的开发近年来，根据高速铁路发展的要求，斜拉桥、钢桁拱桥、钢箱系杆拱桥、减震、降噪、结构应力和耐久性要求，钢桥桥面也开始采用混凝土板、正交板方案。其中，正交异性钢桥甲板具有整体性能好、结构低、重量轻、建设周期短、运行舒适性好等优点，在日本、欧洲国家、美国等国家的长距离和大型跨度铁桥建设中被广泛使用。6.2正交异性板的应力问题正交各向异性板在我国高速铁路桥梁中的应用越来越多，一系列问题也逐渐出现。正交异性板大梁的安装及与梁的连接施工细节在当前行业有很大争议。一些设计师认为，在轨道下设置大梁有助于桥面的总应力。一些专家认为，横梁太大，在纵梁或横梁相交的地方，横杆腹板会发生应力集中，防止疲劳裂纹的产生。在国内，许多科研机构和学者为正交板的力特性、计算方法、结构形式等进行了大量研究，但大部分集中在公路桥梁上。高铁桥梁的行驶速度、列车荷载、对桥面的冲击等大大超过了公路桥梁。因此，高速铁路桥梁对正交各向异性板的各种性能有更高的要求。今年以来，正在建设或设计的正交甲板上有更多的铁路桥，但大体上没有系统的研究，时间不足的考研，对桥面的结构体系的总流更多，结构详细差异更大的目前标准。七、结论钢桁梁桥结合钢与桁架结构的优点，广泛应用于大中型桥梁和大跨度桥梁。钢桁梁桥的架设过程中，人们可以选择的架设方法越来越多。通过调查国内外相关文献，总结钢桁梁架设施工方法及其发展状况，可以预见，在现代钢桁梁桥建设、现有施工方法的基础上，提出新的工艺和新技术，不断进行优化改进，钢桁梁桥架设施工方法不断发展。此外，整体节点和正交板整体桥面的应用提高了钢桁梁桥的整体性、承载能力，减轻了桥梁的自重。但是对整个节点和正交板的研究处于开发阶段，对它们的力特性、计算方法等还没有一定的标准。因此，在未来的开发中，需要为整个节点和正交板整个层面板指定一系列设计规则。参考文献：西军乱。铁桥M。北京：人民交通出版社；19902李亚东。桥梁工