我国钢桥的发展

经　济　似　横　詈　我国飙　李永兴、发展　陈明长　强相继入侵，那时修建的钢桥大部分是由外国人设计和监造　邱安伟钢桥的基本特点　．———Ｉ钢桥是由钢材通过铆接、焊接、栓接等手　的。如１９世纪末，由俄国和比利时建成的哈尔滨松花江桥，　１９０５年由比利时人建成的郑州黄河桥等。我国工程界第一　次主持修建的钢桥是成滦河大桥，由詹天佑完成。而且，由他　主持修建的京张铁路上的钢桥均由我国自己设计、制造和安　段拼装而成，而钢材的本身是一种抗拉、　抗压和抗剪强度均较高的均质材料。由于钢材的强度高，所　以钢桥具有较大的跨越能力。钢桥的构件最适合工业化方法　制造，便于运输，工地安装速度快，因此，缩短了施工期限。而　且。钢桥在受到破坏后。易于修复和更换，所以，从抢修方面　装的．从而开创了我国铁路钢桥的新篇章。之后，于１９３７年　由我国著名桥梁专家茅以升负责设计并监督施工的钱塘江　来考虑，它较其他材料优越。目前桥梁市场主要是钢桥、ＰＣ　和ＲＣ桥。在跨长大于１２０米的大跨度桥梁领域，钢桥自重　约为ＰＣ桥的１／５～１／６．５．故占绝对优势。在中小跨度桥梁中，　由于材料、制造和安装技术、地理条件、维修与造价等一系列　因素的不同，在桥型选择时应综合考虑上述因素。往往在跨　度较小的情况下，从经济考虑，尽可能采用钢筋混凝土桥代　替钢桥。而近些年钢一混凝土组合结构技术的发展和广泛应　大桥．拉开了我国建大跨度钢桥的序幕。新中国成立后，我国　钢桥建设取得了较大的发展．在１９９０年以前主跨大于１００　米的铁路钢桥就有十余座。如１９５７年建成的武汉长江大桥，　为公铁两用桥．正桥为三联．每联为３ｘ１２８米连续铆接钢桁　梁：１９６８年建成的南京长江大桥，也为公铁两用桥，上部结　构的主要部分由一孔１２８米的剪支钢桁梁和三联３ｘｌ６０米　连续钢桁梁组成。在此时期，公路钢桥发展也尤为迅速，像　１９８４年建成的拉萨河达孜悬索桥，其主跨度为５００米，１９８９　年建成的上海南浦大桥为主跨长４６４米的三跨连续组合斜　拉桥。２０世纪９ｏ年代以后至今，是钢桥发展历史上最快的　时期。建造了许多具有代表性的公路、铁路钢桥，详见表１。　用，增强了钢桥在中小跨长桥系的竞争力。　二、我国钢桥发展的历程回顾　我国的钢桥建设有１００多年的历史，清朝末期，世界列　表１　我国１９９０年以后至今建设的主要钢桥　类别　建造年代　１９９２　桥名　九江长江大桥　孙口黄河大桥　芜湖长江大桥　上海杨浦大桥　主跨长，米　１８０＋２１６＋１８０　４ｘ１８０　１８０＋３１２＋１８０　６０２　结构特点　双层公路两用桥。三跨连续栓焊系杆拱桥　双线铁路桥，四跨连续栓焊钢桁梁　双层公铁两用桥．栓焊钢桁梁斜拉桥　三跨连续组合工字钢梁　铁路桥　１９９５　２Ｏｏ０　１９９２　１９９７　公路斜拉桥　１９９８　上海徐浦大桥　汕头宕石大桥　５９０　５１８　三跨连续组合边箱梁　栓焊连接混合箱梁　２Ｏｏ０　２００１　１９９６　武汉长江三桥　南京长江二桥　西陵长江大桥　６１８　３０５＋６２８＋３０５　９００　栓焊连接混合箱梁　三跨连续全焊钢箱梁　单跨全焊钢箱梁　１９９７　１９９９　公路悬索桥　１９９９　虎门珠江大桥　厦门海沧大桥　江阴长江大桥　８８８　２３０＋６４８＋２３０　１３８５　单跨连续全焊钢箱梁　三跨连续全焊钢箱梁　单跨全焊钢箱梁　２００１　２００１　鹅公岩长江大桥　宜昌长江大桥　２１２＋６２８＋２１２　９６０　三跨连续全焊钢箱梁　单跨全焊钢箱梁　１９９２　１９９６　公路钢管　混凝土拱桥　１９９７　１９９７　２０ｏ０　万县长江大桥　三山西大桥　黄柏河大桥　下牢溪大桥　广州丫髻沙桥　４２０　２００　１６０　１６０　３６４　组合板拱式肋　组合板拱式肋　钢管混凝土拱桥　钢管混凝土拱桥　钢管混凝土拱桁桥　匿勉囫舢年第ｌ２期３７　维普资讯 http://www.cqvip.com 经　济　纵　横　Ｉ　ｎ蕾　三、钢桥的发展现状　１．大跨度钢桥。大跨度钢桥以索梁结构体系为最适合的　桥式，如悬索桥和斜拉桥。　悬索桥是跨越能力最强的桥型之一，其雏形三千年前已　在我国出现。１９世纪末，其跨径突破３００米，但当时的问题　是活载挠度过大．曾通过增大加劲梁刚度来解决这一问题。　之后．随着挠度理论的诞生，材料、施工方法和计算理论的进　展，悬索桥进入一个朝低高度主梁、高强度材料和大跨径方　向发展的阶段。涌现出跨度在１０００米以上的悬索桥，如主跨　为１０６６米的Ｇｅｏｒｇｅ　ＷａｔｈｉｎｇｔＯｉｌ桥（１９３１年）；主跨为１２８０　米的金门大桥（１９３７）。这些桥加劲梁均以桁架为主。二战后，　悬索桥进入了新的发展时期，欧洲各国采用了抗风性能好的　薄壁箱形截面加劲梁．其代表为９８８米的Ｓｅｖｅｒｎ桥（１９６６　年）。此后．这种桥型在美国、１３本、挪威、丹麦等国家都得到　广泛应用。现在悬索桥跨径仍在不断扩大，最近建成的超大　悬索桥有中国的江阴长江大桥，丹麦的大贝尔特大桥和日本　的明石海峡桥　斜拉桥诞生于１７世纪．二战后，由于高强度材料的广泛　应用、施工方法的改进和结构理论的发展，使这一古老的桥　型焕发出了新的生命力。如今，在短短的５０年里，钢斜拉桥　有了飞速的发展．成了２００米到８００米跨径范围内最具有竞　争力的桥梁结构形式之一，并且其范围仍有扩大的趋势。已　建成的１３本的多多罗大桥，跨度长达８９０米。有理由相信，在　大江河的软土地基和不适合修建悬索桥的地区，可能修建超　过１２００米的斜拉桥。我国的斜拉桥设计建造技术已跨人世　界先进行列．建成的杨浦大桥，跨度达６０２米，是世界瞩目的　叠合梁斜拉桥。还有南京长江二桥、武汉长江三桥、上海徐浦　大桥都跻身于世界钢斜拉桥前列。　２、复合桥梁。　（１）复合桥梁的概念及特点。２０世纪８０年代，以法国为　代表的欧洲各国、日本和北美，通过对复合桥技术的再开发　和持续的技术革新．建成了各式各样的复合结构铁路桥和公　路桥．将成为２１世纪桥梁发展的重要结构体系之一。　复合结构大体可分为组合结构和混合结构。组合结构是　指由异种材料组合断面的构件而组成的结构体系，混合结构　是指把异种材料的构件通过接头而组成的结构体系。这里的　异种材料是指钢和混凝土。　复合结构桥梁有以下特点：①钢与混凝土（ＲＣ或ＰＣ）组　成的复合结构桥梁可以得到比单一材料无法取得的更优越　的结构力学特性和合理的结构形式。它充分利用了钢和混凝　土的优点又弥补了各自的不足，钢在受拉区有良好的抗拉强　度和变形性能．但在受压区易产生屈服。混凝土则相反，与其　抗压强度相比抗拉强度非常小。钢构件比混凝土重量轻，但　混凝土比钢便宜。②现今开发的复合结构桥梁，结构简单，易　于工厂制造，提高了制造和安装质量，可缩短施＿Ｔ工期，大大　减少了维修丁作量．降低了建设和维修管理的成本。因此，复　合结构桥梁将成为２ｌ世纪桥梁的热点动向。③多种形式的　复合结构桥梁突破了传统的中小跨度梁式桥的模式，可以适　应各种施工条件。能与周边环境相协调，具有优良的景观性。　另外，复合桥梁设计与施工方法密切相关，显示了较大的灵　活性。所以，复合桥的技术开发增强了焊接钢桥在中小跨度　３８暖煎圜２ｏｏ７年第ｌ２期　的竞争力。　（２）复合梁的发展。复合结构在桥梁上应用范围相当广　泛：上部结构组合梁类包括组合工字钢梁、组合箱梁、组合钢　桁梁、波形钢腹板ＰＣ箱梁桥、钢管混凝土拱桥、ＳＲＣ梁桥等。　混合梁类：混合连续箱梁桥（钢箱梁＋ＰＣ箱梁）、混合连续钢构　桥、混合加劲梁斜拉桥、混合加劲梁矮塔斜拉桥等。下部结构　为组合桥墩和混合基础结构。　近几年．随着组合梁技术的不断发展，组合梁得到了广　泛应用，尤其在高速铁路上。法国ＴＧＶ高速铁路上大量采用　二主梁组合梁桥（约占４５％以上），英国和德国也有大体相同　的趋向：１３本的中小跨度桥，包括一些高速铁路桥梁多采用　ＳＲＣ混合梁桥。　混合梁桥往往在中跨采用自重较轻的钢箱梁，侧跨采用　自重较大的ＰＣ箱梁．这样可以平衡中跨弯矩，并避免端支座　产生负反力。　四、对钢桥发展的要求　从国外经验看，建立正常的桥梁建设市场经济机制有助　于桥梁技术水平的发展。在我国．桥梁等建筑领域虽然较早　地采用了招投标制、契约合同制等．但是仍然遗留了计划经　济时期的色彩，以及某些献礼工程，政绩工程、地方保护、部门　保护，不合理的管理和质量控制机制等，这些都将影响招投标、　企业竞争和优胜劣汰的规范化。作为从事桥梁建设的企业理应　提高管理和技术人员的素质．通过技术革新提高桥梁设计、制　造、施工等方面的技术水平．降低成本等来增强企业的竞争力。　为满足对桥梁增长的需要，以及对钢桥钢度的要求，保　证走行性、舒适性的要求，必然要考虑新的技术和新的结构形　式以提高工效。同时，焊接在钢桥制造和施工的比例进一步加　大．将由栓焊向全焊过渡。而且．更加注重组合梁桥的开发。　钢桥结构开发的根本因素是钢材，而钢材往往造价较　高．在保证桥梁机能的前提下，尽可能地缩短施工周期，减少　维修工作量，降低成本，乃当务之急。　在钢桥技术１３趋成熟之时，人们也越来越重视对噪声的　控制。因此．在确保高质量和美观的同时，也追求防噪处理。　五、钢桥发展的趋势　１．进一步朝大跨度发展。随着经济的发展，交通显得尤　为重要．而桥梁是交通中重要的纽带。跨越大江、大河乃至海　峡都需要大跨度桥。比如像１３本这样的岛国，大岛之间的连　接主要靠桥梁和海底隧道，为满足１３益增长的经济需要，１３　本投巨资建造了许多跨海大桥。而我国地域辽阔，要发展经　济．所建铁路、公路都要跨越大江、大河、高山、峡谷、高原以　及地域条件比较差的地区，桥的跨度必将有所突破。　２，质量和寿命不断提高。随着高强度、轻型、耐腐蚀、耐　久性的新材料的开发．及新的设计理念、施工技术的广泛应　用．钢桥的质量也逐渐提高。同时，设计理论的改进，尤其在　极限状态设计理论基础上．建立ＬＣＣ设计概念，即开展最小　维修量的长寿命的桥梁设计方法。在结构和构造设计方面要　逐步形成我国自己的各种桥梁体系，这有利于降低制造、架　设和维修的成本．提高桥梁寿命。　ｆ作者单位：李永兴、邱安伟。湖南省辰溪县建设局；　陈明长．石家庄铁道学院土木工程分院）