浅谈铝合金桥梁在现代园林设计中的应用

铝桥：城市的亮丽风景线铝材特别是挤压铝材在桥梁中的应用已有相当长的历史，但用量不大，发展速度也不快，原因之一是铝合金的强度还不够高，不能满足公路、铁路桥梁的要求，常用的6xxx系合金挤压型材的抗拉强度Rm只有250N/mm2，亟需研发一批强度650N/mm2的高强度的铝合金，以满足承重路桥特别是军用浮桥建设的急需，高强度与高抗蚀性铝合金挤压型材对建造浮桥有着特别重要的作用，舟桥部队是强大的解放军的一支重要组成部分，现行的6xxx系合金的各项性能对建造过街人行天桥来说却是绰绰有余；二是铝的价格比钢材的高，使桥的造价上升不少，在一定程度阻碍了铝桥的发展。

用挤压铝合金型材造桥优点多多铝合金挤压型材是建造桥梁与浮桥的优良结构材料之一，尤其是对建造浮桥来说，在当前它是首选的材料，值得大力推广，其基本优点可归纳如下：密度低约为钢的1/3，铝合金的密度约为2.7g/cm3，而钢的密度却高达7.8g/cm3。

6xxx系的强度性能可与低碳钢的相当，因此比强度（强度质量比）、比刚度（比弹性模量）远超过钢材的。

抗腐蚀性能强对雨水、海水与道路盐份、泥浆的腐蚀可忽略不计，特别是5xxx系合金，因此不但建造完后不用刷油漆，在服务期间也不需定期维护。

笔者2013年访问美国时，途经匹兹堡市，顺道造访1933年建造的斯密斯菲尔德街桥（SmithfieldStreetBridge），这是一座建在河上的可过车与行人的铝结构桥，已有84年之久，仍光彩夺目，熠熠生辉。

韧性高抗疲劳裂纹扩展能力很强，又无低温脆性。

铝合金的强度与塑性均随着温度的下降而同步上升，可是90%以上的钢都有低温脆性，所以铝合金是高寒地区造桥的上乘材料，北欧建了不少铝合金公路桥。

可挤压性能强这一点对于建造桥梁来说很重要，因为其可以生产设计师所需要的断面复杂的空心型材，增大承受负载的能力，而不必进行昂贵的切削加工，还可以生产变断面型材。

中国不但是铝挤压大国，而且已跃居世界铝挤压初级强国，截至2016年，已拥有挤压力≥45MN的大挤压机135台，其中225MN、230MN、250MN的特大超级重型挤压机4台，可生产别国不能生产的超级大型材，为建造铝桥创造了极为有利的条件。

铝合金人行天桥的特性及设计对策摘要：桥梁结构材料不断创新，对铝合金材料的使用引起了高度重视，该项材料具有轻质、高强、耐腐蚀、利用回收率高等多重特性，运用于人行天桥施工过程中，具有便捷化的特性，可以打造良好的景观效果。

本文分析铝合金材料在人行天桥中的应用特性，并探讨相关设计对策，并注重对细节的把控，旨在打造高质量、自重轻、经济性、整洁性、美观化的人行天桥结构，为相关从业人员提供参考和借鉴。

关键词：人行天桥；铝合金材料；使用特性；设计对策引言：近年来，在城市建设过程中，人行天桥的作用日益突出，且应用范围不断拓展。

以铝合金人行天桥为例，本文旨在介绍铝合金人行天桥的使用特性，并提出有针对性的设计对策，完善对天桥的总体布置，保障结构设计具备合理性，减少对城市局部交通造成的影响，满足两侧行人的过街需求。

1.分析铝合金人行天桥的基本特性在人行天桥结构的建设过程中，对于铝合金材料的运用，与常规采用的钢材之间有着本质上的差别，因此铝合金结构的材料和设计方案与钢结构桥梁有所不同。

若要完善对铝合金人行天桥结构的设计，首先需要充分了解铝合金材料的材料性能和特征。

1.1铝合金材料类型据了解，传统的铝合金生产需要在基质铝材中添加其它合金元素，目前所研发的新型铝合金材料，可具备高韧性、高耐久性和高强度等多个方面的优势。

一般添加的常用主要合金元素，主要包括以下几种：镁、硅、锌、铜等。

此外，还有添加的附加元素为镍、钻、铬、铁等。

制造生产铝合金材料时，由于类型和添加量的各不相同，对应所生产出的铝合金材料，在材料性能方面相应会存在一定的差异。

我国在对铝合金材料分类命名时，通常会采用四位数字，与国际通用的方法相同。

在四位数字当中，第一位、第三位和第四位的数字，与国际四位数指定体系中的含义相同。

而第二位数字则采用英文字母来表示，用以显示材料的改型情况。

在铝合金的冶炼阶段，一般也会用“数字＋字母”的组合方式来表示。

随着建筑工程建设作业的开展，所运用的型材和板材，分别为6000系列和3000系列。

浅谈金属材料在园林景观中的新应用摘要：随着社会的发展与演变，人们对客观事物价值观的提升，园林景观中金属材料从内部应用转向外部应用，被人们重新创新和认可，并达到坚固、实用、美观三合一的效果，同时金属材料的自然材质美、光泽感、肌理效果构成了金属产品最鲜明、最富有感染力并能体现出具有时代感的审美特征,对人们的视觉、触觉给以最直观的感受和强烈的冲击。

下面就以美国盖帝中心花园为例，浅谈金属材料在景观中的新应用。

关键词: 金属材料，园林景观，新应用, 盖蒂中心（Getty Center）花园Abstract: along with the development of social development and evolution, the people to the ascension of the value objective things, landscape of metal materials from internal to external application application, is people to innovation and the approval, and achieve strong, practical, beautiful as one effect, and metal materials of natural material, burnish feeling and texture beauty effect form metal products, the most the most distinctive is impressive and can reflect The Times with the aesthetic characteristics o f people’s vision and touch to the most intuitive feel and the impact of the strong. Here is the getty center in garden, for example, showing metal material in landscape of new applications.Keywords: metal materials, the landscape, the new application, the Getty Center (Getty Center) garden盖蒂中心（Getty Center）是美国石油大亨保罗.盖蒂家族捐资修建的。

铝合金在民用与军用桥梁中的应用铝合金在民用与军用桥梁中的应用王春生,袁卓亚,高珊,叶礼锋9铝合金在民用与军用桥梁中的应用编译王春生,袁卓亚,高珊,叶礼锋.(1.长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室,陕西西安710064;2.西安公路研究所,陕西西安700054;3.福建南平战备办公室,福建南平353000)摘要:分析总结铝合金在桥梁工程应用的现状,重点介绍国外不同结构形式和不同功能的民用铝桥的应用情况;并以瑞典装甲架桥车为例,介绍国内外军用铝桥的应用及发展前景;同时对"铝一轻质混凝土"组合梁进行分析说明.国外的成功经验表明,铝合金桥梁在未来的桥梁建设中具有很大的发展潜力关键词:铝桥;组合铝梁;铝合金中图分类号:U448.36;U448.2文献标识码:A文章编号:1671—7767(2007)03—0009—041引言由于铝合金具有强度重量比高,断裂韧度和疲劳强度高,耐腐蚀和稳定性好,可塑性,焊接性好等诸多优点,它在土木工程中的应用越来越广,在桥梁工程中也越来越引起人们的兴趣与重视.铝合金材料的研究及其在桥梁工程中的应用已经成为桥梁创新设计的重要方向之一[1qJ.铝合金应用于桥梁工程中的历史可以追溯到1933年美国匹兹堡史密斯菲尔德街桥上的铝桥面板.接下来的50年,全世界兴建了大约近百座铝合金桥梁.1946年,美国在马塞纳修建了世界上第一座铝合金桥,它是一座七跨连续梁桥,上部结构由混凝土桥面板与铝主梁组成(包括纵梁和所有的支座都是由铝合金制成).全桥总长153m,宽9.75m,重150t.现如今在土木工程领域铝主要应用于:军用桥梁,民用桥梁(尤其是人行天桥),浮桥及可移动桥梁,旧桥面板的替换及既有桥梁的重建等.2不同结构形式的民用铝桥2.1连续箱梁桥在土木工程领域,铝材体现出越来越大的优势,现在也被广泛应用于桥梁改建工程中.挪威的第一座现代全铝桥是1996年修建的福斯莫(Forsmo)公路桥(见图1).该桥位于诺尔兰郡,取代一座已有60年历史的旧桥.压制件采用6082型及6005型合金.这座全铝桥长39m,由2片箱梁组成,桥面板同时又作为箱梁的上翼缘.箱梁主要由带整体加劲肋的窄扁压制件组成,这种压制件还用于桥梁的腹板及下翼缘板中,并沿桥纵向布置.箱梁内部每图1挪威福斯冥公路桥隔3m设一横向支撑,起到保持主梁稳定并传递荷载的作用.桥面板由3室中空压制件组成,高0.123 m,宽0.25m.压制件内部的4片腹板互成60.角形成横向框架,与上翼缘板焊接在一起组成正交异性桥面板同时焊接在箱梁上缘[2].2.2桁架桥1955年,德国首次使用铝合金修建了施万贝尔(Schwansbel1)桥(见图2),位于吕伦附近;跨越达特尔恩一哈姆运河,于1956年正式投入使用.图2施万贝尔桥该桥采用桁架体系,全桥跨径44.2m,宽5.1m,其中行车道宽3.5m.可以承担120kN的荷载.采用U形弦杆,I形支撑及I形斜杆.结构材料选用A1MgSilF32,相当于目前的ENAW6082收稿日期:2007—04—21编译者简介:王春生(1972一),男,副教授,1995年毕业于西安公路交通大学桥梁工程专业,工学学士,2000年毕业于长安大学桥梁与隧道工程专业,工学硕士,2003年毕业于同济大学桥梁与隧道工程专业,工学博士,2006年清华大学土木工程博士后出站.10世界桥梁2007年第3期T6型合金.桥面板由～些厚0.16m的特制铝压件栓接形成,同时用冷拉铝合金螺栓栓接在纵梁上.为了避免在铆钉与板之间发生缝隙腐蚀,该桥在板的表面及连接截面处涂有1层保护层,同时还能填封缝隙.该桥的上部结构是在运河附近的车间预制安装的,然后由船运送至施工现场,再由起重机吊放在桥台上.这座桥历经风雨50年,在鲁尔地区强腐蚀环境下加之没有涂刷任何保护层,其表面已变灰变暗,但丝毫没有影响其承载能力及各构件的使用性能.这座人行桥用铝25t,总造价98000欧元.实践证明,该结构体系在稳定性,安全性及耐久性方面均表现出众].2.3拱桥1950年,加拿大在魁北克省阿尔维达建成了一座全铝拱桥,主拱跨径88.4ITI,高14.5121,主拱两侧是间距为6.11TI的引桥.主粱由铝质纵梁和横梁组成,上面铺设钢筋混凝土桥面板.所有支座也均由铝合金制成.全桥总长153ITI,宽9.75ITI.采用2014一T6型铝合金,总重150t.目前该桥仍在使用之中,是世界上跨径最大的一座铝桥.2.4悬索桥2O世纪7O年代初期,法国修建了2座公路铝桥.第1座位于蒙梅勒,跨越索思河.最初该桥的上部结构由钢与木结构组成,目前已被全铝桁架结构所代替.采用全铝结构的目的在于减轻桥梁自重.上部结构的2片主桁梁由u形弦杆,I形竖杆及I形斜杆组成.材料选用ASGMT6型合金.桥面板由焊接铝横梁,I形纵梁及特制组合板与铝栅格粘结在一起而形成.第2座铝桥位于格罗莱,跨越罗讷河,跨径174m,其中桁架主梁采用6082R31 型合金,桥面板由原来的钢木组合结构替换为轻质混凝土结构].意大利借鉴法国2座悬索桥改建的经验,采用相似的措施对雷亚尔?费迪南多(Real Ferdinando)悬索桥进行了翻新.雷亚尔?费迪南多桥始建于1832年,第二次世界大战以后桥面板完全损坏,因此整座桥长期被废弃.为了重新利用它来连接两边的交通,1998年在原始桥梁的基础上修建了一座新型铝悬索桥.全桥长85rYl,宽5.8rYl,其悬索体系由2道截面为矩形的铁索组成并通过圆柱形销钉连接在一起,竖向吊索问距为1.36rYl,吊索与纵梁的连接装置嵌在桥墩墩顶内部.纵梁采用7020T6型铝合金,横粱则采用6060T6型铝合金.纵梁选用由两水平弦杆与竖向构件连接形成的佛伦弟尔(Vierendee1)梁(见图3)方案,并与吊索具有相同的间距.主梁下弦杆间设x形剪力撑增加了桥梁的横向刚度㈨.图3佛伦弟尔主梁细节构造2.5高架桥美国在l958～l963年间,对铝桥产生了浓厚的兴趣,这期间美国修建了7座铝桥.其中一座是位于得梅因,跨越I一80州际高速公路的克莱夫(Clive) 公路桥,它是世界上第一座焊接铝桥,是一座4跨连续高架桥,全长67ITI,宽l0.97ITI.上部结构由4片高度为965ITtm的焊接铝板梁以及横向支承与主梁用高强螺栓连接形成.该桥首次采用混凝土桥面板与铝质上部结构的体系.板材和角钢分别采用5083一H113型和5456一H321型铝合金,这种结构体系在当时非常新颖,而且还具有强度高,可焊性好,耐久性好和抗腐蚀等优点.1993年由于道路枢纽改建该桥被拆除_2j.2.6活动桥(开启桥)由于铝具有重量轻,运输方便等优点,目前已被广泛应用于可移动桥梁的修建.位于荷兰海尔蒙德和阿姆斯特丹的2座姊妹桥是一种别具一格的开启桥.位于海尔蒙德的铝桥,修建于l999～2000年间,全长10121,包括2个行车道和1个自行车道.上部结构采用的6082型合金完全由船运送到施工现场.位于阿姆斯特丹的里克哈文(Riekerhaven)开启桥于2003年3月交付使用,分为10ITI和13121 两跨,上部结构由梯形截面桥面板及高0.9m的板梁组成(见图4).除了侧面和栏杆为了美观涂有油漆外,整座桥没有一处涂刷防腐层.这2座桥分别于1999年和2003年获得"欧洲铝结构奖"].2.7浮桥最近,荷兰为了研究运输基础设施的创新方法,设计了1座单车道漂浮式公路浮桥(见图5).其通行车辆的最大速度可达80km/h.它由矩形预制块组成并与两侧公路面相连,从而增加了其整体刚度.这些预制块可以用卡车运送到任何需要的地方,而且形式多样可以满足不同环境的需求.该浮桥用打铝合金在民用与军用桥梁中的应用王春生,袁卓亚,高珊,叶礼锋图4荷兰阿姆斯特丹的里克哈文桥图5荷兰海德尔附近的铝浮桥人土中的钢管桩锚固,结构内部填有聚苯乙烯泡沫材料(即使结构破坏也不会很快下沉)¨2].2.8人行桥由于具有轻质,耐腐,美观等特性,铝合金广泛用于人行桥的建设中,其中最具特色的是伦敦皇家芭蕾舞学院与皇家歌剧院之间的扭转箱形铝梁(见图6).其几何外形极其复杂,由一系列铝构件和方木框架组成.梁及框架在伦敦西部组装并打磨,然后整体运到现场并安装,整个过程仅用了3h.这座桥已成为伦敦的标志性建筑.由于其独特的设计及新颖的材料获得了许多奖项.然而遗憾的是多数人都没有见过其内部构造(见图7)].图6志向(Aspiration)桥3铝质桥面板在北欧的很多国家,由于外界环境恶劣,冬季时在路面上撒盐,以及日益增长的交通荷载,使桥面板图7使用中的志向桥已严重破坏.在桥梁修复中,人们常使用铝压制的桥面板替换已破坏的桥面板.迄今为止,已有70多座桥采用Sapa桥面板体系.这种桥面板中最基本的构件就是由空心铝压制板制造的正交异性桥面板,这种压制件由上翼缘的舌和槽组合而成(见图8).这种连接方式可以将剪力从一个压制件传递到其它压制件,同时每个压制件可以自由转动.中空截面为压制件提供了较强的抗扭刚度,有利于抵抗由车轮荷载等集中力引起的局部变形.这种桥面板常作为局部构件安装在钢主梁的结构上,有时也直接安装在主要结构上.两支撑梁之间的距离根据压制件的形式和大小在1.2～3.0In之间变化.I-300~I:图8Sapa桥面系的横截面外形铝质桥面板的重量仅为50～70kg/m.,相当于混凝土桥面板重量的1/10.铝质桥面板具有很好的耐腐蚀性,可用于海洋环境,而且其施工工期短, 适用于大交通量桥梁的维修.铝质桥面板适用于悬索桥,浮桥及固定式钢结构桥梁.在桥梁的建设中,铝的应用可以减少自重和基础工程的规模,所以铝也适用于各种新型桥梁的建造.在软土地区,应用恰当的桥面板系可使自重减少,使地基承受更大的活荷载,从而避免了额外的配筋加固措施.在桩基础中,这意味着可以减少基桩数量.研究表明,铝质桥面板引起的自重减少量与桥梁的规模成正比.其主要原因是随着跨径的增加, 恒载相对活载的比例也增加].12世界桥梁2007年第3期4军用铝桥目前,装甲架桥车在瑞典已开始研发.这是由于德国2000年春天开始豹式Ⅱ型坦克计划时,原来使用装甲架桥系统的钢桥破坏了.随后进行的分析和计算表明:安全富余低于以前的假设.因此一种新型桥梁诞生了(见图9).它由轧制铝板焊接而成,其中一部分是摩擦搅动焊接,另一部分则是惰性气体保护焊接(MIG).桥跨总长2om,最大可承受豹式Ⅱ型坦克的负载及NA TO标准中的7O级军用荷载].图9Kb71型20m拼接坦克桥目前用来通行装甲车的军用桥梁及多数战备桥梁常用铝合金制造.随着高科技的发展,未来战场的侦察能力和打击精度,强度都越来越高,战场情况瞬息万变,对桥梁装备的水,陆快速机动要求也越来越突出.铝合金具有轻质,高强,耐腐蚀等特点,加之特种铝材的可挤压性以及它的比强度(强度一重量比)高而使之成为理想的结构材料.由于铝合金结构的重量轻,对地基基础的承载能力要求低,材料自身的强度高,相对钢桥来说铝桥具有承载力大,变形小,刚度强,稳定性好等优点,能更好地满足战备桥梁快速机动灵活的要求.纵观近期国外局部战争中的经验,铝桥作为轻型化结构的桥梁成为新生的宠儿.然而,我国在铝合金战备桥梁方面,除了对舟桥甲板进行了一定的研究外几乎空白.因此,有必要在借鉴国外铝结构设计规范及铝合金桥梁装备研究经验的基础上,结合现有的铝质舟桥的试验资料, 对铝合金桥梁进行更加深入,更加充分的研究. 5"铝一轻质混凝土"组合梁为了提高桥梁的承受能力,基于对全球铝合金桥梁的使用经验,波兰学者研发了"铝一轻质混凝土"(ALLC)组合梁用以替代钢筋混凝土结构."铝一轻质混凝土"组合梁在2O世纪5O年代的早期已经被用于桥梁结构了.第一座带有铝材和钢筋混凝土的组合式桥是建于1958年美国得梅因的I一8O立交桥.随后的1959年和1960年先后在纽约的杰里科收费公路上修建了2座桥,采用的就是铝合金铆接板梁与混凝土面板的组合.另外,法国格罗莱悬索桥上铝构件是被轻质混凝土包裹着的.在目前的知识水平下,现行规范里还没有一个切实可行的方法来评估结构的强度,因此有必要对ALLC梁复杂的特性进行全面的研究口].6结语铝合金的开发与应用所产生的风潮已经席卷了整个欧洲,同时波及到北美及亚洲等区域.国内外的诸多实例均验证了其受力性能和使用性能上的优越性.在桥梁设计和施工方面,铝桥的经济效益也已日益明显.随着我国科学技术的进步和生产工艺的不断完善,铝合金在国内民用桥梁及军用桥梁中的应用规模必将进一步扩大,在不久的将来铝合金桥梁必定会掀起一股桥梁技术创新的新浪潮.参考文献:[1]JohnDwight.AluminumDesignandConstruction[M]. Taylor&FrancisE—library.2002.[2]TomaszSiwowski.AluminumBridges—Past,Present andFuture[J].StructuralEngineeringInternational, SEI,2006,16(4):286—293.[3]FedericoMMazzolani.AluminumStructureinRefur—bishment:CaseoftheRealFerdinandoBridgeonGari—glianoRiver[J].StructuralEngineeringInternational, SEI,2006,16(4):352—355.[4]WernerMader,AugustPieper.SchwansbellBridgeCele—brating50thBirthday[J].StructuralEngineeringInter—national,SEI,2006,16(4):356—359.[5]IanFirth,JoannaBonnett.TheBridgeofAspiration, CoventGarden,London,UK[J].StructuralEngineer—ingInternational,SEI,2006,16(4):345—347.[6]TorstenH6glund,LarsNilsson.AluminuminBridge DecksandinaNewMilitaryBridge[J].StructuralEn—gineeringInternational,SEI,2006,16(4):348—351.[7]TomaszSiwowski.TestandFiniteElementAnalysisof an"Aluminium-LightweightConcrete"CompositeGird—erEJ].StructuralEngineeringInternational,SEI,2006,16(4):319—325.[83陈爱军,邵旭东.铝合金在桥梁工程中的应用[J].建筑技术开发,2005,32(11):64—66.。

浅谈铝合金桥梁在现代园林设计中的应用摘要：铝合金桥梁的轻质美观、高强耐久以及低维护成本等诸多优点，十分适合在现代园林设计中的运用。

必将成为未来景观桥梁设计的一个重要发展方向。

关键词：铝合金桥梁；园林设计园林中的桥往往是景观的一个重要组成部分，其造型也相应较为轻巧，带有装饰性，富有艺术气质。

当然园林里的桥还肩负着组织游览线路和交通的功能，可变换游人观景的视线角度，同时桥的存在很好的分隔了水面，增加了水景层次，丰富了景观的空间感受。

在传统园林里桥的类型，若以建桥的主要材料分，便有木、石、砖、竹、藤、铁桥等之别。

其中木桥是最早的桥梁形式，我国秦汉以前建造的桥几乎都是木桥，到了南北朝始为木石混合或石构桥梁所取代。

本文着重要介绍的是近年才出现的铝合金型材的景观桥，铝合金材料以其较高的强度和良好的防腐性能在汽车工业、建筑业等中已得到越来越广泛的应用。

1933年，美国第一次将铝合金应用在桥梁中，目前在欧美等发达国家铝合金桥梁的应用已经发展的比较成熟，最近几年开始引入国内，极大地丰富了国内景观桥梁的种类和应用。

接下来介绍一下国内外铝合金景观桥运用的经典案例：案例一：坎伯兰公园位于美国坎伯兰河的谢尔比街大桥东岸，它是由荒地成功改造为城市公园的典型案例。

负责设计的是著名的哈格里夫斯事务所和EOA 建筑事务所。

其中一座铝合金景观桥造型自由，富有动感和艺术性。

横跨在儿童游乐园上方，构成两个功能分明的景观空间。

巧妙的解决了公园通过性人流与儿童游乐区活动人群的交通矛盾。

案例二：法国拉翁莱塔普镇对Meurthe河岸边的一块绿色区域进行了规划设计，铝合金景观栈桥是其设计的点睛之笔，其很好地解决了河岸两侧的交通问题，为拉翁莱塔普镇的居民使用河岸地区提供了便利。

同时也保留了河道的原生态环境，使人类的活动与当地的生态环境完美地融合在一起。

案例三：金埠桥坐落于天津市台儿庄路与蚌埠道交口，毗邻市中心，横跨海河，该主桥人行道、辅桥及桥间梯道和平台采用强度较高、易于实施、景观协调性好的铝合金桥面板作为铺装。

铝合金材料在桥梁工程中的应用摘要铝合金具有重量轻、耐久性好以及容易加工等特点，应用于桥梁工程中具有很大的优势。

本文研究了铝合金的材性力学特征，分析了铝合金作为一种新型建筑材料应用于桥梁工程中的优点。

在此基础上回顾了国外铝合金桥梁的主要发展历程，阐述了铝合金桥梁的现状。

最后讨论了铝合金材料应用于桥梁工程需要进一步研究的几个主要问题。

关键词铝合金，桥梁工程，应用，综述铝合金在世界范围内新建或桥梁维修中的应用已经有了很长时间的历史。

相比较而言，我国在该方面的研究基本上还是处于空白状态。

本文研究了铝合金材料的材料力学特性，详细分析了铝合金应用于桥梁的优点，回顾了世界范围内铝合金桥梁的发展历程并对其现状进行了阐述，最后讨论了铝合金在桥梁中的应用需要进一步研究的问题。

1 铝合金的材料力学特性1.1 主要力学性能指标目前，目前用于建造或修复铝合金桥梁的铝合金有多种如6061-T6型铝合金和高强度铝合金型材70XX-T6系列等。

本文主要介绍工程中比较常用的6061-T6型铝合金的材料力学性能。

我国《铝合金建筑型材》（GB5237-2000）、现行美国铝合金结构设计规范和欧洲规范给出的相同类型铝合金材料主要力学性能指标见下表。

文献[5]实测得到的铝合金材料材性指标值也见表中。

可以看出，各规范给出的铝合金材料主要力学性能指标值差别不大。

（如表1）1.2 应力-应变曲线单向拉伸试验表明，铝合金材料存在明显的线弹性阶段；当拉应力接近屈服强度时，材料的弹性模量急剧降低，但没有出现类似低碳钢的屈服平台而是直接进入了强化阶段。

图1是实测得到的两条铝合金材料的应力-应变曲线。

可以看出，铝合金材料的应力-应变曲线呈现非线性连续性，这与钢材有所不同，必须采用更为复杂的模型才能实现对铝合金结构的精确分析。

Ramberg-Osgood模型是一个能够比较理想描述铝合金材料本构关系的解析模型，如下式所示：2 铝合金材料应用于桥梁工程的优点与混凝土和钢材等传统建筑材料相比，铝合金具有下列优点：1）重量轻、比强度高。

铝合金人行天桥设计要点研究摘要：铝合金材料因质轻、高强、耐腐蚀、维护费用低以及可回收再利用等诸多优点在人行天桥中的应用越来越广泛，本文就铝合金人行天桥的设计要点进行深入研究并总结。

关键词：铝合金人行天桥竖向挠度自振频率1前言人行天桥，作为民生工程的重要组成部分，不仅要求经济适用，还要造型美观、经久耐用、方便施工、工期短、施工期间尽量不影响现状道路的交通等诸多要求。

21世纪初，人行天桥主要采用钢结构，其优越性比较明显，但也普遍面临着锈蚀而导致的耐久性问题和维护成本高问题，因此，寻找一种与钢材强度相当、耐久性好、景观效果好的新型材料，对城市人行天桥的发展具有重要意义，而铝合金材料的轻质、高强、耐腐蚀、维护费用低以及可回收再利用等诸多优点正满足了这种发展的需要[1]，现在铝合金在人行天桥中的应用越来越广泛。

2 铝合金桥的优点和缺点铝合金桥的优点：1）铝合金密度小，质量轻，仅为同体积钢材的34％，而强度指标同钢材基本相同，这样可以大大降低结构自身高度；桥梁上部结构自重小，对基础要求相对较低，下部结构造价较低；2）铝合金桥上部结构自重轻，运输和吊重小，施工更便利；3）铝合金耐久性好，抗锈蚀能力强，且表面易于进行抛光处理，不需要类似钢结构的复杂防腐处理，后期维护费用低； 4）美观易加工，铝合金材料具有特殊的金属光泽与质感，很受人们的喜爱，其便于加工的特性，易满足各种特殊的造型结构构件的要求，便于工厂加工和现场处理。

5）抗疲劳性能好，德国慕尼黑大学专门对铝桥监测的数据库以及国外的工程实践都证明，铝合金桥梁具有很好的疲劳特性，其疲劳曲线的形状与有色金属相类似，且远远超出了普通应用循环次数；⑤铝合金为环保材料，现在已经可以低成本地全部回收再利用，不会产生建筑垃圾，而且铝也是地壳中分布最多的金属元素(约占7．73％)，采用电解法很容易获得。

铝合金桥的缺点：1）铝合金的弹性模量较小，因此限制其在结构中广泛应用，尤其是在大跨度、重载荷的结构中，应用更少；2）频率变化幅度大，铝合金密度小，在荷载作用下频率变化较大，当人行天桥的振动频率和人的步行频率接近时，在动力荷载作用下对人行天桥的整体受力极为不利；3）铝合金材质较软，容易出现划痕，在反复荷载作用下容易在划痕范围内产生疲劳损伤；4）虽然铝合金防腐性能好，后期维护费用较低，回收利用率高，但总投资仍较钢桥和钢筋混凝土桥高。

铝合金材料在桥梁中的应用研究刘光辉【摘要】铝合金材料在桥梁当中应用的加强，主要是由于我国金属冶炼技术的提高以及铝合金材料性能的提高。

铝合金材料虽成本较高，但其具有强度-重量比高、易于装配、耐久性好、养护费用低的优点，具有良好的应用前景。

在分析总结国内外已建的铝合金桥梁的结构和使用情况的基础上，对其应用优缺点及性能予以研究，并指出其存在的问题和展望，对提高其产业整体水平具有重要意义。

【期刊名称】《黑龙江交通科技》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】2页(P112-112,114)【关键词】铝合金桥梁;发展现状;应用特性【作者】刘光辉【作者单位】山西路桥第二工程有限责任公司【正文语种】中文【中图分类】U442钢材作为土木工程应用较为广泛的材料之一，但钢桥长期为因其耐腐蚀性差而引起的耐久性问题所困扰，开发新型材料对桥梁的发展具有重要的理论和实践意义。

相对而言，铝材因具有重量轻、耐久性好、易于养护和容易加工及含量丰富等诸多优点而备受关注。

且随着金属铝冶炼技术和材料性能的不断提高及科学研究的不断深入，铝材在世界范围内尤其是发达国家得到广泛应用。

在桥梁工程中，其不仅用于栏杆、防护栏、桥面板等局部受力构件的附属构造外，亦先后出现了铝结构桥、铝穹顶及网架结构。

铝合金桥梁在国内外发展状况铝合金材料在桥梁建设的应用已有将近80年历史，在欧美国家出现较早，相应的设计和施工规范亦较完善。

1934年世界最早的铝合金桥梁诞生，这就是美国匹兹堡的Smithfield桥。

Smithfield桥利用铝合金作为桥面，以此用来承受汽车与电车的重量，这是Smithfield桥最大的特点，而无须加固既有桥梁的基础和基本桥跨结构，这种桥的建立最大的有点就是铝合金作为了桥的主要建筑材料。

自Smithfield桥建成之后的几年间，利用铝合金进行建造桥梁的工程越来越少，发展的也相对比较的缓慢，一直到了1946年美国在Massena建成第一座全铝合金材料的桥梁。

铝合金在建筑结构中的应用与研究【摘要】铝合金作为一种高效的、可回收的建筑材料广泛运用于建筑结构中，随着其行业的不断发展，铝合金的造价成本也越来越低，这也使得铝合金在建筑结构中的应用与研究也会越来越深入。

【关键词】铝合金；建筑结构；应用与研究前言文章对铝合金这一建筑材料进行了概述，并对其优缺点进行了详细的分析，同时对铝合金在建筑结构中的应用和研究进行了阐述，具有一定的借鉴意义。

二、铝合金在建筑结构中的使用概述建筑结构中使用铝合金是一种新的趋势，铝合金作为一种建筑材料，具有重量轻盈、耐腐蚀、外观好、较不锈钢等材料价格低等其他建材不可替代的优点。

同时铝合金结构又具有现代感强，加工制作及施工便捷等特点，在体育场馆、剧院、有较高环保要求等大跨度标志性建筑中应用前景广阔。

建筑物采用铝合金结构可以达到以下目的:1.可以减轻建筑结构的自重；2.减少运输，制作加工及现场安装的成本；3.提高结构的耐久性，从而延长建筑物的使用寿命；4.可以改善高地震烈度地区建筑物的抗震性能；5.扩大临时建筑物的使用范围，提高临建的结构性能；6.对房屋经行内部改造时可以提供更多的选择条件；7.提高建筑物的质量；8.提高低温环境下的结构工作可靠性.三、铝合金性能上的优点和缺点1.优点（一）铝合金在大气的影响下，其表面能自然地形成一层氧化层，这层氧化层在很大程度上防止了铝合金的腐蚀。

因而铝合金的耐腐蚀性能好、免维护，尤其适用于一些有较强腐蚀环境的建筑结构，此外，在我国的北方，冬天大量使用除冰盐，使得许多桥梁中的钢筋与钢材受到锈蚀，如果采用铝合金则可以大大缓解这方面的问题。

（二）重量轻。

这一优点使它可能具有结构安装简单、全部构件在生产厂加工制作、传给基础的荷载减少、施工和维修期间耗能少和降低劳动强度等优越性。

（三）与钢材相比，铝合金最大的优势在于它的比强度高。

铝合金的密度为2．7g／cm3，约为钢材密度的1／3，而建筑常用的6000系列的铝合金的强度要比一般常用的碳素钢的强度还要大。

基于现代园林景观的金属材料应用发表时间：2018-12-14T18:13:11.047Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：吕良张衍国[导读] 园林材料作为表达设计概念的基本单元和主要的物质基础，与园林设计之间有着非常密切的关系。

山东东岳联邦置业有限公司山东淄博 256400摘要：结合金属材料的特点，对其在现代园林景观中的应用进行了分析和探讨。

关键词：现代园林景观；金属材料；应用引言园林材料作为表达设计概念的基本单元和主要的物质基础，与园林设计之间有着非常密切的关系。

通过园林材料合理的选择和应用，可以深化园林的设计概念，体现园林的地方特色，创造出真正体现人性化的园林环境空间。

随着科技的进步和时代的发展，我国园林建设中园林材料的不断更新和扩充，极大地丰富了园林的形式和内容，也促进了园林设计理念的发展。

每一种材料由于其内部结构的不同而表现出其独特的自然属性。

金属一般具有较高的强度，良好的塑性，高的导电、导热性及特有的金属光泽等性能。

金属材料与石材相比质量更轻，可以减少荷载，并具有一定的延展性，韧性强；它易于工厂化规模加工，无湿作业，机械加工精度高，在施工过程中更方便，更可以降低人工成本，缩短工期；此外，金属还是世界上回收利用率最高的材料，是名副其实的环保材料。

一、园林中常用的金属材料园林中常用的金属材料主要有钢材、铝、铜及其合金等。

（一）钢材常用钢材的产品一般分为型材、板材、线材和管材等几类。

常用的型钢包括工字钢、槽钢、角钢、扁钢、窗框钢等。

钢板有厚板、中板和薄板之分。

钢管按壁厚分为普通镀锌钢管和加厚镀锌钢管。

常用的钢筋和钢丝品种有很多，按钢种分，有普通碳素钢和普通低合金钢。

不锈钢是以铬为主加合金元素的合金钢。

按成分分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、高锰低铬不锈钢等。

彩色涂层钢板是以冷轧薄钢板或镀锌钢板为基材，经适当处理后，在其表面上涂覆彩色的聚氯乙烯、环氧树脂、不饱和聚醋树脂等而制成。

轻钢龙骨是以镀锌钢带或薄钢板经多道工艺轧制而成。

建筑结构丨铝合金结构在大跨度建筑领域的应用铝合金结构诞生于20世纪40年代的欧美国家，主要运用于桥梁及房屋工程，其技术来源于当时的航空航天业。

随着技术进步和造价下降，铝合金结构越来越普及，国内应用铝合金结构的建筑越来越多。

人类社会对环保日益重视，可持续发展理念得到广泛普及，绿色节能环保型建筑成为我们追求的终极目标。

在众多可选结构形式中，铝合金结构因其结构及材质等特性具有无可比拟的优越性，在对比中脱颖而出。

一、铝合金结构的特点1、材料耐腐蚀性能好，终生免维护主要材料采用Al-Mg-Si形变铝合金，此种材料一般不需做表面处理即可达到建筑防腐要求，终生免维护（超过50年）。

酸性环境下、硫化氢及硫醇都不会对该型号的铝合金造成损害，非常适合高温高湿、杆件外露、海边及重度污染的环境下使用，是绿色建筑材料的理想选择。

2、材料强度质量比高，结构自重轻同等强度下，铝合金材料的密度只是钢材密度的1/3。

目前该材料的抗拉强度已达300MPa。

加上结构是自支撑体系，形成了一个大跨度自重轻的结构，同等跨度体型的结构中，铝合金结构一般是钢结构自重的1/3—1/4。

3、工厂精密预制，标准化，工业化Al-Mg-Si形变铝合金材料，可塑性强，易加工成型。

材料通过热挤压成型，根据图纸进行数控精加工。

实现了建筑构件的标准化、工业化。

改善了以往建筑业的生产效率，提高了社会效益。

4、全装配式施工，模块化所有构配件全部工厂标准化生产，现场装配。

简化了施工工艺，降低施工设备及场地要求。

提高安装速度，减少施工周期，可节约一半左右的施工时间，施工现场无噪音、粉尘、污水等污染，属典型的绿色施工。

5、结构维护一体化，防渗漏性能优越，施工速度快一般结构，主结构与维护结构之间需要中间转换次结构（檩条）。

铝合金单层网壳结构，维护结构与主结构直接联锁。

简化构造层，减少施工环节，降低材料用量，提高施工速度。

工厂标准精密预制，全装配式安装，结构与面板联锁，结构与维护材料热膨胀系数一致，最大限度减小变形破坏，形成了优越的防渗漏体系，基本达到零渗漏。

铝型材在桥梁上的应用与发展前景更新时间：2015-02-11 11:19 出处：铝博士网浏览次数：7192 | 文字大小：大中小王兴瑞，刘坚，张洪辉，刘洋（山东南山铝材公司，山东龙口，265706）摘要：本文通过介绍典型的铝合金结构桥梁工程实例，对铝型材在桥梁上的应用可行性和可靠性给予了充分肯定。

同时，笔者结合部分研究论文的报道，对铝合金的性能特点进行了全面分析。

此外，文中还依照铝型材在桥梁上的应用部位，综述了国内外在该方面的研究现状。

通过对铝型材在桥梁上应用阻碍的剖析，对其应用前景进行了展望，并提出了国内铝型材在桥梁上的应用推广需做的努力。

关键词：铝型材；铝结构桥梁；铝桥面板；主结构件；辅结构件；应用前景The application and development prospect of aluminum pro bridgeWang Xingrui, Zhang Honghui, Liu Yang(Shandong Nanshan Aluminum Pro, Shandong Longkou, 265706)Abstract: In this paper, aluminum profile’s feasibility and reliability using as parts in bridge is fully confirmed by the introduction of typical aluminum bridge engineering projects. Meanwhile, referencing several investigation papers, this author comprehensively analyzed property of aluminum alloy. Furthermore, in this paper, study status of aluminum pro in bridge has also been demonstrated based on their application site. Through analysis of obstacles hindering aluminum profile’s application in bridge, its application prospect is predicted. And what kind of endeavor should be done to popularize aluminum profile’s application in bridge has also been briefly mention ed.引言铝合金作为典型的有色金属，其质轻、耐蚀、高比强度等优点使铝型材在传统的门窗、幕墙、装饰材料领域得到了广泛的应用。

铝合金在桥梁领域的应用目录目录 (I)1.综述 (1)2.铝合金桥梁分类及实例 (1)2.1民用桥梁 (1)2.1.1连续箱梁桥 (1)2.1.2桁架桥 (1)2.1.3拱桥 (2)2.1.4悬索桥 (2)2.1.5高架桥 (2)2.2军用桥 (3)2.2.1应急拼装铁路站台 (3)2.2.2应急机动栈桥 (3)2.3浮桥 (3)2.4舟桥铝合金甲板 (3)2.5铝合金桥面 (4)3.铝合金桥材料及结构件连接方式 (4)3.1材料 (4)3.2材料生产方式 (5)3.3结构件连接方式 (5)4铝合金桥结构设计标准 (5)1.综述由于铝合金具有强度重量比高，断裂韧度和疲劳强度高，耐腐蚀和稳定性好，可塑性、焊接性好等诸多优点，它在土木工程中的应用越来越广，在桥梁工程中也越来越引起人们的兴趣与重视。

铝合金材料的研究及其在桥梁工程中的应用已经成为桥梁创新设计的重要方向之一。

国外铝合金应用于桥梁中的历史可以追溯到1933年美国匹斯堡史密斯菲尔德街桥上的铝桥面板；我国首座铝合金结构桥梁是杭州庆春路中河人行天桥，它2007年3月建成，所有铝合金型材均从国外进口，且桥梁结构由外资公司承建。

如今在桥梁领域铝合金主要应用于民用桥梁（尤其是人行天桥）、军用桥梁、浮桥、铝合金甲板和铝合金桥面等。

2.铝合金桥梁分类及实例2.1民用桥梁2.1.1连续箱梁桥1）杭州庆春路中河人行天桥（图1）2007年3月建成，由外资公司承建，上部结构用德国进口的铝合金桁架结构箱梁，主桥材料为6082-T6铝合金，全长36.8米，仅重11吨。

图12）挪威福斯莫公路铝合金桥修建于1996年，压制件采用6082及6005型合金。

桥面板由3室中空压制件组成，高0.123m，宽0.25m，压制件内部的4片腹板互成60°角，形成横向框架，与上翼缘板焊接在一起组成正交异性桥面板同时焊接在桥梁上缘。

2.1.2桁架桥1）德国施万贝尔桥建于1955年，该桥采用桁架体系。

铝合金在建筑结构中的有效运用摘要：铝合金作为特制金属，本身具备重量轻、容易加工、比强度高等多种优点，比钢材或者混凝土更容易回收，更适合作为新型建筑材料，具备非常广阔的应用前景。

本文就结合铝合金的特点，分析其在建筑结构应用中的优劣势，并列举国内外相关应用的成功案例，综述了铝合金在建筑结构中如何有效运用。

关键词：铝合金；建筑结构；有效运用铝合金，就是对铝进行冷加工强化，然后添加铜、锂、镁等金属元素，最后进行热处理强化，从而形成的既具有物理强度，又自身重量比较轻的金属构件。

铝合金在建筑工程中的应用已经有上百年的历史，例如铝合金窗框、铝合金外包层等，发展极为迅速，价格也比较实惠，进一步研究铝合金在建筑结构中如何有效运用，就成为当今热点之一。

一、铝合金的力学性能特征建筑工程中常用的铝合金主要包括6061-T6型铝合金和高强度铝合金材料等，以前者为例，其弹性模量一般为71352E/MPa，屈服强度一般为2410f0.2/MPa，拉抗强度一般为2766fy/ MPa。

由此可以得出结论，铝合金材料是存在较为明显的线弹性阶段的，拉应力越接近屈服强度，材料的弹性模量就越低，然后进入强化阶段，最后发生受拉断裂。

二、铝合金材料应用于建筑结构中的优缺点（一）铝合金应用于建筑结构的优点铝合金作为一种特殊金属材料，其应用于建筑结构的优点包括：1、铝合金具有防腐蚀性基于铝合金的特殊材质，在大气影响下，它的表面容易形成氧化层，而这层氧化层可以很好地保护铝合金不被腐蚀。

这个特点也有助于铝合金应用于强腐蚀环境的建筑结构，包括化工行业、煤炭行业、水处理厂等条件下的结构物，可以减少维护频率和费用。

除此之外，我国北方寒冷地区在冬天往往需要依靠撒放除冰盐来防滑，而这些容易造成桥梁等建筑结构的钢材锈蚀，如果用铝合金作为外层材料的话，就可以避免这一问题。

2、铝合金的重量轻铝合金由于原材料是铝，因此重量比较轻，这也有助于铝合金在建筑结构中安装比较简单，同时，铝合金的传给基础荷载少，施工耗能少，而且直接减少了劳动工人的劳动强度。

铝合金在桥梁工程中的应用摘要：铝合金作为一种新型的高性能建筑材料，具有密度小、强重比高、耐腐蚀、焊接性能好、易于装配、维护费用低及可循环利用等诸多优点，在土木工程中的应用越来越广，在桥梁工程中的应用也越来越引起人们的兴趣与重视。

本文介绍了国内外铝合金桥梁应用实例及科技研发状况，并针对铝合金结构桥梁发展中存在的问题，提出了建议。

1.概述铝合金材料因为具有其强重比高、耐腐蚀、断裂韧性和疲劳强度高、焊接性能好等诸多优点，在机械、航天、航空、船舶、汽车制造、军工、包装、电子和电力等领域得到广泛应用。

正是这些优点使得铝合金成为一种新型的建筑材料，开始应用于土木结构当中。

铝合金结构桥梁在欧洲和北美已经有了很多实例，中主要应用于桥面板、主梁等受力构件。

在我国，铝合金结构桥梁目前只在城市人行天桥中采用。

2.国内、外铝合金桥梁发展概况2.1 国外铝合金桥梁发展概况铝合金在桥梁工程中的应用已有80多年的历史了。

1933年，美国最先将铝合金材料应用于史密斯菲尔德街桥的桥面板上[1]。

1946年，世界上第一座全铝合金结构的桥梁在美国纽约建成。

此后，北美相继修建了一批铝合金桥梁，1946-1963年间，共建造9座铝合金桥梁，其中8座目前仍在使用。

在欧洲，20世纪50年代至70年代，由于钢材价格上涨，加之钢桥成桥后维修费用高，人们开始寻找新的材料代替钢材，铝合金材料因其强重比高、耐腐蚀、维护费用低及可循环利用等特点符合了当时对桥梁结构材料的要求，使之铝合金桥梁得到了快速发展。

其中德国在1950年-1970年间，共建造铝合金桥梁20座，包括人行桥和公路桥。

1964年，英国在梅德斯通修建跨越Medway河的人行铝桥（悬索桥），跨径180m，桥面板采用薄铝结构，用6082-T6铝合金制成，其他部分用6063-T5铝合金制成。

采用倒V型钢架，纤细的桥身，碳纤维和不锈钢栏杆，使该桥异常轻巧，使整个桥轻盈的漂浮在Medway河上，加上铝合金材料的金属光泽，为整个桥增加了现代色彩，对视觉形成强烈的冲击，令人耳目一新。

一、桥梁工程设计方案分析根据城市总体规划，为完善贯通市区南北向交通干道，建设跨黄河两岸的各类桥梁，论文所选取的案例属于规划期内在市区拟建的三座跨黄河大桥中的一座。

按照设计条件及要求，设计方案中可采用单跨、双跨、三跨或四跨的布置形式对跨越黄河的主桥孔跨进行布置设计，主跨跨径为70～150。

参考相关的涉及文献资料，能够满足这些要求的桥型方案主要有拱桥、斜拉桥、悬索桥、桁架桥和连续梁桥等。

针对桁架桥的特点，经过优化方案设计，提出了双层钢桁架连续梁方案作为设计的推荐方案。

桥梁总体布置结合设计方案研究的结果，根据设计规划的大桥桥位，工程全长110560，高架层全长954，布设主桥、两端为引桥和引道工程。

二、桥梁工程的景观设计应用本工程方案处于市区出口的一侧，是该地区的城市门户的景观亮点工程之一，可充分展示城市的风貌和形象。

符合该地区桥梁一桥一景的原则，也是黄河风情线上的一颗亮丽的明珠。

大桥桥梁方案应在满足功能要求的条件下在线型设计、桥梁跨径布置、梁型选择、照明设计、景观绿化及周边环境协调等方面做到功能与景观的和谐统一。

主桥景观设计分析1立意本方案如图1所示立意自然与人文的双重元素，将山脊与脊梁的具体形象进行艺术的抽象，并与桁梁桥的具体构型相结合。

大桥以极具视觉张力的崭新形象跨圣河、望远山，连千载古城新貌。

2造型优化本次方案设计力求将桁架桥这一传统桥型以崭新的姿态呈现在人们面前，在继承中体现创新，给人眼前一亮的感觉。

为此，设计过程中着重造型的优化和细节的处理，结合三角桁的特点提取三角构型作为基本造型元素，通过调整腹杆形态、节间三角区形态等建筑设计手法，使桥梁造型更加丰富、更加柔和、更加美观。

在桁架梁节点造型的细节处理中，采用大直径圆弧过渡取代传统桁架生硬的直线处理。

同时，节间三角区空间通过一定的装饰构造，调整为不规则的三角弧形镂空，并通过双层凹陷的效果使造型更生动现代、也为桥梁的夜景照明提供了隐藏灯具的极佳位置，使桥梁在日景及夜景中都能很好的展现出截然不同的景观特色。