德国钢桥面板的发展
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钢桥面板的发展[摘要]介绍了钢桥面板的特点,重点回顾了全球钢桥面板的发展历程,指出了钢桥面板的发展过程中的疲劳问题,提出了钢桥面板的发展趋势。
[关键词]钢桥面板;发展历程;疲劳问题1.钢桥面板的特点钢桥面板由盖板和焊接于盖板上的纵、横肋组成。
盖板厚度一般为12~18mm,盖板上面设置防水层和沥青混凝土铺装层。
纵向加劲肋(简称纵肋)与主梁平行,其可以是开口肋,也可以是闭口肋,工程上一般采用抗扭性能好的闭口肋,纵肋的中心距一般为300~400mm,肋高一般为200~300mm,厚度为6~8mm。
横向加劲肋(简称横肋)与主梁垂直,为了增大梁的整体刚度和荷载横向分布,需要增大横肋的尺寸,比如在箱梁里面会隔一定的距离设置横隔板。
钢桥面板的构造如图1.1所示。
钢桥面板中,根据其纵向和横向单位宽度截面的刚度是否一样可以划分为正交异性板和正交同性板。
工程上的钢桥面板主要是正交异性板,所谓正交异性板指相互垂直的两个方向上,其结构性能不同的板,具体是指两个方向上刚度不同。
正交异性板又可以分成两类:一类是材料本身具有两垂直方向的不同弹性模量E,另一类是材料相同,但惯性矩I不同。
与其他桥面相比,钢桥面板既能承受车辆轮载的直接作用,同时又参加主梁的共同工作,具有轻质、高强、极限承载能力大、施工速度快、适用范围广泛、经济性等优点,它的出现使钢桥结构的重量进一步减轻,有力的推动了钢桥结构向大跨度结构方向发展。
2.国内外钢桥面板的发展历程2.1国外钢桥面板的发展20世纪30年代,随着钢材的日益使用和焊接技术的运用,钢桥面板应运而生。
美国钢结构协会(AISC)最初提出了使用钢板作为桥面板,将横梁作用于主梁上,纵梁搭放于横梁上,并将纵梁上翼缘边缘与钢面板之间用角焊缝相连。
这样,桥面板就可以与纵梁一同受力,这就是“Battledeck”,钢桥面板的最初形式。
上世纪30年代,德国率先开始研究用钢桥面板代替混凝土桥面板,以充分发挥钢桥面板的轻质、高强、经济、耐久性好的优点。
钢桥面铺装现状与发展综述摘要在大跨径桥梁工程中钢桥面铺装作为它的重要组成部分,其工程质量和运营状况将直接影响到大桥的通行能力,以及它在通行使用中的安全性、舒适性,及其桥梁结构的耐久性以及社会的整体经济效益。
钢箱梁桥面铺装的实际运营状况与国内钢箱梁桥的快速发展势头爱比,是很不乐观的,本文综合叙述了当今世界几种钢桥面铺装方式,并对其进行比较。
关键词钢桥;桥面铺装;现状0引言由于大跨径桥梁的桥面变形相对较大而刚度相对较小,再次钢桥面铺装层容易受交通荷载、风载、气候条件及温度变化等因素的影响受力和变形复杂,所以,对其在强度、柔韧性、以及高温稳定性和疲劳耐久性上均有更高要求,是一个世界性的技术难题。
由于桥面铺装由于其特殊的位置及功能,对铺装层结构有重量轻、不透水、粘结性能好等特殊性能要求。
被世界上广泛采用的钢桥面铺装层主要分为以下几类:1)浇注式沥青混凝土;2)沥青玛蹄脂混凝土;3)聚合物改性沥青SMA;4)环氧沥青混凝土。
这些铺装层材料我国也都有应用的,并且我们从结构力学分析、材料设计、施工控制中以及积累了较多的成功经验,但多座大桥通车不久即出现车辙、开裂、推移、疲劳破坏等早期病害,引起我们更加重视,可见整体上我国钢桥面铺装病害问题仍然是比较严重的。
1 钢桥面铺装种类介绍1)GA+SMA类铺装欧洲是桥面研究最早,也是应用最为成熟的地区,其中以浇筑式沥青混凝土为主体的钢桥面铺装铺装是其典型方案,占有其80%以上桥梁结构。
中国包括其它国家的浇筑式沥青混凝土铺装技术都来源于欧洲,在引进和应用的过程结合本国的国情,进行了调整和改进,形成了适应不用条件的典型铺装结构。
在引入中国后,形成了浇筑式沥青混凝土为铺装下层(保护层)、热拌沥青混凝土为面层(磨耗层)的典型铺装方案,热拌沥青混凝土一般采用改性沥青SMA。
浇筑式沥青混凝具有流动性,为了保证GA具有一定的流动性,降低施工难度,必须使GA在施工和拌合过程中保持较高的温度。
目录第4 章虎门大桥正交异性钢桥面板疲劳问题研究 (2)4.1 绪论 (2)4.1.1 正交异性钢桥面板的发展概况 (2)4.1.2 正交异性钢桥面板的疲劳细节 (9)4.2 虎门大桥疲劳裂纹现状及成因 (18)4.2.1 虎门大桥疲劳裂纹现状 (18)4.2.2 虎门大桥疲劳裂纹的成因分析 (22)4.3 正交异性钢桥面板局部应力分析 (28)4.3.1 有限元分析模型 (28)4.3.2 单轮荷载作用下桥面板应力分布 (30)4.3.3 跨中加载时横隔板处应力分析 (33)4.3.4 轮压荷载接触面积的影响分析 (33)4.3.5 双轴作用下桥面板应力分布 (34)4.3.6 结论 (35)4.4 正交异性钢桥面疲劳裂纹加固方法研究 (36)4.4.1 桥面疲劳裂缝的位置和形式 (36)4.4.2桥面疲劳裂纹加固的方法 (37)4.4.3实际加固案例 (39)4.4.4结论 (43)4.5 正交异性钢桥面板构造细节疲劳强度的研究 (44)4.5.1 概述 (44)4.5.2 焊接连接的疲劳评估 (45)5.5.3 欧洲规范3有关疲劳强度规定 (47)4.5.4 肋板与桥面板的焊接连接的疲劳试验研究 (52)4.5.5 肋板与桥面板的焊接连接的试验数据统计分析 (61)4.5.6 结论 (65)4.6 小结 (65)参考文献 (66)第 4 章虎门大桥正交异性钢桥面板疲劳问题研究4.1 绪论4.1.1 正交异性钢桥面板的发展概况由于二战以后,德国钢材短缺,为节省材料,德国工程师建桥时采用了正交异性钢桥面板。
早在1934年,Leonhardt教授就对此类桥面板进行了试验,并开发了相关的计算分析方法。
正交异性钢桥面板采用钢板下设纵横肋,上设铺装层作为桥面,纵肋有开口和闭口两种形式,如图4.1-1所示。
正交异性钢桥面板在现代钢桥中被广泛应用。
图4.1-1 正交异性钢桥面板示意1) 正交异性钢桥面板的优点:正交异性钢桥面板具有:(1) 自重轻,(2)可作为主梁的一部分参与共同受力;(3) 极限承载力大;(3)适用范围广等优点。
钢混组合桥面板发展前景概述1.引言组合结构由于具有整体受力的经济性、发挥材料各自特点、施工简便的优点,在工程实践中被广泛应用。
在20世纪80年代,组合结构在理论和施工方面都取得了新的进展,钢桥结构得到了极大的简化,不同形式的组合结构桥梁也相继出现,而2 根主梁的组合钢板梁桥成为最受欢迎的一种桥梁结构。
各国相继制定了统一规范,统一和简化了桥梁结构体系。
传统钢-混凝土组合梁桥多采用钢筋混凝土桥面板,但是随着主梁根数的减少和梁间距的逐渐增大,要求桥面板具有更高的跨越能力,就要求桥面板具有较大抗弯刚度和承载能力,而钢混组合桥面可以满足要求。
钢混组合桥面具有钢筋混凝土桥面板和钢桥面板的诸多性能优势:在桥梁施工过程中,钢板起到模板的作用,不需要拆除;钢混组合桥面板在桥面板的翻修、改建和加固工程中更加方便;钢混组合桥面板比钢筋混凝土桥面更具有耐久性。
钢混组合桥面板的这些优点,使其具有广阔的发展前景。
2.钢混组合桥面板的发展历程组合板的研究和应用已经有八十多年的历史,但是历史早期没有组合结构的概念。
钢板与混凝土组合效应的积极利用是源于20世纪50 年代,由法国开发的开发的罗宾逊式组合桥面板,当时法国在建造Tancarville 悬索桥过程中为了减轻桥面板的重量发明了组合面板。
但是当时的组合面板由于技术不成熟的原因,其性能与混凝土桥面板差距不大,且成本较高,所以只在一些特殊的条件下才会使用,如施工空间受限的跨线桥和旧桥面板更替。
由于日本长期受到地震的影响,所以该国的建筑物、桥梁等对抗震性能要求较高,钢混结构良好受力性能和经济性,在抗震建筑上得到了成功应用,钢混组合桥面板方面的研究和应用都处于世界领先地位。
在1969年,日本建设西栗桥时就成功运用了钢混组合桥面板,并且在此后18年里,经过理论研究和实践,全面提高这种结构的性能,展示了该组合结构的桥面板性能优良、质量轻、造价低等优良特性。
钢混组合桥面板的底部由4.5mm厚的涂有防腐材料的钢板组成,60mm厚的沥青层,高为150mm的组合面板,穿钉由压力机打入板内,再绑上16mm的钢筋网,上部混凝土在工程浇灌成板。
正交异性桥面板设计参数和构造细节的疲劳研究进展1 背景第二次世界大战后,一方面大量被战争毁坏的桥梁急需修复,另一方面建筑材料非常短缺。
在此情况下,欧洲的工程师们开始尝试采用一种新型的桥面结构形式――正交异性钢桥面板。
它由面板、纵肋和横肋组成,三者互相垂直,通过焊缝连接成一体共同工作。
它以自重轻、极限承载力大、施工周期短等优点,成为世界上大、中跨度现代钢桥通常采用的桥面结构形式。
从20世纪50年代德国最先使用这种桥面板至今,欧洲已有1000多座各种形式的正交异性钢桥面板桥梁,日本有将近250座正交异性钢桥面板桥梁,北美有100余座正交异性钢桥面板桥梁[1]。
我国正交异性钢桥面板我国正交异性钢桥面板的研究和应用起步较晚,直到20世纪70年代初,才建成第一座钢桥面板桥――潼关黄河铁路桥。
改革开放以来,国内正交异性钢桥面板桥呈现出迅猛发展势头。
迄今为止,我国已建造的采用正交异性钢桥面板的桥梁有30余座。
正在建造的采用正交异性钢桥面板的铁路钢桥有郑州黄河公铁两用桥和京沪高速铁路南京大胜关长江大桥等。
正交异性钢桥面板有其独特的优点,但同时钢桥面板疲劳开裂的事例也在许多国家的钢桥中出现。
最早报道的是英国Seven桥,该桥1966年建成通车后,分别于1971年和1977年发现了3种焊接细节的疲劳裂纹。
德国的Haseltal和Sinntal桥投入使用后不久,钢桥面板也都出现了疲劳裂纹。
此外,法国、日本、美国、荷兰等国也都发现了钢桥面板疲劳开裂事例。
钢桥面板在我国使用的时间虽然不长,但是已经在某些桥中发现了钢桥面板疲劳开裂的现象。
这些疲劳裂纹严重影响了桥梁的使用寿命,因此,对正交异性桥面板疲劳问题的研究是目前桥梁建设中的关键和热点,各国学者在此领域取得了一系列研究成果。
国内在20世纪80年代初,铁道科学研究院等相关单位以西江大桥为研究背景,对公路正交异性钢桥面板参与主桁共同工作时的结构特性进行了较为全面的分析及试验研究[2]。
【技术先行】德国钢-混组合结构桥梁设计与施工摘要:简述钢-混组合结构桥梁和德国路桥的发展与现状,介绍了钢-混组合桥梁的分类、施工方案;详细介绍了德国有代表性的4座钢-混组合结构桥梁设计施工方案,提出中国应推广应用组合结构桥梁。
关键词:德国;组合结构;钢-混组合梁;设计;施工1概述金属结构桥梁的关键是桥面系。
1900年开始采用钢筋混凝土桥面板,1926年johnson在钢梁上外包混凝土时嵌入剪力连接件,从而标志着钢-混组合桥梁的诞生。
二次世界大战以后,欧洲急需恢复战争破坏的房屋和桥梁,由于钢材短缺大量采用钢-混组合结构。
钢-混组合结构桥梁由于结构高度小、自重轻、承载力高、刚度大、施工便捷、综合效益好等显著优点,自20世纪50年代之后得到了迅速发展,逐渐成为与钢桥、混凝土桥并列的3大桥梁类型之一。
近年来除常用的组合板梁桥和组合箱梁桥之外,相继研发了波形钢腹板组合梁桥、组合桁梁桥、组合刚构桥等一系列新的结构形式,拓宽了组合桥的应用领域。
德国国土面积35.69万km2,1931-1942年建成世界上第一条高速公路(波恩至科隆)。
到1998年底已建成11427km高速公路、41387km联邦公路;这些远程公路(高速公路+联邦公路)上共有35272座桥梁、总长1329km。
这些桥梁中,钢筋混凝土桥梁占53.8%,预应力混凝土桥占37.8%;钢桥占6.1%、钢-混组合结构桥梁占2.3%(811座)。
这些钢-混组合结构桥梁主要是梁式桥,以及一些跨河、跨路的拱桥(采用组合梁桥面系)。
至2012年底,德国高速公路总长12845km(其中六车道及以上高速公路长3109km),联邦公路长39700km;高速公路总里程居世界前列。
1998-2012年德国远程公路上的桥梁工程见表1。
(1)用于跨高速公路、城市干道。
(2)用于山区跨越深谷的公路。
(3)跨越较大河流。
(4)旧桥改造、拓宽等。
2钢-混组合结构桥梁的分类及施工方案2.1钢-混组合结构桥梁的分类钢-混组合结构按受力体系可分为梁式、拱式、斜拉桥和悬索桥4大类。
钢桥行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告Market Analysis of the Steel Bridge Industry and Future Development Trends in the Next Three to Five YearsWith the increasing demand for transportation infrastructure and the development of urbanization, the steel bridge industry has been experiencing steady growth in recent years. In this article, we will analyze the current market status of the steel bridge industry and provide insights into the future development trends for the next three to five years.Current Market Status:The steel bridge industry has seen significant growth due to the need for efficient and durable infrastructure. The demand for steel bridges has been driven by factors such as population growth, aging infrastructure, and the need for sustainable transportation solutions.In terms of market size, the steel bridge industry hasexperienced steady growth globally. With the increasing focus on infrastructure development in emerging economies and the need for bridge replacements in developed countries, the market for steel bridges is expected to continue growing.In addition, technological advancements in the design and construction of steel bridges have contributed to their increasing popularity. Steel bridges offer advantages such as high strength-to-weight ratio, ease of fabrication, and long-term durability, making them a preferred choice for many infrastructure projects.Future Development Trends:Looking ahead, several key trends are expected to shape the future of the steel bridge industry. Firstly, the adoption of advanced materials and construction techniques will play a significant role in the development of modern steel bridges. Innovative materials such as high-performance steel and composite materials will enable the construction of lighter and more durable bridge structures.Furthermore, sustainable design and construction practices will become increasingly important in the steel bridge industry. With a growing emphasis on environmental protection and energy efficiency, the demand for eco-friendly bridge solutions will continue to rise. This trend is expected to drive the integration of green technologies and materials in the construction of steel bridges.Moreover, the digitization of design and construction processes will revolutionize the steel bridge industry. Technologies such as Building Information Modeling (BIM) and advanced simulation tools will enable more efficient andcost-effective bridge design and construction. The adoption of digital technologies will streamline project management, enhance collaboration, and improve overall project outcomes.In addition, the growing focus on infrastructure resilience and safety will drive the implementation of advanced monitoring and maintenance systems for steel bridges. With the increasing frequency of extreme weather events and the need for long-term asset management, there will be a greater emphasis on incorporating smart sensors and predictive analytics to ensurethe safety and resilience of steel bridges.Conclusion:In conclusion, the steel bridge industry is poised for continued growth and innovation in the coming years. With the increasing demand for transportation infrastructure and the adoption of advanced materials and technologies, the steel bridge industry will play a crucial role in addressing the infrastructure needs of urban and rural areas. By embracing sustainable practices and leveraging digital advancements, the industry can overcome challenges and contribute to the development of resilient and efficient bridge solutions.对钢桥行业市场现状的分析及未来三到五年发展趋势报告随着对交通基础设施的需求不断增长和城市化的发展,钢桥行业近年来一直保持稳步增长。
钢桥面板疲劳裂纹分析1 概述钢桥面板诞生于20世纪30年代的美国和德国。
20世纪70年代以后,使用U肋的正交异性钢桥面板得到广泛运用。
在中国,早期的钢箱梁主要用于悬索桥的加劲梁,例如西陵长江大桥(1996年)、虎门大桥(1997年)、江阴长江大桥(1999年)。
其后,主梁采用钢箱梁的斜拉桥有南京第二长江大桥(2001年)、武汉军山长江大桥(2002年),截止2010年建成了许多采用钢箱梁的大跨径悬索桥和斜拉桥。
而连续钢箱梁桥的建设则迟于悬索桥和斜拉桥,最大跨径185m的崇明至启东长江公路大桥。
钢桥面板的疲劳损伤事例以英国的Severn桥、Wye桥最为著名,在日本,重车交通线路的国道、城市高速公路上于20世纪80年代末也发现了疲劳损伤。
之后,由于疲劳损伤不断增多,相关机构开始进行研究和疲劳试验,分析疲劳损伤的原因、研究和实施修复对策,设计钢桥面板时开始充分考虑到疲劳耐久性。
国内最近正在设计和施工的大跨度公路桥梁中,很多都采用了有利于钢桥面板抗疲劳耐久性的细节构造。
因此,对正交异性钢桥面板疲劳病害成因的分析和研究对正交异性钢桥面板的抗疲劳设计有一定的参考意义。
2 正交异性钢桥面板疲劳裂纹钢桥面疲劳裂纹出现的位置图2-1和表2-1所示:3 正交异性钢桥面板主要疲劳裂纹成因正交异性钢桥面板的疲劳损伤容易发生在交通量多的大型车辆混入率高的桥梁。
U肋钢桥面板中,纵肋和横肋(横隔板)的下侧切口部分的环形焊缝损伤(②)占比最多,接下来损伤较多的部位是顶板和竖向加劲肋的焊接部分(③),然后是顶板和纵肋的焊接部分损伤(④)。
②~④损伤类型占绝大多数,其次是纵肋之间的对接焊缝的损伤(⑦)。
3.1 U肋和横肋的交叉部分U肋和横肋的焊接部分产生的损伤类型如图3.1-1所示。
一般情况下,在加劲肋的交叉部分U肋截面贯穿于横肋,横肋一侧设置了切口和过焊孔。
为此,横肋和U肋在U肋两侧的腹板与密贴于横肋的切口/过焊孔之间通过角焊缝连接,由于其形状,应力集中很高,且板材的紧贴精度和狭窄的切口/过焊孔的环焊质量难以保证,因此环焊的焊趾部分开裂的情况较多。
国外正交异性钢桥面铺装综述要:由于钢桥面铺装承受了交通荷载和自然环境的复杂影响,使用条件严酷,因此,成为各国工程技术人员研究解决的难题。
在日本、欧洲、美国等经济发达地区,桥面铺装技术问题解决得较好,基本形成了本国的铺装体系和典型结构设计方法(经验法)。
文章对具有代表性国家的情况进行了对照参考,为国内相关研究提供借鉴。
关键词:钢桥面铺装;国外发展;对照参考1 异性钢桥的介绍在某种意义上,正交异性钢桥是20世纪30年代的battledeck板的发展。
它包括钢桥面钢板焊接到纵向(通常工字钢)的纵梁,并由横梁支撑。
在该系统中,桥面板既没有加强横梁强度,也没有形成其上翼缘,也没有形成主纵梁的强度,它仅仅是将轮载横向传递给纵梁。
加劲肋、横肋、纵肋在垂直方向相互交织形成组合体而发挥作用,形成一种效率很高的网格状承重结构,并且由于其相对较低的自重,并且可以大量采取预制并满足大量的需求量,已建成或正在建设的大跨径桥梁面板多数采用正交异性钢桥面板。
2 桥面铺装2.1 介绍沥青用于钢桥面铺装主要有三个目的:(1)给予行车路面良好的防滑性;(2)通过改变其厚度对钢板的不平整予以改善得到平整的行车舒适性;(3)通过防水层来保护钢桥面板。
考虑到满足这些功能,通常不可能只由一种材料以满足其要求,需被划分为几个层面铺筑于钢桥面板上,一般铺装包括粘结层、粘附层、隔离层和磨耗层。
(1)粘结层:以保证钢板和隔离层之间有足够的粘附力;(2)隔离层:防止底层钢板的腐蚀,并使钢板与磨耗层之间柔性过渡;(3)粘附层:保证隔离层和沥青磨耗层之间足够强的附着力;(4)磨耗层:承受并传递交通荷载到底层结构,并且提供必要的防滑性。
2.2 材料要求由于要将不同功能层之间进行明显区分是不可能的,要满足有些要求不光只顾及一个层面。
对于正交异性钢桥面板材料的总体要求:(1)要求在高温下,沥青铺装层必须满足刚度要求,足够的抗车辙能力;(2)在低温下的材料应该是塑料或应具有高拉伸强度,以防止疲劳开裂,要求它不能开裂并且不应与钢板的粘结发生松动;(3)不同层间要保持良好的粘结力;(4)良好的抗滑性。
钢桥的发展史一、桥梁历史概述桥梁,作为一种越来越重要的交通设施,从原始时期开始逐步发展,从自然倒下来的树木,自然形成的石梁或石拱,到后来的人造木桥、石桥一直到近代的钢筋混凝土桥很钢构桥,技术不断发展进步,跨度越来越大,材料也日趋先进。
特别是钢桥,虽然仅有两百多年的发展历史,但由于自身的特性,在现代桥梁建设中得到了众多设计师的青睐,因而有许多著名的钢桥出现。
二、国外钢桥的发展1779年英国建筑师与炼铁专家达比建成世界第一座铁铸拱桥。
1840年惠普尔用铸铁和锻铁建成全铁桁梁。
自1850年之后,工程界逐步掌握了静定钢桁架梁的内力分析方法。
1867年,H.格贝尔哈斯富特建成了一座静定悬臂桁架桥。
1890年英国便建成了跨度521.2米的福斯湾铁路桥,它是公认的铁路桥梁史上的里程碑之一,这是一座弦杆用管形杆件的双臂梁铁路桥,据说这座桥的结构系统是从中国的木伸臂梁演变而来的。
19世纪60年代,炼钢技术的逐步发展,美国于1874年建成世界上第一座公路铁路两用的路易斯钢拱桥。
1883年交付使用的纽约布鲁克林大桥,连接着布鲁克林区和曼哈顿岛,是当时世界上最初的悬索桥,也是世界上首次以钢材建造的大桥,落成时被认为是继世界古代七大奇迹之后的第八大奇迹,被誉为工业革命时代全世界7个划时代的建筑工程奇迹之一,至今仍被使用,它的抗风性能好,为悬索桥向更大跨度的发展开创了先例。
旧金山金门大桥,1993年1月始建,1937年5月首次建成通车。
金门大桥横跨南北,将旧金山市与Marin县连结起来。
花费四年多时间修建的这座桥是世界上最漂亮的结构之一。
它不是世界上最长的悬索桥,但它却是最著名的。
金门大桥的巨大桥塔高227米,每根钢索重6412公吨,由27000根钢丝绞成。
1998年4月5日,世界上目前最长的吊桥——日本明石海峡大桥正式通车。
大桥坐落在日本神户市与淡路岛之间,全长3911米,主桥墩跨度1991米,直径1.12米,由290根细钢缆组成,重约5万吨。
钢桥面铺装技术现状与发展摘要:为了明确国内外钢桥面铺装技术的研究现状,对钢桥面铺装材料与结构、钢桥面铺装防水材料与防水体系等热点问题的研究进展进行综述和总结。
文章首先对比分析浇筑式沥青混凝土类、环氧沥青混凝土类和组合铺装类三类铺装材料的特性和新型铺装材料,结果表明:浇筑式沥青混凝土类的使用效果优于其他铺装体系,该铺装体系成熟、稳定性好,对桥面的适应能力强。
随后对目前钢桥面铺装使用的热熔型、溶剂型、热固性防水粘结材料的特点以及Eliminator和MMA防水粘结体系进行了简要说明。
最后对钢桥面铺装技术进行总结和展望。
关键词:钢桥面铺装;浇筑式沥青混凝土;施工技术;粘结材料引言改革开放以来,国内的交通建设蓬勃发展,桥梁建设技术水平逐年提高,目前已经承建了许多世界级的大跨径桥梁工程。
其中,钢桥面铺装技术是桥梁建设项目中的重点,受到国内研究学者的广泛关注。
国外在大跨径桥梁的建设相较于国内起步较早,特别是在钢桥面铺装技术方面,积累了大量先进经验,德国、日本等国家制定了钢桥面铺装规范。
如今的钢结构桥梁以结构复杂的正交异性桥面板结构居多,其受力和变形特点远比一般公路和混凝土桥梁的铺装复杂。
钢桥面铺装结构不仅能够将车辆荷载传递到钢桥受力层,同时防止钢桥面腐蚀的保护层,为行车提供舒适度的服务层。
钢桥面铺装质量直接影响到行车的安全性、舒适性、桥梁结构的耐久性,以及投资效益和社会效益。
经过各学者30余年的不懈努力,使钢桥面铺装结构和体系逐渐完善和成熟。
该文主要针对钢桥面铺装材料与结构、防水材料与防水粘结体系两个方面对国内外研究现状进行分析。
1.常见铺装类型的优缺点改性沥青作为混合料的粘结剂,是在基质沥青的基础上引入改性剂,经过化学作用和加工而改良的沥青,根据不同的性能要求,可在基质沥青中引入橡胶类聚合物、树脂类聚合物或其余外掺剂。
浇筑式沥青混凝土本质上也是一种改性沥青混合料,在控制钢桥面铺装低温抗裂、延性及防水性能方面具有良好的作用,其最大的特点是流动性大,浇注式铺装的施工可以通过简单的摊铺和平整来完成,根据组成和工艺的不同,浇注式沥青混合料可分为Mastic Asphalt(MA)和Guss Asphalt(GA)两种类型。
世界斜拉桥发展现状和趋势定稿世界斜拉桥发展演变和未来趋势中铁⼆⼗局李建军为了解决⾼速公路跨越通航的海峡和江、河、湖、泊以及⾼深峡⾕的⽭盾,现代公路桥梁正朝着⼤跨径、更轻巧的⽅向发展。
斜拉桥因其本⾝所具有的特性便成为了⼀种解决上述⽭盾最为常⽤的结构。
斜拉桥主要由主梁、缆索以及⽀承缆索的索塔等部分组成,属于组合体系的桥梁。
通过桥塔上多条斜向拉索的⽀承,斜拉桥结构可以跨越相对宽阔的峡⾕、通航海峡、河流等障碍物。
中交永江公司承建的重庆三环⾼速公路永江段在跨越长江的设计⽅案中也是综合河道航运等要求,以斜拉桥的⽅式跨越长江。
为了让⼤家了解斜拉桥的知识,近期搜集了⼀些有关斜拉桥⽅⾯的资料,编撰汇集以期能够使⼤家对斜拉桥的历史和发展有⼀定的认识。
⼀.斜拉桥发展演变史斜拉桥源于吊索桥,很早以前,⼈们就掌握了从塔架上悬吊斜拉索来⽀撑梁的知识。
我国是世界上最早有吊桥的国家之⼀,迄今已有4 000 多年的历史。
三⾥之城,七⾥之郭,作为城堡军事防御体系的重要组成部分,我国古代城郭主门外围均设有护城河和吊桥,桥的外端⽤绳索系在城墙塔架上。
每当有紧急情况时关闭城门,拉动绳索把桥吊起来,切断通往城门⼝的道路。
在这种体系结构⾥,斜拉索并不承担桥的荷载,主要是通过柔性拉索传递⼈⼒,起吊或放下桥⾯。
1617 年,意⼤利威尼斯⼯程师弗兰第阿斯(Ver2antius) 建造了⼀座⽤斜拉铁链⽀承⽊制桥⾯的桥梁体系,这是欧洲最早记载的斜拉桥。
在世界桥梁界,⼤家公认是德国⼯程师最早发展了斜拉桥的早期⼯艺和技术,如:正交异性板、钢箱梁、斜拉索预应⼒⼯艺和施⼯⽅法,并因此对斜拉桥在全球应⽤和发展起到了促进作⽤。
斜拉桥虽然l7世纪就有,但当时受科技⽔平的限制,缺乏可靠的理论分析⽅法和技术,这种结构体系没有得到很⼤的发展。
18世纪初修建的两座斜拉桥的倒塌事件,⼜使得这种结构体系⼀直没有得到重视和发展。
直到1938年德国⼯程师Dishinger重新认识到了斜拉桥的优越性,并对其进⾏了研究,1956年由他设计的瑞典Str?msund桥拉开了现代斜拉桥的序幕。
钢桥面板的设计、制造、安装与疲劳史永吉方兴王辉白玲(中国铁道科学研究院)内容摘要近十几年中,我国建设了许多大跨度钢箱梁悬索桥、斜拉桥,然而,服役不久,正交异性钢桥面板即产生了不同程度的早发性、多发性、再现性裂纹。
这给我们留下了二大课题:①今后新建桥梁,如何正确设计、制造和现场安装钢桥面板,确保其疲劳耐久性;②现已产生疲劳裂纹的钢桥面板,如何正确进行加固,恢复其运营功能。
本文概要介绍了钢桥面板的发展,实桥疲劳裂纹事例,以及德国、日本等国关于钢桥面结构设计、制造、现场安装最新理念和要求,供我国各方面参考。
1引言近十几年来,我国建成了许多采用钢箱梁的悬索桥、斜拉桥。
然而,这些钢桥服役不久,钢桥面板即产生了不同程度的疲劳裂纹,并呈现早发性、多发性、再现性状态。
这给我们留下了两大课题:(1)、今后新建桥梁中,如何正确的设计、制造、安装钢桥面板,避免疲劳裂纹的发生,确保其耐久性。
(2)、现已产生疲劳裂纹的钢桥面板,如何进行正确加固,消除裂纹病害,恢复其运营功能。
本文从钢桥面板的研发、应用出发,到产生许多疲劳裂纹,然后经过长期不间断的研究、改进和实桥检验,直到现在,特别是德国和日本,把钢桥面板的结构设计、制造和安装与疲劳综合考虑,这与通常用疲劳检算来确保结构耐久性的思路有很大的不同。
我国钢桥面板应用稍晚,但一下子用量很大,尤其需要研究这方面的经验和教训,使我国钢桥面板的设计、制造安装更健康的发展。
2.钢桥面板的发展上世纪30年代,德国首先开始研发用钢桥面板代替混凝土桥面板,谋求减轻自重、延伸跨长和经济性。
1934年建成了世界上第一座钢桥面板连续板梁桥——Feldcoeg桥,跨长8.0m+2×12.5m+8.0m,该桥桥面板结构如图1所示。
图1 德国Feldcoeg桥钢桥面板二次世界大战后,德国正式把钢桥面板既作为主梁翼缘的一部分而参与主梁共同工作,又作为桥面板直接承受交通荷载,于1950年建成了kurpfalz桥,三跨连续钢板梁桥,跨长56.1m+74.8m+56.1m,见图2。