钢桁桥【新型钢桥的研究】
时间：2019-04-01 03:18:25 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要： 随着社会的发展,传统钢桥技术已渐渐不能适应时代的要求和世界经济的协作，新型钢桥以其节俭、坚固、美观的特点,被一些发达国家所采纳，它主桁少，没有下横构，抗震性能好，但对床版有着极高的技术要求，在日本被称为”少数主桁桥” ，通过对传统钢桥和新型钢桥构造特点的比较和分析，希望能为中国的钢桥设计者提供借鉴和帮助。
关键词：少数主桁钢桥；主桁；合成桁；下横构；床板
Abstract: With the development of society, the traditional steel bridge technology has not adapted to the requirements of the times and the world economic cooperation, thus the new steel bridge with its thrifty, strong, aesthetic characteristics has been adopted by some developed countries. It has the advantages of less truss, no down horizontal structure, excellent seismic performance, but a high technical requirements to bedplate, and is called "less main truss bridge" in Japan. In this paper, a comparison of characteristics of the traditional steel bridge with the new steel bridge structure is analyzed, hoping which can providing a reference and help for China"s steel bridge designers.
Key words: less main truss bridge steel; main truss; synthetic truss; down horizontal structure; bedplate
中图分类号：U448.36 文献标识码：A
前言
由于中国城市化的日益加剧，越来越多的人进入城市，城市的交通会越来越拥挤，钢桥具有占地小、施工快的特点，会越来越得到大家的认可，钢桥的发展将成为中国桥梁发展的主流。但光依靠传统钢桥技术已不能适应社会的发展,世界经济危机的爆发,使各国看到了只有科技强国才是根本, 新型钢桥在这样的环境下应运而生。
1． 传统板桁钢桥的构造和特点
1.1 基本构造和配置
主桁是由钢板或者型钢用熔接，螺栓连接的方式组成的I型断面，上面板叫上桁板，中间板叫腹板，下面板叫下桁板，主要承担剪切力和弯矩。它是桥梁的主要部件，对桥梁起到承上启下的作用，它的改造和发展将是技术革新的关键。对倾构是主桁和主桁之间连接的构造，多由Ｌ型钢和Ｔ型钢组成，主要承担风载荷和地震载荷。它对桥梁起到稳定性的作用，没有它，整个桥梁将会失稳。床板是放在主桁上面, 由钢筋和水泥组成，又称钢筋混凝土床板，起到承担车、人载荷的作用。新型桥梁是以床板的技术革新的前提下完成的。由于I型主桁组成的断面承担水平方向载荷的能力较差，一般多在主桁下侧设置下横构, 下横构多由Ｌ型钢和Ｔ型钢组成, 主要承担风载荷和地震载荷。
传统板桁钢桥应用的大多是钢筋混凝土床板，经过对钢筋混凝土床板桥的勘察发现，由于大型重车辆增加的原因，主桁间隔大于3.0米的桥大多出现不同程度的破损，主桁间隔小于3.0米的桥基本没太大问题，所以日本国交省规定，钢筋混凝土床板的场合，主桁间隔小于3.0米。由于钢筋混凝土床板载荷和防水的考虑，床板张出长控制在1米左右。对于构造稳定性的要求，对倾构间隔控制在6米以内。
1.2 床板和主桁的连接
传统板桁钢桥的床板和主桁的连接简单，把钢筋作成梯形构造焊接在主桁上面，通过梯形钢筋把床板和主桁的连接起来。由于床板和主桁的连接等级不高，设计上认为是分离构造，即所有铅直载荷都由主桁承担，即非合成构造。构造的特点主桁断面过大，造价高，设计偏于安全考虑，没有真正完全发挥部材的性能。
２.新型板桁钢桥的构造和特点
新型钢桥在传统钢桥设计理念的基础上，加以改进和升华，使钢桥的理论体系更加完善。
2.１ 预应力床板的采用
和传统板桁钢桥最大的不同点是新型板桁钢桥的床板采用的是预应力床板，即在床板里加入钢线，在床板受载荷之前，在钢线上加力，使床板提前受到相反的力，从而达到耐载荷的效果。预应力床板是当今世界上最先进的技术，是一些发达国家的主导技术。预应力床板的出现，使桥梁的技术改革成为可能，对钢桥的发展起到了至关重要的作用。
2.2 主桁个数的缩减
由于预应力床板和主桁的良好的结合，使床板和主桁成为一体，使原来由主桁承担的力现在由主桁和床板一起承担，使主桁承载力减小，加之床板的耐载荷能力的增强，使主桁间隔的增大成为可能。主桁的间隔由原来的3米能增加到6米。这样不仅使主桁个数减少而且能使架设简单，施工方便。
2.3 对倾构构造的合理化
由于预应力床板的坚固能力，对倾构可以由原来的V型结构变成在主桁下部的H型钢构造，即称为横桁，这样上面有床板，下面有横桁，左右有主桁形成一个方形的闭合断面，能更有效地提高承担水平载荷能力，这样横桁的间隔也能加大，能由原来的6米增加到10米程度，这样横桁的个数也能减少，又能达到简单化的要求。
2.4 床板张出长的增大
预应力床越来越坚固的同时，床板的张出长也会变的更大，传统板桁钢桥的床板张出长小于1米，新型钢桥的床板张出长能达到主桁间隔的0.4倍，即主桁间隔最大6米，床板张出长最大2.4米，这样又为主桁个数的缩减创造条件，从而达到简单化的目的。
2.5下横构的省略
风、地震等一些横载荷，预应力床板完全能抵抗，所以对倾构下横构可以省略。由于下横构的省略，构造又得到进一步的简化。
2.6 抵抗地震能力的增强
日本的东海大地震、中国的汶川大地震地球近年来一直处于不安分状态，它不定时地侵扰着我们，它的摧毁性超强，所以必须桥梁的耐震放到设计的首位，一定要保证设计建筑物的抗震能力。物体越重，地震时所产生的水平力越大，反之物体越轻，地震时所产生的水平力越小。新型钢桥在经过一些结构优化，在保证良好的稳定性的前提下，变的更轻，较传统钢桥具有很好的抵抗地震能力。
2.7 结构的美观性
随着经济的发展，人们对生活的要求越来越高，不仅吃穿上得到满足，更向往美丽的城市去生活，为了吸引更多的人才和更多的投资，城市功能必须完善，城市必须变的更加漂亮。少数主桁桥由于结构的轻便，使其朔造桥梁形状的能力更强，它会使桥梁变得更美观，更富欣赏性。
以上是新型是少数主桁桥的结构特点，它集各种优点于一身，必将会引领世界的桥梁界，成为新时代的宠儿。
3.新型钢桥的发展方向
由于新型钢桥的部材减少，制作简单，不但可以大量的钢材而且能节省大量的人力。随着社会的发展，中国将慢慢进入老龄化社会，所以中国的劳动力将越来越紧缺，劳动力也将会越来越昂贵，省力化将是未来的发展方向，钢桥的技术革新也将沿着这个轨迹发展下去，粗放的发展模式已不适合中国的发展。
上面提到的只是I型断面的少数主桁桥形式，对于大跨度的曲线桥，将采用向箱型断面的钢桁桥，箱型断面的优化结构以后可以继续探讨。日本桥梁技术的飞速发展，中国的桥梁技术者，应该积极地吸收它们的技术，为中国的桥梁发展做出自己的贡献。
结 语
虽然钢桥技术已经取得一定的发展，但是有些问题还需进一步完善：1 )腹板上加肋板的问题；2)主桁桁板的屈曲问题；3)曲率半径小的曲线桥，如果不加下横构，桥梁整体稳定性的问题；4) 少数主桁钢桥的振动和固有周期问题。随着计算机技术的发展，使一些设计问题变的容易，希望在不久的将来会有更完美的桥梁形式出现。
参考文献：
1. 日本山海堂。新桥梁的设计。东京：日本山海堂1998
2. 日本道路协会。道路桥示方书•同解说Ⅰ～Ⅴ篇。 东京：日本道路协会 2002
3. 日本道路协会。钢道路桥设计便览。 东京 ：日本道路协会1998
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