[科普中国]-钢桥

简介

由于钢材的各向同性，质地均匀及弹性模量大，使桥的工作情况与计算图示假定比较符合，另外钢桥一般采用工厂预制，工地拼接，施工周期短，加工方便且不受季节影响。但钢桥的耐火性，耐腐蚀性差，需要经常检查，维修，养护费用高。

发展钢桥是一种桥跨结构用钢材建造的桥梁。1874年美国在密 西西比河上建造了世界上第一座大型钢桥——圣路易斯(St.Louis)钢拱桥，第二次世界大战以后，钢桥科学技术在高强优质钢的冶炼，焊接技术的提高， 正交异性钢桥面板和高强螺栓的应用，以及结构型式的多样化等方面，有了很大的发展，促使大跨度钢桥的广泛采用。由于钢材强度高，性能优越，表观密 度与容许应力之比值小，故钢桥跨越能力较大。钢桥的构件制造最适合工业化，运输与安装均较方便，架设工期较短，破坏后易修复和更换，但钢材易锈蚀， 养护困难。1

主要特点1、跨越能力大

2、最合适无工业化制造

3、便于运输

4、安装速度快

5、钢桥构件易于修复和更换

6、钢材易腐蚀，故钢桥的养护费用高

几种钢桥面铺装的比较不同沥青铺装材料用于钢桥面铺装，不仅在性能上而且在施工工艺以及在工程造价上，都有明显的区别。从许多国家实际应用情况来看，在使用性能和使用寿命方面，以环氧沥青铺装最好，浇注式沥青和SMA 次之，普通沥青最差。在施工工艺方面，环氧沥青混合料拌制工艺虽不是太复杂，但对温度、时间控制非常严格；浇注式沥青工艺比较特别，需要特殊的拌制设备；SMA 只是比普通沥青路面复杂一些。在工程造价方面，如以同样厚度相比较，则环氧沥青铺装成本最高，浇注式沥青铺装次之，SMA 比普通沥青费用约增加20 % ～30 % ，但比环氧沥青和浇注式沥青为低。然而，环氧沥青因强度高，铺装层因此可以减薄，减轻了自重，又有利于降低造价；浇注式沥青铺装层厚度也较薄，或与普通沥青铺装复合使用。2

钢桥疲劳由纵肋、横梁和盖板三者之间焊接组成的正交异性钢桥面板因轻质、高强、施工快的优点，已在国内外大中跨度的现代公路钢桥中得到广泛的应用。然而，由于直接承受车辆的局部作用，应力影响线短，～辆车驶过会引起数次应力循环，加上焊接节点的应力集中和难免的焊接缺陷，钢桥面板易于疲劳开裂。

钢桥疲劳是由于日常各种荷重的车辆反复作用而引起的累积损伤过程，因此疲劳验算所用的荷载应尽可能的与实际相符，这需通过现场交通调查得到各种典型车辆的荷重和它们出现的相对频率，即典型车辆荷载频值谱，并在调查的基础上结合预测分析得到年或日平均交通量的估算。尽管调查得到的荷载谱不可能包括所有的车型，只是主要反映出现率较高的典型车型，但按轴数、轴距、荷重之分一般仍多达十几种，疲劳验算时计算工作量很大，故可作进一步的简化处理，方法有：

（1）用一辆标准疲劳车来表示荷载谱，即对原荷载谱中各种车辆对钢桥造成的疲劳损伤进行分析，以损伤最严重的车辆为蓝本，提炼出一辆标准疲劳车。原谱中各种车辆的荷重用其与疲劳车荷重之比来表示。这样验算时通过疲劳车的一次加载就能成比例地推算到原谱中各种车辆一次加载所产生的应力状况，英国BS5400采用了此简化方法。

（2）用几种模型车辆的荷载谱来表示原荷载谱，即将原谱中各种车辆按相同的轴数合并归类，根据等效的疲劳损伤原理分别将各类别中的几种车辆等效成一种模型车辆。3