1、1钢结构桥梁在中国的应用与展望摘要：本文综述了钢结构桥梁在我国铁路桥梁、公路桥梁、跨海大桥的应用现状。介绍了钢结构桥梁的主要形式及优点，指出了未来桥梁建设中采用钢结构的发展需求，并对未来钢结构桥梁发展优势进行了总结。 关键词：钢结构、桥梁、发展需求 中图分类号： U448.23 文献标识码：A 桥梁，是跨越天然或人工障碍区的载体，世界桥梁发展史总体经历了古代桥梁阶段、罗马桥梁阶段、近代桥梁阶段，直到今天的现代桥梁阶段，经历了一个漫长的创新演变过程。钢结构桥梁具有荷载量大、跨度大、稳定性好、结构形式多样，以及具有结构轻巧、施工周期短、再生环保-抗风、防火、抗蚀、防震等诸多优秀特点，逐步取代混凝土
2、结构桥梁，成为当今桥梁建筑的主要结构形式。随着我国基础建设投资的迅猛增长，桥梁建设已经进入了一个新的时代，将建造越来越多、越来越大、越来越长的桥梁，这为钢结构桥梁提供了广阔的天地。 钢结构桥梁的应用现状 1.1 钢结构桥梁的应用 中国历史上第一座钢结构大桥，云南省红河州屏边人字桥是真正意义上的钢结构大桥，由法国女工程师鲍尔.波丁于 1907 年所建，桥长 67米，宽 4.2 米，人字型钢结构大桥在两山绝壁之间。为“桁肋式铰拱钢2架桥” ，是完全用刚板、槽、角钢、铆钉纯人工连接而成的经典之作，它对开启中国现代钢构产业发展具有深远意义。 随着我国城市建设的高速发展和钢结构桥梁疲劳、焊接、振动及桥梁
3、上下结构设计、制造、施工等方面技术的日益成熟与发展，钢结构桥梁已广泛应用于铁路、公路、公铁两用及人行天桥。铁路桥有济南铁路桥、郑州铁路桥、兰州市黄河桥等，公路桥有广州丫髻沙桥、上海南浦大桥、广东虎门大桥，公铁两用桥有武汉长江大桥、香港青马大桥等，人行天桥有上海阂行区新梅人行钢网架天桥与贵阳大十字过街人行环形钢天桥。虽然钢结构桥梁在多方面得到了应用，但现阶段我国的桥梁仍旧以混凝土结构占主导地位。 1.2 钢结构桥梁的主要形式 1）钢拱桥。承重结构拱肋，主要承受轴向力，有弯矩或弯矩很小，主拱多用钢管，主拱和横梁可分别吊装、现场焊接，解决一次吊装质量过重的问题，现场施工吊装方便，大大缩短了工期。其代
4、表有庆乌江大桥、四川万县长江大桥、广州丫髻沙桥。 2）斜拉桥。由加肋梁桥面体系与钢索索塔体共同组成，其桥面体系为钢箱梁、结合梁、钢桁架。代表有南京长江二桥、武汉军山长江大桥。3）悬索桥。有固定于索塔的主缆支撑梁跨，主为承重索，它通过吊索吊住加劲，主缆索的两端锚于地面。悬索桥是跨径最大的桥梁，其最大跨径理论上可达 4000m，是跨千米以上桥梁的优选桥型。其代表有香港青马大桥、江阴长江大桥、广东虎门大桥等。 32.钢结构桥梁的优点 1）钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对来说较高，钢构件断面小、自重轻。强度高，适于建造荷载很大的桥梁；自重轻则可减轻基础的负荷，降低基础造价，同时还便于运输和吊装。 2）钢
5、材的塑性和韧性好，使钢结构桥梁的抗震性能好。由于钢材有良好的塑性和韧性，在地震作用下通过结构的变形能较多地吸收能量，同时又具有能反复作用的韧性，从而大大提高了钢结构的抗震性能。抗震和抗风是桥梁安全的保障，钢结构桥梁优良的抗震性能，扩展了其使用范围，尤其在高烈度地震区。 3）施工工期短。钢结构的材料可轧制成多种型材，加工简易而迅速；建筑材料的运输量少，施工现场占地面积小；零星部件可在现场制作，连接简便，安装方便，施工周期短。 4）钢桥质量容易保证。钢结构构件一般都在工厂制造、加工，工业化程度较高，精度高。 5）钢结构桥梁在使用过程中易于改造，如加固、接高、拓宽路面，变化比较容易、灵活。 6）钢结
6、构是环保产品。从钢桥上拆换下来的旧部件可重新熔炼，可节约能源，符合可持续发展的政策。 7）管线布置方便。在钢桥的结构空间中，有许多孔洞与空腔，使管线的布置较为方便，而且管线的更换、修理较方便。 8）钢结构桥梁适用范围广，且易制成大跨度。实践和研究证明：钢砼结构适用于 500m 以下跨度的拱桥和斜拉桥，不适用于悬索桥；钢结构4桥适用于大跨度的拱桥、悬索桥和斜拉桥，特别是大跨度的索桥。钢结构将撑起我国即将建造的多座又长又大的跨海跨江桥梁，是发展钢结构桥梁的良好基础。 3.我国钢结构桥梁发展的优越条件 3.1 发展需求 由于铁路桥梁的运用有利于节约利用土地，避免破坏路面生态，因此高铁设计中桥梁比例大
7、，高架长桥多。截止到 2010 年底，我国高铁投入运营里程达 8358 公里，到 2020 年，将建成 16000 公里的高速铁路，按 60%桥线率来计算，2011 年2020 年，我国将建成 9600 公里桥梁长度。我国公路桥梁数量庞大，但钢桥不到 1%。据统计，截至 2010 年，我国拥有桥梁 65.8 万座，总计 30483094 延米，已超越美国（约 62 万座） ，成为桥梁第一大国。到 2020 年左右，我路公路桥梁将达到 80 万座。不过，我国公路桥梁以混凝土桥为主，占桥梁总数的约 85%；圬工桥约占 13%，钢桥不到 1%。同时，随着我国跨海湾、跨江的大跨径钢结构桥梁的建设，桥梁
8、钢结构需求量将呈快速发展，许多沿江城市都将通过建造多座越江大桥形成城市环线，以解决日益拥挤的交通问题。所有这些宏伟规划的实施，特别是超长大桥梁的建设将为钢结构桥梁提供广阔的天地。 3.2 物质条件 我国钢铁工业的发展突飞猛进，为钢结构桥梁的发展提供了坚实基础。自 1996 年我国钢产量突破 1 亿吨后，钢材产量一路飙升，2005 年钢材产量达到 3.71 亿吨，2006 年钢材产量已达到 4.18 亿吨，预计 2007 年粗钢产量达 4.9 亿吨左右。同时，钢铁企业通过结构调整和技术改造使5钢铁产品的品种及材质有了明显改善，国内长期短缺的 H 型钢和厚钢板等品种的供应已基本解决。我国有实力雄厚
9、的专业桥梁厂，如山海关、丰台、宝鸡、和株洲等专业桥梁厂。有遍布全国的钢结构施工单位和造船厂，这些企业都适合钢结构桥梁的施工，如常州船厂、广州国际集团公司都为多座桥梁提供了钢结构。 3.3 钢结构桥梁设计技术条件 钢桥疲劳、焊接、震动及桥梁上下结构设计、制造、施工等方面技术的成熟与发展，有关规范、规程的不断完善，为钢结构桥梁的应用奠定了必要的技术基础。我国有关钢结构焊接和高强度螺栓连接，刚与混凝土组合结构、钢管混凝土及钢骨混凝土结构等方面的设计、施工、验收规范及行业标准已发行了 20 多本。 3.4 钢结构桥梁防腐技术 桥梁专家对钢桥的损坏原因进行研究后得出结：钢桥失效主要是由材料制作不良、自然
10、灾害和各交通事故、金属腐蚀等原因造成的，其中金属腐蚀是主要原因之一。涂料涂装防腐涂层的试用寿命只有 215 年，每 35 年的防腐涂装费用巨大，占钢桥费用的 10%以上。因此，世界各国都致力于开发梁防腐蚀新工艺、新材料，并成功开发出喷涂长效防腐技术：依靠专用设备产生的热源（火焰、电弧、离子等） ，把金属或金属固体材料加热熔融或软，并用热源自身的动力或外加高速气流雾化，使雾化的喷涂材料快速喷射到经预处理干净的基本表面形成涂层。这些涂层具有防腐蚀、耐磨、耐热、抗氧化、绝缘、导电、屏蔽等功能，其耐腐蚀寿命可达 3050 年。热喷涂现有喷锌、喷铝两种。20 世纪 50 年代，6北美洲和欧洲在钢桥防腐中
11、大量使用热喷涂长效防腐技术。该技术于 20世纪 90 年代在我国桥梁领域得到了部分应用，并取得了良好的效果。目前，我国在施工质量和生产效率方面都获得了稳定提高，将使热喷涂长效防腐技术在刚桥梁中得到广泛应用，从而推动刚桥梁的发展。 4.结语 随着科学技术的飞速发展，我国炼钢技术越来越成熟，钢材产量逐年增加，以及国家大力支持钢结构事业的发展，钢结构桥梁以其多种优势在我国桥梁建设中得到了越来越多的应用，特别是在超长、超大桥梁建设中，钢结构桥梁的应用前景更为广阔。 参考文献： 易伦雄.钢结构桥梁防腐蚀涂装体系的选择J.桥梁建设,1999,1:68-70. 徐关尧,朱杰.我国装配式公路钢桥的发展及应用J.钢结构，2009,24(7):6-10 李志坚.钢结构桥梁前景广阔J.公路与汽车，2004,1:75-76 李玉刚.喷涂技术在钢桥防腐的应用J.表面技术,2007,36(1):87-89 王婓，赵君黎，雷俊卿.公路钢结构桥梁的疲劳设计研究J.公路，2007,10:007 王用中.我国桥梁钢结构的应用现状与展望J.施工技术，2012,39（8）：13-16. 秦泽豹，陈宝春，陈友杰.高性能钢结构桥梁C.中国公路学会桥梁7和结构工程学会 2002 年全国桥梁学术会议论文集.2002 年，2002. 王永珩.我国桥梁建设的成就，现状和存在的问题J.公路，2004,12:155-157
