标准规范下载简介

钢桁桥讲座资料20220802.pdf

TheGreatest Bridge intheWorld(NcE3L17) Verrazano, an Italian about whom little is known, sailed into New York Harbour in 1524 and named it Angouleme.He described it : a very agreeable situation located within two small hills in the mids ofwhichflowed agreatriver.'ThoughVerrazanoisbyno meansconsideredtobeagreatexplorer,hisname willprobablyremainimmortal,foronNovember21s 1964, the greatest bridge in the world was named afterhim. The Verrazano Bridge, which was designed by Othmar Ammann, joinsBrooklyn to StatenIsland.Ithas a span of 4260feet. Thebridgeis so longthatthe shapeof theearthhad tobetakenintoaccountbyitsdesigner.Twogreat towers support four huge cables.The towers are built on immense underwater platforms made of steel and concrete. The platforms extend to a depth of over 1oo feet under the sea. These alone took sixteen months to build.Above the surface of the water, the tower rise to a height of nearly 700 feet.They support the cables from which the bridge has been suspended.Each of the four cables contains 26,108 lengths of wire.It has been estimated that if the bridge were packed with cars, it would still only be carrying a third its total capacity. However, size and strength are not the only important things about this bridge.Despite its immensity, isbothsimpleandelegant,fulfillingitsdesigner's dreamtocreate'anenormousobjectdrawnasfaint aspossible'.

世界最大跨度公路与高铁两用悬索桥：五峰山长江大桥（主跨1092 2020年12月，江苏五峰山长江公路与高铁两用大桥开通两线铁路 上层为双向8车道高速公路，设计行车速度100km/h，下层为4线铁路，中 2线为连镇高铁，设计行车速度250km/h，2线预留，设计速度为200km/h， 我国首座公铁两用悬索桥，也是世界上铁路行车速度最高、运行荷载最重的公 铁两用索桥 双层桥面钢桁主梁采用三角形桁架主梁连续跨度为（84+84+1092+84+84)m，横 断面为倒梯形，每道竖杆处设置吊杆、外侧斜撑（副）和三角形桁架式横联（兼 顾增强上层横梁刚度的作用），横联中心与下层桥面之间设置吊杆（增强下层横 梁刚度）：桁高16m、两片主桁中心距30m、节间长（吊杆中心距）14m，主缆中 心距43m：标准吊装节段长28m，最重节段1785t：上、下层桥面均米用板格 结合的正交异性整体桥面，顶板与U肋采用双面焊全熔透焊接工艺；桁梁主要 采用Q370qE钢材，下层铁路道槽面板采用轧制不锈钢复合板 桥梁综合测试中创造了275km/h的世界铁路悬索桥最高速度纪录 垂跨比为1/10：北侧桥塔高203m，南侧桥塔高191m，塔柱圆形承台直径40r 厚9.5m，桩基直径2.8m 两根主缆直径约1.3m，米用锌铝合金镀层平行钢丝索股，每主缆为352股，每 股含127根5.5mm直径钢丝（主缆钢丝面积超过日本明右海峡大桥的面积），每 索股长度约1932m，重约47.8t：索股两端为热铸锚，锚杯内浇注锌铜合金：钢 丝标准强度为1860MIPa；主缆采用S形缠丝、缠包带与除湿系统的防护体系 每处吊点设置2根吊索，单根吊索为337根5mm直径钢丝：钢丝标准强度为 1770MPa 采用重力式锚，北侧锚啶沉井长100.7m，宽72.1m，高56m，基底置于密实 粉细砂层，南侧锚旋地莲墙支护圆形扩大基础，内径87m，墙厚1.5m，最大理 深40.5m，基底持力层为微风化凝灰质砂岩

铸铁(CastIron)是液态成型，会造成组织偏析、缺陷 锻铁(WroughtIron)是锻造成型，晶粒均匀，性能提高 1856年，Siemens与Martins和Bessemer发明转炉炼钢， 材性能好 (1）英国塞文(Severn)桥跨度30.5m1779年铸铁桥 (2）法国伽拉比特（Garabit)桥跨度165m1884年锻铁桥 (3）美国易德斯(Eads)桥3×158.8m1874年钢管架拱标 公铁双层

世界最大跨度高原铁路拱桥：藏木雅鲁藏布江大桥430m 藏木雅鲁藏布江大桥是川藏铁路拉萨至林芝段最大的双线铁路桥梁，位于加查 县境内雅鲁藏布江的桑加峡谷、藏木水电站上游库区，水深66m，桥址海拔 3350m，全长525.1m，两岸对接隧道 主桥为跨度430m的提篮式钢管混凝土架拱桥，矢高112m，矢跨比1:3.8， 拱轴系数2.1：主拱架内倾角4.590 拱脚和拱质宽为25m和7.08m：拱脚和拱顶主拱径向桁高15m和8.8m：主 拱桁架弦杆钢管直径为1600mm（拱脚局部为1800mm），壁厚为24~52mm 钢管行架弦杆采用Q420qENH，腹杆、横撑和横梁采用Q345qENH免涂装耐 候钢（全桥耐候钢用量1.28万t）：弦杆钢管内填C60自密实无收缩混凝土 藏木雅鲁藏布江大桥施工条件极其严酷，建设周期5年多，2021年建成通车； 是我国第一座高原大型铁路免涂装耐候钢桥梁，为今后建设耐候钢桥梁积累许 多重要经验：成为世界最大跨度的高原铁路桥梁，也是世界第5跨度的铁路排 桥 包括2020年建成主跨490m云南大理至瑞丽铁路怒江大桥、2013年建成450m 南广铁路广东省宰庆西江大桥、2016年注成445m泸昆高铁贵州省晴隆北盘 大桥、2019年建成436m成都至贵阳高铁跨越黔西县的鸭池河大桥在内，我国 囊括世界铁路拱桥跨度的前5位，是我国成为世界铁路拱桥大国与强国的重要

我国首座使用Q690高强钢拱桥：武汉汉江湾大桥408m 湖北武汉汉江湾大桥（汉江七桥）采用（132+408+132）m孔跨的中承式钢桁拱桂 桥面宽47m，双向6车道（可拓宽至8车道） 采用板桁组合结构、顶板与焊接U肋全熔透技术 受力较大的中跨第3至第9节间拱下弦杆采用Q690qE高强度桥梁钢（板厚为 32mm和50mm) 2021年5月通车，是我国第一座采用Q690级高强钢材的大型桥梁

5典型钢行架(组合）刚构桥

世界第二跨度钢与混凝土桥面组合连续刚构桥：三明沙溪大桥 福建省莆炎高速公路三明段沙溪大桥主桥布置为(100+176+176+100）m，双幅 全宽33.5m，最高桥墩117m，双向六车道，设计时速100公里；桥梁跨越205 国道、沙溪河、鹰厦铁路和月亮湾景区；主桥来用变高钢桁架与混凝土桥面板 组合的连续刚构体系，钢桁梁采用全焊接、免涂装耐候钢 Q500/420/345qDNH（耐候指数≥6.0，工厂化预制桥面板采用C50混凝土，现场 湿接缝主要采用C50自密实微膨胀混凝土，墩顶负弯矩区采用超高性能混凝士 (UHPC)：墩顶前后两节间下平联设置混凝土板（预制底模和现浇成型）；全桥均 未布置预应力钢筋（包括墩顶）：施工采用一组缆索吊机（4×35t）吊装84个钢行节 段（平均1.5个节段/天）和预制桥面板 在结构体系、材料、制造、施工和后期管养等方面采用创新技术与科学理念， 有望克服和避免常规预应力混凝土连续刚构桥结构自重大、预应力体系相对复 杂、施工周期较长、易出现后期跨中下挠与腹板开裂等病害问题，这种钢桁组 合连续刚构桥具有良好的应用前景，甚基至可以应用到更大跨度桥梁 2021年底建成，是世界第二跨度的钢桁组合连续刚构桥，也是世界最大跨度的 该类结构公路桥

一 钱塘江大桥开创了中国人自已设计和主持建造现代大型 以升是中国现代桥梁之父、近代桥梁的奠基人 上世纪30年代初某广场酒店中央空调施工组织设计方案，若干先进国家已经建成了多座现代大型桥梁 美国悬索桥有跨度1067m的华盛顿大桥、拱桥有跨度504m的贝永大桥 加掌大梁桥有跨度549m的魁北克大桥 澳大利亚拱桥有跨度503m的悉尼海港大桥 英国梁桥有跨度521m的福斯大桥 俄罗斯有长度582m的圣三一大桥 法国有长度565m的加拉比大桥.... 在那个年代，灾难深重的中国也已经有几座大型桥梁 1891年建成长度670m滦河大桥 1899年建成长度844m大凌河大桥 1901年建成长度1027m的哈尔滨松花江大桥 1902年建成长度782的陶赖召第二松花江大桥 1903年和1909年建成长度794m的浑河大桥 1905年建成长度2939m的郑州黄河大桥 1910年建成跨度67m深谷人形墩的滇越铁路课姑大桥 1911年建成长度575m的蚌埠河大桥

三、两次大桥设计 1933年，浙江省建设厅曾委托铁道部的顾问华德尔(J.A.L.Waddell，美国著名的桥梁专家）进行 桥梁设计，并以此开始筹款 1933年8月，茅以升到桥工处后找到郑华和罗英等人组建队伍。郑华和罗英均是茅以升在康奈尔 大学的同学：郑华曾任交通大学唐山士木工程学院院长；罗英曾在山海关桥梁厂当厂长，经验非 常丰富，茅以升请他出任总工程师。随后，桥工处重新设计大桥 桥工处设计与华德尔设计的不同点主要有5个方面： 第一，桥位不同。桥工处在六和塔附近选择江面较窄、河床相对稳定的合理桥位，缩短了江中的 桥梁长度，也缩短了桥梁总长度419m 第二，桥面布置形式不同。华德尔设计采用铁路桥面和公路桥面同层，布置在相同平面：桥工处 采用铁路在下、公路在上的双层桥面设计，缅小了桥面宽度和墩台及其基础宽度。 第三，桥跨布置不同。就江中主桥而言，华德尔设计采用两孔89.3m和27孔30.5m的不等跨度 方案，水中墩28座；桥工处采用16孔65.8m的全部等跨度方案，水中墩15座：既统一钢梁跨 度，方便和加速钢梁的制造与架设，方便维修更换，又减少江中桥墩的数量 第四，钢材品种不同。华德尔设计的钢材全部采用低碳钢；桥工处的设计对主桥桁梁上下平纵联 与横联、公路引桥采用低碳钢，对主桥主要受力构件和铁路引桥钢板梁全部采用当时世界上质量 最好的高强度低合金钢（铬锰钢、克罗马多尔钢（ChromadorSteel），仅英国生产）：铬锰钢比低碳 钢强度增加50%，钢梁重量减轻24%，减小桥梁自重；其耐大气腐蚀性能是低碳钢的3倍，更 有利于长久使用 第五，造价不同。华德尔的设计概算为758万银元，桥工处的为510万银元（节省33%：最后竣 工决算为547万银元，折合为163万美元

铬锰钢的主行杆件荷载应力与荷载组合应力验算和截面设计，制定铬锰钢的验算容许应力和轴压应力提高系

五、大桥施工 1934年4月登报工程招标，8月收到标书17份（国内9份和国外8份） 并开标公布报价，经铁道部与浙江省审查和批准： 主桥的墩台及其基础由丹麦康益洋行承包 主桥钢桁梁由英国道门朗公司承包 引桥钢结构由德国西门子洋行承包 南岸引桥由新亨营造厂承包 北岸引桥和全部公路路面由东亚工程公司承包 由此，称大桥由中国人或以茅以升为杰出代表的桥工处等“主持施工建造或“蓝造比较客观准确 1934年11月11日举行开工仪式：1935年4月6日大桥工程正式开工 那个年代的大桥施工非常艰难，问题和困难很多。以下简述其中的4个问题及其解决方法： （1）打长木桩。主桥15个空心钢筋混凝土桥墩的基础采用气压沉箱其中6个沉箱基础筑入岩面 9个沉箱各放置在160根约30m长的木桩群上面，沉箱和木桩基础最深达47.8m。基础施工的第 一个难题就是木桩又多又长，刚开始打桩速度慢，同时出现断桩。后来研究采用射水法”打桩 即先用钢管射水，后拨出钢管、插入木桩再锤击下沉，把刚并始一关打一根桩加快到一关打20 多根桩，加快进度 (2）沉箱定位。15个钢筋混凝土沉箱各长17.7m、宽11.3m、高6.1m，重量约550t。一个在浅水 区，采用围堰、筑岛、建沉箱、开挖下沉方法；其余14个在南岸上游1.5km船上建造，搬运 下水，浮运到位下沉。江底淤泥细砂层较厚，潮水流速大，开始曾出现两座沉箱浮运到位后因错 走或绳断而分别漂移4km和8km。后来加粗缆绳，将定位锚加大至10t同时在下锚时辅助射水， 让锚埋入河床6m以 沉箱漂移问题

打桩船打桩、搬运沉箱和改进后的沉箱定位锚