铝型材在桥梁上的应用与发展前景
铝型材在桥梁上的应用与发展前景
更新时间：2015-02-11 11:19 出处：铝博士网浏览次数：7192 | 文字大小：大中小
王兴瑞，刘坚，张洪辉，刘洋
（山东南山铝材公司，山东龙口，265706）
摘要：本文通过介绍典型的铝合金结构桥梁工程实例，对铝型材在桥梁上的应用可行性和可靠性给予了充分肯定。同时，笔者结合部分研究论文的报道，对铝合金的性能特点进行了全面分析。此外，文中还依照铝型材在桥梁上的应用部位，综述了国内外在该方面的研究现状。通过对铝型材在桥梁上应用阻碍的剖析，对其应用前景进行了展望，并提出了国内铝型材在桥梁上的应用推广需做的努力。
关键词：铝型材；铝结构桥梁；铝桥面板；主结构件；辅结构件；应用前景
The application and development prospect of aluminum profile in bridge
Wang Xingrui, Zhang Honghui, Liu Yang
(Shandong Nanshan Aluminum Profile Company, Shandong Longkou, 265706)
Abstract: In this paper, aluminum profile’s feasi bility and reliability using as parts in bridge is fully confirmed by the introduction of typical aluminum bridge engineering projects. Meanwhile, referencing several investigation papers, this author comprehensively analyzed property of aluminum alloy. Furthermore, in this paper, study status of aluminum profile utilizing in bridge has also been demonstrated based on their application site. Through analysis of obstacles hindering aluminum profile’s application in bridge, its applic ation prospect is predict ed. And what kind of endeavor should be done to popularize aluminum profile’s application in bridge has also been briefly mentioned.
引言
铝合金作为典型的有色金属，其质轻、耐蚀、高比强度等优点使铝型材在传统的门窗、幕墙、装饰材料领域得到了广泛的应用。随着新合金、新产品的不断开发，铝型材在建筑模板、轨道交通、船舶、桥梁等领域的应用也开始崭露头角。
铝型材在桥梁上的应用，国内外已有近400个工程实例，包括公路桥、悬索桥、跨河桥等。其应用由最开始的桥面板发展到主梁等主要构件。本文通过介绍国内外典型铝合金结构桥梁实例，分析铝合金的性能特点，对其在桥梁上应用的可行性给予了验证和肯定。随后简单介绍了铝型材在桥梁结构中的应用及研究情况，最后对铝合金结构桥梁的发展前景进行了展望，提出了国内发展铝合金结构桥梁急需做出的对策。
1. 国内外铝合金桥梁工程实例
1.1 铝合金结构桥梁在国外的兴起与应用
美国匹兹堡史密斯菲尔德区一座跨河桥的铝合金桥面板，是世界上首个铝合金在桥梁上的应用实例（如图1所示）。1933年美国铝业公司为了减轻现役桥梁的静载荷，用铝合金面板替代了破损的钢板和木板。该面板合金状态为2014-T6，服役时间长达34年。但由于该合金与钢一样，耐蚀性较差，于是在1966年美铝公司又更换了耐蚀性更强的5系和6061-T6挤压型材组合
的面板。出乎意料的是该面板仅服役了26年，就被再一次更换为局部填充钢的面板。经Reynolds金属公司的相关专家分析，1966年更换的铝合金面板表现出了优异的耐蚀性和结构稳定性，但钢、铝合金及混凝土三者接触的部位出现了明显的腐蚀。虽然这些腐蚀部位没有影响到整体结构的稳定性，但仍需要采取有效的措施避免腐蚀，延长其寿命。
1949年，加拿大在魁北克省阿尔维达（Arvida）建成了一座跨越塞右奈河，单跨跨径达88.4 m的铆接铝拱桥，见图l。该桥是世界上第一座全铝合金结构桥梁。该桥桥墩高约15 m，2个车行道。所用的铝合金为2014-T6，总重163 t。与原计划修建的钢桥相比，重量减轻约56％[1]。
铝合金结构桥梁在欧洲的应用也逐渐兴起，据相关资料显示，自1949年英国萨色兰郡桥建造后，欧洲各国开始将铝合金广泛应用于桥梁面板和主要结构件部位。1949- 1985年，英国建造了约35座铝合金结构桥梁。1950-1970年，德国建造了约20座铝合金结构桥梁。1955-2000年荷兰先后开发建造了6座铝合金结构桥梁。在此期间，荷兰为支持对铝桥的研究和促进铝桥的应用，3年内完成了名为“铝桥”的工业项目，该项目计划包括铝材生产商、承包方、设计方、官方、建筑方和研究机构。该项目主要针对开启桥、新建居民区桥、公路桥面板、延长现有桥方面做出了研究和拓展，为后期铝结构桥梁的应用提供了经验[1]。
目前而言，在欧洲等国家，铝合金在桥面板上的应用较为广泛。据相关资料统计，在欧洲约70多座桥梁使用瑞典开发的“50系列”或“100系列”面板型材，该类型材的断面和工程实例如图3和图4所示。
1.2 铝合金结构桥梁在国内的应用
目前，国内铝合金在桥梁上的应用十分有限，主要集中在人行天桥等承重较小的桥梁上，还有少量铝合金面板的应用。国内第一座铝合金结构桥梁是2007年建造的杭州市庆春路人行天桥，该桥由德国桥梁工程师设计、安装，所有桥梁结构的铝合金材料全部由德国进口，该铝合金结构桥梁的建造是为后续我国自主设计和修建铝合金桥梁做准备[2]。
同年建造的上海徐家汇人行天桥工程是国内首座完全自主设计、自行生产、自行建造的铝合金结构桥梁。该桥总工期仅37 天，主材为6061-T6铝合金，单跨23 m，宽度6 m，主桥高2.6 m，桥净高4.6 m，其自重仅15t，最大载质量可以达到50t。
为迎接奥运会，我国于2008年建造了北京市西单商业区人行天桥，该桥的铝合金上部结构为外资公司承建，主要铝合金为国产6082-T6型材，铝合金步道板等附件从国外进口，为6005-T6铝合金。该桥建立的同时，制订了JQB-198-2008《北京市西单商业区人行天桥工程铝合金上部结构施工质量验收标准》，为今后铝合金结构桥梁施工验收提供了宝贵的借鉴经验。
杭州新解百“口”字形铝合金人行天桥是我国首座自行设计、建造的大跨度铝合金桥梁，该桥梁由杭州市城建设计研究院和山东丛林集团合作研发而成（见图5）。该桥总长217.55m，宽4.8m，重226t，可满足4000余人同时通行，所有铝合金主要为6082-T6型材。该桥分为4个主桁架、4个过渡桁架，组成一座闭合环形人行天桥，其中A桁架长53m，B桁架长44m，C桁架长44m，D桁架42m。
天津市蚌埠海河桥桥面板采用了铝合金型材。该桥全长192m，其人行道面板采用的是6005-T5铝合金型材，标准面板长5m、宽0.25m，由27mm厚的上部翼缘板和3mm 厚且底部带有加强的马蹄形构造的肋板组成。在该桥铝合金面板安装使用前，为确保铝合金满足设计要求，对型材的进行了以下试验：材性试验、静载试验、振动特性试验、冲击荷载实验、疲劳试验、耐磨试验[3]、耐腐蚀试验[4]。试验结果表明，该铝合金型材面板能够达到设计要求。
除以上人行天桥和拱桥外，铝合金还在其他结构形式的桥梁上有了不同程度的应用，如连续箱梁桥、桁架桥、悬索桥、高架桥、活动桥、浮桥、军用铝桥等[5]。上述铝合金结构桥梁在国内外的应用实例，进一步印证了铝合金在桥梁上应用的可行性，同时也可以看出国内外的差距，为国内铝合金桥梁的发展确立了追赶和发展方向。
2.铝合金的性能特点
铝合金之所以在桥梁中得到广泛的应用，主要是其具有较多钢和混凝土结构所不可匹敌的优点，针对性能方面的优势，很多学者也进行了总结[6, 7]。正确认识铝合金的性能特点不但能够认清其在桥梁上得到广泛应用的原因，而且能够为铝合金桥梁的设计给予帮助。通过参考相关资料，本文在此对铝合金的优良特性做进一步的阐述，以期对铝合金能有更加全面的认识和理解。
2.1 物理、化学、力学性能
（1）密度：铝合金的密度约为钢的1/3左右，具有较高的比强度，有利于桥梁的减重，提高桥梁的负载能力。
（2）热膨胀系数：铝合金的线热膨胀系数为1.881×10-5/℃~ 2.360×10-5/℃，约为钢和混凝土结构的2倍，因此，在设计使用中必须注意热胀冷缩带来的尺寸影响。
（3）耐蚀性：铝合金能够在自然条件下形成氧化膜，对内部材料形成保护，具有良好的耐蚀性，无需进行表面涂层防护，因此具有高的服役寿命和低的维护费用。据有关文献报道，在高盐含量与污染物环境下，铝材料、耐候钢和低碳钢的厚度腐蚀速率分别为0.0194mm/年、0.81mm/年和2.19mm/年[8]。
（4）强度：与低碳结构钢相比，常用5系和6系铝合金的抗拉强度和屈服强度在110 - 350MPa间，力学性能可观，而且随着技术水平的提高，更高强度铝合金材料的研发成为可能。
（5）焊接性能：与钢相比，铝合金焊合区力学性能损失较大，但通过优化焊接工艺和结构设计可进行有效地弥补，如搅拌摩擦焊能够很好地将铝合金进行焊接并使焊合区力学性能保持或提高。
（6）疲劳性能：铝合金的疲劳强度低于钢，最初设计规定为钢疲劳强度的1/3，但铝合金可通过挤压加工实现整体成形，避免焊接导致的疲劳强度降低，而且可使局部壁厚增大，从而降低应力的影响。
（7）韧性：铝合金具有高韧性和低塑性断裂抗力，与钢相比，无明显低温塑性-脆性转变特性，这一特点使其在某些低温环境下应用非常有优势。
2.2 经济性、环境影响特性
铝合金结构桥梁造价虽然约为钢或混凝土结构桥梁的两倍甚至更高，但其可加工性强，加工费用低，维护费用低，服役周期长（一般可达50年），总体费用算来，与传统钢或混凝土结构桥梁费用持平或略低。
铝合金良好的耐蚀性无需定期的喷漆防腐维护，一定程度上减少了对环境的危害；整体结构组装可大大缩短施工周期，缩短交通恢复期限；铝合金回收能耗仅电解铝的5%，可循环再次利用率大，回收率可达到90%以上(是钢材回收率的5倍以上)，基本和铝锭价格差异不大，是典型的绿色环保材料。
3.铝型材在桥梁结构中的应用及研究
3.1 主结构件
铝型材在桥梁主结构件上的应用主要包括桥面板、纵梁、桁架等，组装方式有铆接、焊接。其中，应用最为广泛的是铝桥面板，其常见截面图见图3。由于铝型材面板具有质量轻、可设计性强、设计简洁、安装工期短等优点，自开发以来，在欧洲等地区得到广泛的研究和应用，近几年在国内也对其进行了部分研究和应用。随着研究的不断深入和应用推广，铝桥面板系列将更加完善，各项技术将更加成熟。
国外对铝桥面板型材的研究较为全面，研究单位主要是高校和大型公司。比如美国肯塔基大学和科罗拉多大学，瑞典斯德哥尔摩大学，雷诺兹金属公司等。2006年，由于美国肯塔基KY 974桥的纵梁腐蚀严重、混凝土桥面破裂等问题，需要进行维修。在肯塔基大学和肯塔基运输中心的合作下，主要对该桥的部分钢结构纵梁进行了更换，用铝桥面板替换了破损的混凝土结构桥面。
由于对铝材料缺乏认识和设计规范，而且没有现场载荷试验和焊接、连接经验。因此，现场铝桥面板的性能表现分析十分重要。为解决这一问题，肯塔基大学研究者对该桥铝面板在静载荷下应力及垂直偏转度进行了研究[9]，主要通过三维建模和有限元模拟进行，图7所示为模型网格化分后的截图。由于面板型材合金状态为6005-T6，其材料性能参数按照EN 1999-1-1标准中相应参数执行。对模型施加的载荷主要包括垂直方向动态载荷、水平方向动态载荷及恒载，载荷数值、动态因子等参数根据高速公路规范等标准要求执行，恒载包括面板、隔离层、沥青层等的自重。模拟中设定了两种载荷加载方式，并分别加载进行了模拟。
有限元模拟结果表明，将AASHTO HS20-44卡车142.3KN载荷施加到模型上，母材和焊合影响区附近所受最大应力分别为132 MPa和72 MPa，根据相应规范设计要求计算的母材和焊合影响区附近设计强度分别为195 MPa和92 MPa。因此，该铝桥面板在两种加载方式下最大应力低于设计强度，满足强度要求。
图8所示为有限元模拟的卡车负载下，铝桥面板型材的垂直偏转情况。图8上半部分为轮胎与面板截面中间部位的接触处，偏转度为1.18mm，图8下半部分为轮胎与面板截面边缘部分的接触处，偏转度1.33mm，偏转度均小于根据AASHTO LRFD
桥梁设计规范商定的1.35mm，符合要求。
雷诺兹金属公司在铝桥面板的高耐蚀性、低密度、短工期等方面优势的吸引下，决定开发自己的铝桥面板系列[10]。弗吉尼亚交通中心其中有个项目由于该公司铝桥面板生产问题受到了推迟，当地交通研究委员会为解决这一问题，对该系列铝桥面板进行了大量的研究，主要包括三部分：对桥面板进行静态响应测试，包括7个正常负载测试和2个极限负载测试；建造桥梁的现场评价；面板系统的疲劳强度和表面耐磨寿命。
国内李吉勤[4]等人，对天津市蚌埠桥铝桥面板的耐磨性、耐蚀性及寿命进行了实验性研究。他们使用材料科学研究中通用的金属耐磨性测试方法，对铝桥面板（人行通道）的耐磨性进行了准确的测试，并根据防滑纹的磨损情况对铝桥面板的使用寿命进行了预测，即1mm厚防滑纹可使其具有15年的耐磨寿命。耐蚀性结果表明，铝桥面板在PH值为4.0-6.0酸性溶液中抗腐蚀性良好，在PH值为4.5的混合盐溶液中抗腐蚀性较差，但仍需30年之久才能将厚度为1mm的防滑纹腐蚀掉，表现出了极强的耐蚀性。此外，还对腐蚀形貌进行了微观观察，腐蚀以点蚀为主，而且新氧化膜的不断出现大大延缓了其腐蚀速率。
辛亚兵[11]等人对国内外铝合金桥及应用情况做了大量详细的调研，并根据调研结果、拓扑分析，综合我国挤压型材生产能力等因素，设计了两种铝合金铝桥面板断面。通过静载分析，ANSYS有限元软件模拟等手段对断面进行了精细优化分析。以一铝合金材料简支桁架桥为例，对桥的刚度、自振频率和稳定性进行了有限元模拟，与试验结果相吻合。将设计分析的铝合金面板更换到模拟的桁架桥上，模拟得到的刚度、自振频率和稳定性均能满足要求。
3.2 辅助结构件
铝型材用于桥梁上的辅助结构件主要包括：在原有桥上增加的人行或自行车通道结构件，桥栏杆、路标支架、路标牌、照明灯支撑杆等，图9所示为MAADI集团某报告中制作的在该方面应用的示意图[12]。
铝型材能够用于这些部件，主要是考虑到其良好的耐蚀性、低密度、美观等优点。国外已有相关的设计标准和规范，如加拿大高速路桥设计规范（CAN/CSA-S6-06）中包含照明用铝型材及栏杆铝型材的设计要求。而且在国外也有许多应用实例，如2009年萨帕公司在荷兰北布拉邦省就完成过一项高附加值的铝型材灯柱项目，其低维护费用、出色的防撞性能、可循环利用性和美观性得到了当地道路管理局的高度评价。
4. 铝型材在桥梁上的应用前景
铝合金结构桥梁自在国外兴起以来，得到了较为广泛的推广、研究和应用，其应用在国外已趋于成熟。其广阔的发展前景可以从以下几点理解：
（1）传统观念的更正：有研究对比了铝桥、混凝土结构、钢结构桥梁的造价、维护费用、使用寿命、环境影响等因素，而且越来越多的工程实例也证实了铝合金的高造价金额可通过后期低维护费用等加以弥补[12, 13]。同时，也使国内外桥梁工程师对铝合金和铝型材的认识越来越深入。
（2）标准和规范：国内外有关铝合金结构桥梁设计标准和规范正在不断建立和完善中。国外的铝结构设计规范较多[12]，而且更新也比较及时，如加拿大CSA-S157、欧洲规范“铝结构设计”、美国的铝合金设计手册。铝桥设计规范包括：美国的AASHTO 高速公路桥设计规范、加拿大高速公路桥设计规范（CAN/CSA-S6）等。国内虽然对铝合金结构设计应用研究较晚，但发展也比较迅速，目前有《铝合金结构设计规范》（GB 50429-2007）、上海市《铝合金格构结构设计规程》等。
（3）技术、合金及其性能研究：国内外对铝桥面板的研究已经较为成熟，而且应用也较为广泛。不断提高的材料研发水平，也为研发满足不同性能要求的新合金提供了技术保证。自20世纪末兴起的搅拌摩擦焊也为铝型材的性能保持提供了技术支持，为铝型材在铝桥面板、船舶甲板等方面的应用成为可能。在国内，2012年政府相继出台了《新材料产业“十二五”发展规划》、《有色金属工业“十二五”发展规划》和《铝工业“十二五”发展专项规划》，三个文件中要求到2015年，关键新合金品种开发取得重大突破。
（4）铝挤压行业的快速发展：由于铝型材的众多优点，其应用领域不断扩大，涉及航空航天、轨道交通、汽车、船舶、门窗幕墙等各领域。国外铝型材加工在工业方面发展迅速，产品种类较多。而国内虽然也用于世界顶尖的挤压设备，但由于发展模式限制等因素，主要侧重门窗幕墙型材。据有关资料显示，我国工业铝型材占铝型材总应用量仅约30%；而同期欧洲、北美和日本的铝型材消费结构中，工业耗用比例分别达到为60%、55%和40%。但未来几年内，在市场主导和政府引导的共同作用下，将逐步向工业型材转型。
此外，铝型材本身拥有的众多特性也将成为其在桥梁上广泛应用的重要砝码。为了缓解国内越来越引人关注的交通压力，同时满足地铁建设要求的低地上压力的要求，更多的铝合金人行天桥、铝合金公路桥将会被设计使用。综上所述，从限制铝型材在桥梁上应用的几点分析，人们对铝合金的认识越来越深入，铝合金及铝桥设计规范不断完善，新材料、新合金、新技术发展迅速，铝合金挤压技术不断升级，国家政策的大力支持，这些都将为铝型材在桥梁上的应用推波助澜，为其广阔的发展前景提供保障。
5. 结束语
虽然铝型材在桥梁上的应用前景广阔，但其发展需要一定的时间，这期间需要国家、铝加工行业、高校及研究院所的共同努力。
（1）国家要落实支持新铝合金研发和铝型材发展的政策，组织铝加工行业与桥梁设计院所及高校的交流与合作，不断完善有关铝合金结构设计规范和铝桥设计规范。
（2）与桥梁有关的高校和设计院所需要加强对铝合金的教育，提高桥梁设计工程师对铝桥的认识，使用有限元模拟等软件和先进研究手段加大对铝桥结构稳定性、疲劳强度、自振频率等进行研究；同时要加强与铝加工与铝挤压企业的合作，共同开发面板、面板、桁架等型材的设计与生产技术。
（3）与材料和铝挤压相关的高校和研究院所要加强与企业的合作，开发新材料、新合金、新技术，为铝型材在桥梁上的应用提供技术支撑。
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铝中合金基本分类及元素和杂质的作用
【知识点】铸造铝合金各种元素的作用及特点 重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显着和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是：(1)除被悬浮物带走的外，会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中，成为长期的次生污染源；(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物，导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来；(3)重金属的价态不同，其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是：微量浓度即可产生毒性(一般为1～10毫克/升，汞、镉为0.01～0.001毫克/升)；在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋－甲基汞)；可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。 亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨酶的活性。 六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能致癌，过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能钛和钛的合金大量用于航空工业，有"空间金属"之称；另外，在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。 纯铝的强度低，不宜用来制作承受载荷的结构零件。向铝中加入适量的硅、铜、镁、锰等合金元素，可制成强度较高的铝合金，若在经冷变形强化或热处理，可进一步提高强度。 根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为形变与铸造铝合金两大类.工业上应用的主要有铝-锰,铝-镁,铝-镁-铜,铝-镁-硅-铜,铝-锌-镁-铜等合金.变形铝合金也叫熟铝合金,据其成分和性能特点又分为防锈铝,硬铝,超硬铝,锻铝和特殊铝等五种. 铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能：易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类，各种类均有各自的使用范围，并有各自的代号，以供使用者选用。 2A80，原先叫LD-8，化学成分如下： Si:0.5-1.2 Fe:1.0-1.6 Cu:1.9-2.5 Mn:0.2 Mg:1.4-1.8 Ni:0.9-1.5 Zn:0.3 Ti:0.15 其他单个0.05合计0.15 Al:余量 铝合金各元素的含量要看合金的性质的，如上面例子 牌号化学成分（质量分数） /% AL 不小于杂质不大于 Fe Si Cu Ga Mg Zn 其他每种总和 AL99.90 99.90 0.07 0.05 0.005 0.020 0.01 0.025 0.016 0.10 AL99.85 99.85 0.12 0.08 0.005 0.030 0.02 0.030 0.015 0.15 AL99.7A 99.70 0.20 0.10 0.01 0.03 0.02 0.03 0.03 0.30 AL99.70 99.70 0.20 0.12 0.01 0.03 0.03 0.03 0.03 0.30 AL99.60 99.60 0.25 0.16 0.01 0.03 0.03 0.03 0.03 0.49 AL99.50 99.50 0.30 0.22 0.02 0.03 0.05 0.05 0.03 0.50 AL99.00 99.00 0.50 0.42 0.02 0.05 0.05 0.05 0.05 1.00 铝合金基本常识 一、分类：展伸材料分非热处理合金及热处理合金 1.1 非热处理合金：纯铝─1000系，铝锰系合金─3000系，铝矽系合金─4000系，铝镁系合金─5000系。 1.2 热处理合金：铝铜镁系合金─2000系，铝镁矽系合金─6000系，铝锌镁系合金
桥梁工程发展史
桥梁工程发展史 姓名：董楠 学号：150298 班级：测控151班 学院：机械工程学院
摘要： 桥梁是线路的重要组成部分。在历史上，每当运输工具发生重大变化，对桥梁在载重、跨度等方面提出新的要求，便推动了桥梁工程技术的发展。随着时代的发展，中国桥梁发生了翻天覆地的变化，从形状、结构、功能上都越来越贴近人们对桥梁的需求。随着新世纪科技的不断进步和发展，新型桥梁将会更加为人类社会的交通发展做出卓越贡献的。 关键词：古代桥梁、现代桥梁、桥梁发展前景 正文： 在19世纪20年代铁路出现以前，造桥所用的材料是以石材和木材为主，铸铁和锻铁只是偶尔使用。在漫长岁月里，造桥的实践积累了丰富的经验，创造了多种多样的形式。但现今使用的各种主要桥式几乎都能在古代找到起源。在最基本的三种桥式中，梁式桥起源于模仿倒伏于溪沟上的树木而建成的独木桥，由此演变为木梁桥、石梁桥、直至19世纪的桁架梁桥；悬索桥起源于模仿天然生长的跨越深沟而可资攀援的藤条而建成的竹索桥，演变为铁索桥、柔式悬索桥，直至有加劲梁的悬索桥；拱桥起源于模仿石灰岩溶洞所形成的“天生桥”而建成的石拱桥，演变为木拱桥和铸铁拱桥。 在有了铁路以后，木桥、石桥、铁桥和原来的桥梁基础施工技术就难于适应需要。但到19世纪末叶，由于结构力学基本知识的传播、钢材的大量供应、气压沉箱应用技术的成熟，使铁路桥梁工程获得迅速发展。20世纪初，北美洲曾在铁路钢桥跨度方面连创世界纪录。到第二次世界大战前，公路钢桥和钢筋混凝土桥的跨度记录又都超过了铁路桥。 第二次世界大战后,大量被破坏的桥梁急待修复,新桥急需修建，而造桥钢材短缺，于是，利用30年代以来所积累的关于高强材料和高效工艺的经验，推广了几种新型桥──用正交异性钢桥面板的箱形截面钢实腹梁桥，预应力混凝土桥和斜张桥。 60年代以来，汽车运输猛增，材料供应缓和，科学技术迅猛发展，桥梁工程又在提高质量、降低造价、降低桥梁养护费等方面获得了很大改进。下面我们来细数一下中国桥梁工程的发展：
电气工程的发展现状与发展趋势
电气工程的发展现状与发展趋势 班级：电气1302 学号：08 姓名：储厚成 一.电气工程的发展现状： 概论：我国电力工业正以“大机组，大电网，高电压，高参数，高度自动化”等“三大三高”的现代电力系统的模式超长规模的建设与发展，因此对工程技术员的素质和能力提出了更新和更高的要求。未来的几十年，我国电力系统和电气工程会依然保持较快发展趋势，核能和其他可再生资源将得到快速发展新的电力电子技术，电工材料，计算机及网络技术，控制与管理手段具有巨大影响潜力。 1.电机的驱动及控制： 一个多世纪以前电动机的发明使其成为工业革命以后的主要驱动力之一。它在各种机械运动中的广泛应用使生活变得简单并最终推动了人类的进步。逆变器的出现推动了交流电机速度和转矩控制的发展，这使得电机在仅仅30年就应用到了不可思议的领域。功率半导体元件和数字控制技术的进步使得电机驱动具有了鲁棒性并且能够实现高精度的位置和速度控制。交流驱动技术的应用也带来了能源节约和系统效率的提高。 电机本体及其控制技术在近几年取得相当大的进步。这要归功于半导体技术的空前发展带来的电力电子学领域的显着进步。电机驱动产业发展的利处已经触及各种各样的设备，从大型工业设备像钢铁制造厂、造纸厂的轧钢机等，到机床和半导体制造机中使用的机电一体化设备。交流电机控制器包括异步电机控制器和永磁电机控制器，这两者在电机驱动业的全过程中起着关键性作用。：目前，异步电动机矢量控制技术、直接转矩控制技术乃至无传感器的直接转矩控制技术已实用化，人工神经网络、自适应控制状态观测器等方法已得到广泛采用。 2.电力电子技术的应用： 半导体的出现成为20世纪现代物理学的一项最重大的突破，标志着电子技术的诞生。而由于不同领域的实际需要，促使半导体器件自此分别向两个分支快速发展，其中一个分支即是以集成电路为代表的微电子器件，而另一类就是电力电子器件，特点是功率大、快速化。自20世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台，以此为基础开发的可控硅整
铝合金特性
铝合金铸品轻巧，耐高温，是众多合金铸品中的姣姣者。它刚硬，有良好的伸缩性，抗腐蚀和散热能力，适合各种环境需求。 该文本详尽地介绍了铝合金的所有性质和功用。 表格中显示的是铝合金的性质，其他有关文章可在我们的English language web page(英文网页)，和相关的PDF(便携文件格式)中查询， 每一种铝合金产品都有其独到的特性，而我们不断创新的Material Selector(材质选择)将帮你选择最适合你需求的产品。 铝合金特性： ? 耐高温操作 ? 超强防腐蚀 ? 轻便 ? 高硬度及良好的伸缩性 ? 不易变形，耐高压 ? 精良的EMI过滤性 ? 传热性高 ? 导电性高 ? 高品质成品 ? 环保型，可循环使用
参照指数: 1=最高指数, 5=最低指数 A抗高温分裂.合金抵抗温度改变，热胀冷缩时产生的压力的能力 B冲模容量.液体金属流入模具及注入细小部件的能力 C机械加工与质量.切割，切割片特质，成品质量和工具寿命的综合评定 D电镀加工与质量.在正常操作下，模铸接受和保持电镀的能力 E刨光加工与质量.在正常刨光操作下，刨光难易程度，速度，成品质量的综合评定 F 防拈连冲模.液体金属注入模具后，不与模具表面拈连。以混合金属的1%为准 G防腐蚀. 标准盐酸测试下的抗腐蚀能力 H外观. 硫磺酸电解质表层的色泽，明暗度和谐统一 I 防氧化保护层.保护层和合金的基本抗腐蚀力的综合评定 J 高温环境下的伸缩性.在测试温度下延长加热时间，温度高达260°C(500°F)时伸缩性的评定 A380型铝合金 A380型铝合金是最普遍的专用铝合金，因为它集合了易铸模，便于机械加工，热传导好等特性。变移性，承压力，和抗高温分裂性都很强虽然A380型一直被认为便于机械加工，但由于较高的硅含量，使其稍显粗糙。它被广泛地运用于各种产品，包括电机设备的底盘，引擎支架，变速箱，家具，发电机和手工工具。
浅谈我国桥梁的发展史
研究生课程论文 学院土木工程专业建筑与土木工程课程名称学科专题讲座 研究生姓名 **** 学号 *********** 开课时 **** 至 **** 学年第 *** 学期考试成绩 教师评语： 教师签字 年月日
说明 一、研究生课程论文必须与本封面一起装订。阅卷教师务必用红笔批阅，并在本封面规定位置打分、写完评语后连同成绩登记表（一式两份）交学院研究生秘书，各学院研究生秘书在第二学期开学后两周内将成绩登记表交研究生学院。论文由开课学院研究生办公室保管。 二、该封面请用A4纸双面打印，将此说明打印于封面背面。
浅谈我国桥梁的发展史 ********** 摘要：桥梁是交通运输线路的重要组成部分。中国古代桥梁的辉煌成就举世瞩目,曾在东西方桥梁发展史中占有崇高的地位,为世人所公认。随着社会的不断发展,人口基数不断增加,交通压力逐渐加大,桥梁正处于高速发展的黄金阶段,相信在当下和未来的世界交通上桥梁仍会起到主导作用。介绍了我国桥梁的发展历程和一些历史著名桥梁的相关情况,说明了我国古代桥梁建设取得的辉煌成就,分析了现在的桥梁建设取得的成就和必须正视的问题,以促进我国桥梁的发展。 关键字：桥梁；发展史 0 引言 我国是有着悠久历史的伟大国家。幅员辽阔,地形西北高而东南低,河道纵横交错,有著名的长江、黄河和珠江等流域,这里孕育了中华民族,创造了灿烂的华夏文化。在历史的长河中,中华民族建设了数以千万计的桥梁,成为华夏文化的重要组成部分。中国古代桥梁的辉煌成就举世瞩目,曾在东西方桥梁发展史中占有崇高的地位,为世人所公认。 1桥梁的发展史 1.1 萌芽阶段 第一阶段以西周、春秋为主,包括此前的历史时代,这是古桥的萌芽阶段。早在原始社会,我国就有了独木桥和数根圆木排拼而成的木梁桥。据史料记载,我国周朝时期已建有梁桥和浮桥。1972年,在春秋时期齐国的京城山东临淄的考古挖掘中,首次发现了梁桥的遗址和桥台遗迹,两处桥梁的跨径均在8 m左右。 1.2 初步发展阶段 第二阶段以秦、汉为主,包括战国和三国,这是古代桥梁的初步发展阶段。战国时期,单跨和多跨的木、石梁桥已普遍在黄河流域及其他地区建造。坐落在咸阳故城附近的渭水三桥,在古代是很有名的。三桥包括中渭桥、东渭桥和西渭桥,都是多跨木梁木柱桥。秦汉是我国建筑史上一个璀灿夺目的发展阶段,这时不仅发明了人造建筑材料的砖,而且还创造了以砖石结构体系为主题的拱券结构,从而为后来拱桥的出现创造了先决条件。从一些文献和考古资料来看,约在东汉时期,梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四大基本桥型已全部形成。
浅谈电气工程自动化的发展前景
浅谈电气工程自动化的发展前景 电气工程的自动化可以反映一个国家的发展水平，是一个国家科技发展水平的代表。现如今，电气工程自动化应用与生产生活的各个方面，对于促进工业生产效率，提高居民生活质量贡献了不小的力量，基于此，本文就电气自动化的现状及发展前景进行分析与研究。 标签：电气自动化;现况;发展前景 一、概述电气自动化工程的现状 （一）电气自动化工程DCS系统 DCS体统是一种新型的计算机控制系统，它相对于集中控制系统而言具有可靠性、实时件、扩充，件等特点，普遍应用于企业生产活动中。但是随着市场不断的变化，DCS系统已无法满足快速发展的社会，它的缺点也逐渐表现出来。如DCS系统在不能进行混合体模仿、维修过程比较闲难、安装价格相对昂贵等。因此，在未来科技发展过程中，要对其技术进行创新，研发出适合企业需要的新型系统。 （二）集中临控方式下的自动控制系统 现阶段，我国使用的大多数自动控制系统都是将所有的功能集中在一个处理器中，导致处理器运行较慢，机器运行速度更为缓慢，一方面集中控制下导致主机空间降低，电缆数量增加，设备成本也随之增大，传输距离的增加导致信息可靠性降低。另一方面集中监控的方武导致设备所有的器件都是通过硬件进行连接，不利于设备功能的扩展，若出现机器故障，查找起来比较闲难，设备维修所需时间较长，影响企业正常下作的运行。 （三）信息集成化的电气自动化控制系统 电气工程控制系统，主要信息技术体现在以下两方面：一是管理层次纵向延伸。在电气控制系统中，企业的人力资源管理部门和财务部门需要通过特殊的浏览器进行信息的读取、储存等，能够及时掌握企业人员和财务信息的变动情况，对企业人员的工作情况进行动态临控，及时将相关信息反映给有关部门领导。二是信息技术横向发展。随着信息技术的不断进步，设备在功能上越来越全面，即使不同的设备在使用过程中发挥的作用也越来越相近。 二、电气工程自动化的发展前景 （一）获得国家相关政策的支持 为了促进我国工业经济的发展，国家在关于电气工程的发展方面制定了特别
桥梁设计(研究)现状和发展趋势
设计（研究）现状和发展趋势（文献综述） 2.1桥梁设计的现状 2.1.1 梁式桥 1. 简支体系梁桥 实心板桥，空心板桥，T 梁桥,工字型梁桥, 箱型梁桥等 特点:受力简单;标准设计;预制吊装;20~50m;中小桥;引桥 组合式梁桥有两种型式： Ι形组合梁桥____适用于钢筋混凝土简支梁桥 箱形组合梁桥____适用于预应力混凝土梁桥。 优点：显著减轻预制构件的重量,便于集中制造和运输吊装。 2. 简支变连续体系梁桥 T 梁桥,工字型梁桥, 箱型梁桥等 特点:先简支(预制吊装),后连续;连续体系受力;预应力20~50m;中小桥;引桥3. 连续梁桥 箱型截面,连续体系受力,支座 20~30m:普通钢筋混凝土,中小桥;引桥;高架桥; 立交桥;支架现浇较多 40~60m:预应力混凝土,大中桥;次主桥; 等截面,顶推施工 >60m: 大桥,特大桥;变截面, 悬臂施工(现浇或拼装) 4. 刚构桥 门式刚架桥 T 型刚构桥（带挂孔的或不带挂孔的） 连续刚构桥 刚构-连续组合体系桥 斜腿刚构桥 刚构桥特点： 箱型截面,连续体系受力, 墩梁刚接（不需支座） >60m,大桥,特大桥;变截面, 悬臂施工(现浇或拼装)-不需体系转换 2.1.2 拱桥 简单体系拱桥(上承式拱) 组合体系拱桥(中承式拱、下承式拱、系杆拱等) 1. 石拱桥 我国现存的石拱桥最早已有1500多年历史， 常用跨度:8~60m;
1991年,120m,湖南凤凰县乌巢河桥 2001年,146m, 山西晋城丹河大桥, 世界最大跨度。 2. 混凝土拱桥 分箱形拱、肋拱、桁架拱 常用跨度:30~200m 世界已建成跨径超过240M拱桥共15座，中国4座 跨径大于300m的拱桥共5座，中国占3座 1997年,重庆万县长江大桥(主跨420m)，为世界最大跨度。 钢管混凝土劲性骨架混凝土箱形拱：以钢管混凝土作为劲性骨架，再外包混凝土形成箱形拱，是修建大跨径拱桥十分好的构思，除了方便施工外，还避免了钢管防护问题。 3. 钢管混凝土拱桥 钢管混凝土是一种钢-混凝土复合材料具有支架、模板二大作用，自架设能力强极限状态下发挥套箍作用,极限承载能力高常用跨度:100~300m。 4. 钢拱桥 ?适用于大跨径 ?我国钢拱桥修建正在较快增加 2.1.3 斜拉桥 特点：组合体系，比梁式桥有更大的跨越能力 200~800m的跨径范围内占据着优势 由于拉索的自锚特性而不需要悬索桥那样巨大锚碇 在800~1100m的跨径范围内，斜拉桥也扮演重要角色 1600m跨径都是可行的 斜拉桥主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分成： 主梁一般采用混凝土结构、钢－混凝土组合结构、钢结构或钢和混凝土混合结构； 索塔－采用混凝土、钢－混凝土组合或钢结构；大部分采用混凝土结构； 斜拉索－则采用高强材料（高强钢丝或钢绞线）制成。 2.1.4 悬索桥 世界已建成跨径大于1000米的悬索桥17座；日本于1998年建成了世界最大跨径的明石海峡大桥，是世界建桥史上的一座丰碑。 特点：悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一 受力明确，造型优美，规模宏伟，“桥梁皇后” 跨径大于800m的桥梁，悬索桥具有很大的竞争力 400~800m也有可比性 抗风稳定性问题突出 2.2桥梁设计的发展趋势 随着我国经济发展，材料、机械、设备工业相应发展，这为我国修建大跨径斜拉桥和悬索桥提供了有力保障。再加上广大桥梁建设者的精心设计和施工，使我国建桥水平已跃身于世界先进行列。以下是桥梁发展得趋势：
桥梁工程学习心得
桥梁学习心得 本学期我们学习了《桥梁工程概论》这一门课程。在当下房地产市场前景不容乐观的情况下，道桥无疑成为了我们土木工程专业学生们心之所念的就业方向。这一门课程就是在教我们有关桥梁设计、施工和发展历史知识。 桥梁工程是土木工程的一个分支。桥梁工程一词通常有两层含义：一是指桥梁建筑的实体，二是指建造桥梁所需的科技知识，包括桥梁的应用基础理论，以及桥梁的规划、设计、施工、运营、管理和养护维修等专门技术知识。 在我们的理解中，桥梁是我们跨越江河、湖泊、峡谷等人类难以通过的地区的一种媒介。他与人类社会的发展相伴而行。当原始人类不知道怎么建造桥梁的时候，便会利用自然界的物体来跨越障碍。人类生存的需求、学习和创造能力，使得人们逐渐在遇到溪流、山涧和峡谷时自己动手建造简陋的桥梁。这些原始桥梁建造材料不用加工，搭设方便，使用时间不会很长，但却可以在人们急需的时候带给我们便利。 伴随人类社会的进步到现在，大力发展交通运输事业，建立四通八达的公路，铁路交通网，对于促进交流、发展经济、提高国力有着非常重要的意义。发展到现在21世纪，桥梁已经成为了跨域承载工程结构，开放公共的大众建筑，造型多样的人工景观，沟通交流的社会通道。 我国幅员辽阔，大小山脉纵横，江河湖泊众多。至今，我国
已建成七十余万座、延长越3.7万千米的公路桥梁，以及6万余座、延长约1.1万千米的铁路桥梁。随着国家经济建设的进一步发展，仍然需要大力加强包括公路、铁路和城市道路在内的基础设施建设，桥梁无疑是其中至关重要的一个环节。 按照工程规模划分，桥特大桥、大桥、中桥、小桥等。按照桥梁的用途划分，有铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行桥，城市桥等。 我们的祖先在世界桥梁建筑史上曾写下光辉灿烂的一页。随着国家经济建设和交通事业的发展，当代的桥梁工作者正在创建桥梁建筑新的篇章。宋代木虹桥、赵州桥、安平桥，这些都是我国古代先辈们杰出的智慧结晶。到了现代，桥梁更在我国的人才手中建设的与世瞩目。我的家乡宜宾，有着万里长江第一城的美誉，金沙江、岷江、长江在我的家乡汇合。桥梁自然是我这个土生土长宜宾人最深刻的回忆。 从我记事起，桥梁就是沟通我们全家的枢纽，居住在市区不同范围的我们一家人，每次串门访友都会跨过不同的桥梁，感受着江面上的风混合着淡淡的鱼腥味，整个人就像是融入了这座城市，融入了这一片山水。
铝合金 特性
纯铝的强度低，不宜用来制作承受载荷的结构零件。向铝中加入适量的硅、铜、镁、锰等合金元素，可制成强度较高的铝合金，若在经冷变形强化或热处理，可进一步提高强度。 根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为形变与铸造铝合金两大类.工业上应用的主要有铝-锰,铝-镁,铝-镁-铜,铝-镁-硅-铜,铝-锌-镁-铜等合金.变形铝合金也叫熟铝合金,据其成分和性能特点又分为防锈铝,硬铝,超硬铝,锻铝和 特殊铝等五种. 铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能：易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类，各种类均有各自的使用范围，并有各自的代号，以供使用者选用。 铝合金基本常识 一、分类：展伸材料分非热处理合金及热处理合金 1.1 非热处理合金：纯铝—1000系，铝锰系合金—3000系，铝矽系合金—4000系，铝镁系合金—5000系。 1.2 热处理合金：铝铜镁系合金—2000系，铝镁矽系合金—6000系，铝锌镁系合金—7000系。 二、合金编号：我国目前通用的是美国铝业协会〈Aluminium Association〉的编号。兹举 例说明如下：1070-H14(纯铝)
2017-T4(热处理合金) 3004-H32(非热处理合金) 2.1第一位数：表示主要添加合金元素。 1：纯铝 2：主要添加合金元素为铜 3：主要添加合金元素为锰或锰与镁 4：主要添加合金元素为矽 5：主要添加合金元素为镁 6：主要添加合金元素为矽与镁 7：主要添加合金元素为锌与镁 8：不属於上列合金系的新合金 2.2第二位数：表示原合金中主要添加合金元素含量或杂质成分含量经修改的合金。 0：表原合金 1：表原合金经第一次修改 2：表原合金经第二次修改 2.3第三及四位数： 纯铝：表示原合金 合金：表示个别合金的代号 ＂-″：后面的Hn或Tn表示加工硬化的状态或热处理状态的鍊度符号-Hn ：表示非热处理合金的鍊度符号 -Tn ：表示热处理合金的鍊度符号 2 铝及铝合金的热处理 一、鍊度符号：若添加合金元素尚不足於完全符合要求，尚须藉冷加工、淬水、时效
电气工程的发展现状与发展趋势
电气工程的发展现状与发展 趋势 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
电气工程的发展现状与发展趋势 班级：电气1302 学号：08 姓名：储厚成 一.电气工程的发展现状： 概论：我国电力工业正以“大机组，大电网，高电压，高参数，高度自动化”等“三大三高”的现代电力系统的模式超长规模的建设与发展，因此对工程技术员的素质和能力提出了更新和更高的要求。未来的几十年，我国电力系统和电气工程会依然保持较快发展趋势，核能和其他可再生资源将得到快速发展新的电力电子技术，电工材料，计算机及网络技术，控制与管理手段具有巨大影响潜力。 1.电机的驱动及控制： 一个多世纪以前电动机的发明使其成为工业革命以后的主要驱动力之一。它在各种机械运动中的广泛应用使生活变得简单并最终推动了人类的进步。逆变器的出现推动了交流电机速度和转矩控制的发展，这使得电机在仅仅30年就应用到了不可思议的领域。功率半导体元件和数字控制技术的进步使得电机驱动具有了鲁棒性并且能够实现高精度的位置和速度控制。交流驱动技术的应用也带来了能源节约和系统效率的提高。 电机本体及其控制技术在近几年取得相当大的进步。这要归功于半导体技术的空前发展带来的电力电子学领域的显著进步。电机驱动产业发展的利处已经触及各种各样的设备，从大型工业设备像钢铁制造厂、造纸厂的轧钢机等，到机床和半导体制造机中使用的机电一体化设备。交流电机控制器包括异步电机控制器和永磁电机控制器，这两者在电机驱动业的全过程中起着关键性作用。：目前，异步电动机矢量控制技术、直接转矩控制技术乃至无传感器的直接转矩控制技术已实用化，人工神经网络、自适应控制状态观测器等方法已得到广泛采用。 2.电力电子技术的应用： 半导体的出现成为20世纪现代物理学的一项最重大的突破，标志着电子技术的诞生。而由于不同领域的实际需要，促使半导体器件自此分别向两个分支快速发展，其中一个分支即是以集成电路为代表的微电子器件，而另一类就
我国大跨桥梁现状及发展趋势
我国大跨桥梁现状及发展趋势 改革开放以来，我国公路建设事业迅猛发展，作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到了相应发展，特别是近十年来，我国大跨径桥梁的建设进入了一个最辉煌的时期，一大批结构新颖、技术复杂、设计和施工难度大和科技含量高的大跨径桥梁相继建成，标志着我国的公路桥梁建设水平已跻身于国际先进行列。近几年建成的特大桥梁，不少在世界桥梁科技进步中具有显著地位。诸如正在建设的重庆朝天门大桥是世界最大跨度钢拱桥，并创造了该类型桥梁十余项世界第一；苏通大桥以主跨1088m为世界第一跨度斜拉桥，同时成为世界上连续长度最大的双塔斜拉桥；润扬长江公路大桥南汊悬索桥，以1490m跨度为世界第三大悬索桥；刚通车的杭州湾跨海大桥为世界第一长跨海大桥；万县长江大桥为目前世界上跨度最大的混凝土拱桥；此外江阴长江公路大桥、香港青马大桥，其跨度分别在悬索桥中居世界第四位和第五位；南京长江二桥、白沙洲长江大桥、荆沙长江大桥、鄂黄长江大桥、大佛寺长江大桥、李家沱长江大桥等特大桥的跨度名列预应力混凝土斜拉桥世界前十位。 一座座桥，实现了天堑的跨越，缩短了时间与空间的距离，美化了秀美山川，为我国疆域的沟通和经济的腾飞起着了重要的作用。 随着科技的发展，新材料的开发和应用，在桥梁设计阶段采用高度发展的计算机辅助手段，进行有效的快速优化和仿真分析，运用智能化制造系统在工厂生产部件，利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。目前，我国桥梁建设正在与国际接轨，开始向大跨、新型、轻质和美观方向发展。 （1）跨径不断增大 目前，世界上钢梁、钢拱的最大跨径已超过500m，钢斜拉桥为890m，而钢悬索桥达1990m。随着跨江跨海的需要，钢斜拉桥的跨径已经突破1000m，钢悬索桥将超过3000m。至于混凝土桥，梁桥的最大跨径为300m，拱桥已达420m，斜拉桥为530m。 （2）桥型不断丰富 本世纪50～60年代，桥梁技术经历了一次飞跃：混凝土梁桥悬臂平衡施工法、顶推法和拱桥无支架方法的出现，极大地提高了混凝土桥梁的竞争能力；斜
铝材介绍
金属元素-铝 铝是地球上含量极丰富的金属元素，其蕴藏量在金属中居第2位。至19世纪末，铝才崭露头角，成为在工程应用中具有竞争力的金属，且风行一时。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属－铝的生产和应用。 当1886年Charles Hall在美国俄亥俄州和Paul Heroupt在法国各自独立地将溶解在熔融冰晶石中的氧化铝(Al2O3)的电解还原技开发成功之时，世界上首批以内燃机为动力设备的车辆问世，随之而来的便是作为汽车业需用的、具有越来越大的工程价值的材料－铝及其合金对汽车工业的发展开始起重要的作用。电气化也要求将大量质轻的导电金属－铝用于长距离输送电，用于建造支撑架空电缆纲络所需要的塔架，以便以发电厂传输电能。 铝工业的发展还不只限于上述内容。铝在商业上应用于诸如镜框、门牌和餐用托盘之类的新颖物品。铝制的炊事用具也成为市场上的一类商品。现在，铝已发展成具有各种各样用途的材料，其范围之广足以使现代生活的各个侧面直接地受到铝的应用的影响。 铝的生产 所有铝的生产均基于Hall-Heroult法。将从铝土矿制得的氧化铝溶于冰晶石电解液，其中加有几种氟化物的盐类以控制电解液的温度、密度、电阻率以及铝的溶解度。然后，通入电流电解已熔的氧化铝。这样，氧在碳阳极上生成并与后者起反应，而铝则在阴极上作为金属
液层而聚集。已分离出的金属可以定时用虹吸法或真空法移出度坩埚中，然后将铝液转移到铸造设备中浇铸成锭。 Courtesy of Kamkiu Aluminium Extrusion Co. Ltd 冶炼出来的铝含有的主要杂质是铁与硅，锌、镓、钛、钒也通常作为微量杂质存在。国际上铝的最低纯度是以确定的成分及其数值作为基本标准。在美国，以形成常规做法是将铁与銈的相对浓度作为更重要的标准来考虑。未合金化的金属级别，可由其纯度来决定，如含铝量为99.70%的铝，或者由美国铝协会制订的方法来决定，该法规定以Pxxx级别为标准。在后一种情况下，字母P后的数字表明硅与铁各自的最大的百份之零点几数值。 全世界原生铝产量总数为17.304 x 106Mg 。美国的铝产量占1988年世界产量的22.8%，而欧洲占21.7%。其余55.5%的铝由亚洲(6.6%)、加拿大(8.9%)、拉丁美洲(含南美洲)(8.8%)、大洋洲(7.8%)、非洲(3.1%)和其它地区(21.3%)生产。 铝的主要特性: 铝及其合金的优良特点是其外观好、质轻，可机加工性、物理和力学性能好，以及抗腐蚀性好，从而使铝及铝合金在很多应用领域中被认为最为经济实用。 铝的密度只有2.7g/cm3，约为钢、铜或黄铜的密度(分别为7.83g/ cm3，8.93g/ cm3)，的1/3。在大多数环境条件下，包括在空气、水(或盐水)、石油化学和很多化学体系中，铝能显示优良的抗腐蚀性。 铝的表面具有高度的反射性。辐射能、可见光、辐射热和电波都
力学在桥梁工程中的应用及发展趋势
力学在桥梁工程中的应用及发展趋势 桥梁在人类发展的历史过程中，可以说一直是一种社会文明的代表，纵观世界桥梁建设发展的历史，可以发现桥梁的发展与当时社会生产力的发展，工业水平的提高，施工技术的改进，数学、力学理论的发展，计算技术的改革都有密切的关系，其中力学理论的应用在桥梁建设中起着举足轻重的作用．特别是在l9，20世纪，随着力学理论及应用研究的长足进步，促使桥梁建设发生了前所未有的飞跃．本文从力学在桥梁工程中的应用这个角度，作简要的回顾、分析、评述和展望． 1 力学在桥梁工程中的应用及主要成就 l8世纪以前，虽然当时人们对力学中的许多机理尚不了解，但已经在实践中摸索出诸如，土、石、砖、木等材料主要适合于受压的场合，因此所采用的桥梁建筑结构较为简单，如举世闻名的赵州桥(跨度为37．02m，公元605年)，它既发挥了土、石等圬工材料的优点，又减轻了桥身的自重，节约了用材，且便于排洪，还增加了美观，它集中体现了世界古代桥梁的伟大成就，同时也代表了古代中华文明，在今天看来，它应是力学在当时材料条件下的最佳发挥． 18世纪前后，人们开始使用生铁，尽管人们已经认识到了这类材料是优于土、石等圬工材料的一类新材料，但是由于材料本身的缺昭以及人们对其力学机理、物理性质尚不清楚，其应用仍然受到了很大的限制．19世纪中叶，由于欧洲率先进入了工业社会，从根本上改变了西方社会近千年的文明，特别是在这一时期伴随Newton力学的形成、微积分学的发展及欧洲工业化格局的形成，使得力学的理论与实践得到了很大的发展，如与土木工程建筑有关的材料力学、结构力学的形成，造就了桥梁工程建设的第1次飞跃．英国的不列颠尼亚箱粱桥(跨度为141．00m，1850年)，美国的布鲁克林悬索桥(跨度为486.00m，1883年)及英国的福斯悬臂桁架桥(跨度为520.00m，1890年)等桥梁是这一时期的杰出代表． 20世纪初期，由于西方工业社会的空前发展，力学研究的进步及相关学科的发展导致高强度钢材、钢筋混凝土乃至预应力混凝土等材料的出现，实现r桥梁工程发展史上的第2次飞跃．根据初等材料力学的结论，混凝土抗拉强度很低，但其价格却远低于钢材，人们为了增加其抗拉能力，设计了钢筋混凝土这类复合建筑材料，使其既能承受拉力，又能承受压力，但限于混凝土材料本身所具有的力学性能，将其作为粱式桥结构用材，跨度仍远逊色于传统的拱桥结构．在进一步实践过程中，人们又发现尽管有受力钢筋在承载，但在受拉区仍然不可避免地会出现一些裂缝，若对钢筋施加一定张力作用，可以克服此弊端即通过张拉预应力筋，使得受拉区事先储备一定数值的压应力当外荷载作用时，混凝土可不出现拉应力或不超过某个临界值的拉应力，从而极大地提高丁混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，进而导致了预应力混凝土桥梁结构的出现，扩展了其应用的范围，使之成为了2O世纪桥梁工程中的一类主要结构．我国自70年代末期起，预应力混凝土桥梁的建设得到了很快的发展，特别在近几十年的城市道路桥梁、高速公路桥梁建设中占据着主导地位，这其中诸如预应力混凝土T构、连续梁桥、桁架粱桥、大跨度简支梁桥等桥型都是在这一结构基础上的派生．由于初等材料力学及结构力学的发展，导致了跨越能力较强的悬索桥、斜拉桥的出现．在30年代美国就掀起过大跨度悬索桥的高峰，如美国纽约华盛顿桥(跨度为1067.00m，1931年)，旧金山金门大桥(跨度为1280.00m，1937年)等都是这一时期的典型代表．第2次世界大战以后，德国、日本曾一度赶上了美国；50年代起，斜拉桥结构在德国初见光芒，并很快波及世界各地；60年代，在日本、丹麦等地出现了兴建跨海工程的先例． 随着桥梁工程建设的不断进步，出现了诸多困扰人们的力学难题，桥梁空间结构的受力分析，结构复杂的次应力计算，主梁、横隔粱、桥面板、支座、墩台及基础的设计、计算分析等都
电气工程及其自动化的发展现状分析及发展趋势
电气工程及其自动化的发展现状分析及发展趋势随着科学技术的不断发展和进步，电气工程及其自动化也获得了长足的发 展，已经成为衡量一个国家发达程度的重要指标。本文在对电气工程及其自动化进行综述的基础上对电气工程及其自动化的发展现状进行分析，并对其发展的趋势进行预测，希望可以为这一领域的研究提供一些参考建议，促进电气工程及其自动化更快更好的发展。 标签：电气工程及其自动化；发展现状；发展趋势 电气工程及其自动化是基于电力动力理论结合机械控制理论，依托计算机信息技术与电子电力技术，以减少劳动力投入、降低生产成本为主要目的综合性学科。电气工程及其自动化的发展程度代表着国家的发达水平。电气工程及其自动化的有关问题成为一个重要的研究课题。 1 电气工程及其自动化 就电气工程及其的发展来说，它主要依靠以两个理论进行发展，也即为电力网理论以及控制理论，除此之外，它一直所依靠的技术是计算机技术以及电子电力技术。之所以要大力提倡电气工程及其自动化，就是为了用最少的劳动力完成最大的任务量。换句话说，也即为利用一些先进技术，实现无人操作生产产品、无人监控的目标。当然电气工程及其自动化的运用，就其自身来说，它具有很强的优越性，它不仅能够大大提高工作的效率，而且也能保证工作的质量，使得企业和获得更多的效益。目前，电气工程及其自动化已经应用到社会中的各个方面，为我们国家的发展带来了很大的动力。 2 电气工程及其自动化的发展现状 电气工程及其自动化在各个行业有着广泛的使用和发展前景。目前就电气工程及其自动化的发展现状有着以下几个特点：一是电气工程及其动化目前正被许多行业认识和应用；二是国家出台了一些相应的技术标准，加快了电气工程及其自动化的发展进程；三是电气工程及其自动化实现了分步式的应用；四是与新兴的计算机信息技术相融合，有着更加广阔的发展前景。 2.1 电气工程及其动化目前正被许多行业认识和应用 电气工程及其自动化越来越多的受到各行各业的关注与认识，并为之所应用。近年来，电气工程及其自动化技术也随着行业认识与应用的发展而状大自身的发展。目前，一些消耗较大的建筑行业和高新技术领域的行业，为了提高有限时间内的工作效率与工作质量，也开始应用电气工程及其自动化改进行业自动化进程，大大提高这些行业工作的效率和质量。随着这些行业的电气工程及自动化进程加速，其应用的范围也会越来越大。
我国道路与桥梁发展现状分析及展望
道路桥梁工程概论论文 ——我国道路与桥梁发展现状分析及展望 姓名：宿凌飞 班级：2011级房建5班 学号：201110703059 任课教师：汪杰
我国道路与桥梁发展现状分析及展望 摘要：随着我国建设的发展，公路已具有非常重要的作用。近几年来，可以说是我国公路桥梁的建设在飞速发展的同时也取得了非常大的成就。交通运输是现代经济社会正常运行的基础保障，生产要素之间的快速交换是保障和维护生产正常运行的基本条件。交通运输规模的大小是经济社会现代化程度的基本标识之一，而交通运输的发展又在很大程度上限制的经济的发展。道路与桥梁的发展又占交通运输发展的很大部分，本文主要阐述的就是我国道路与桥梁发展现状及展望。 关键字：基础设施道路桥梁交通运输发展现状 正文： 交通运输把社会生产、分配、交换和消费等各个环节有机地联系起来，既是重要的基础产业，又为商品流通和人员流动提供基本条件。交通运输是国民经济的重点战略产业，是国民经济的重要基础设施，是制约经济与社会发展的一个重要因素。自改革开放以来，各地政府和人民都认识到“要想富，先修路”。交通运输业要先行，才能保持国民经济的持续、稳定、协调发展。 一、我国道路发展现状 由于之前200年中国经济科技相对于西方工业革命的落后以及战争的影响，中国和平发展的时间非常短，造成了中国交通运输等基础设施的建设严重滞后，据统计，在1949年新中国成立时全国公路通车总里程为8.07万公里，且缺桥少涵，路况极差。全国有1/3的县不通公路，整个西藏的公路交通还是一片空白。从建国到改革开放，由于交通运输的基础性和重要性不被重视，导致了对基础交通设施的投资严重不足，交通发展长期滞后。改革开放以后，虽然同时期公路交通设施在快速发展，但与国民经济发展的需求相比仍然偏低，且由于改革开放前几十年的历史欠账太大，城市出入口和交通干线严重堵塞，交通事故频频发生，运输效率低下，基础设施的落后成为了国民经济发展的主要瓶颈。20世纪80年代后期，中央政府开始了交通运输基础设施的修建，交通运输得到了很大的发展，尤其表现在公路交通方面。进入21世纪后，交通运输的发展速度进一步提高。 我国的高速公路建设自1988年沪嘉高速公路通车实现中国大陆高速公路零的突破后中国高速公路的建设一路突飞猛进。进入2000年之后，国民生活水平进一步提高，国家经济相比于改革开放初期已经有了极大的提高，高速公路等国民基础设施因此得到了进一步的投资。2000年1月，国务院成立了西部地区开发领导小组。西部大开发战略开始实施，中国西部相对于东部沿海的落后地区的交通运输等基础设施开始大力兴建，交通网络的形成加快了各省各地区的物资交流，各地区的经济联系得到进一步的加强。“十一五”规划期间，房地产行业的兴起更是带动了全国基础设施的建设。国家高速公路网规划中重点建设的“五射两纵七横”14条线路中，已建和在建路段达到95%以上。从1988年的100公里一路飙升至2012年的9.62万公里，中国高速公路实现了从无到有，
电气工程的发展现状与发展趋势
电气工程的发展现状与发展趋势 一.电气工程的发展现状： 概论：我国电力工业正以“大机组，大电网，高电压，高参数，高度自动化”等“三大三高”的现代电力系统的模式超长规模的建设与发展，因此对工程技术设计人员的素质和能力提出了更新和更高的要求。未来的几十年，我国电力系统和电气工程会依然保持较快发展趋势，光伏发电和其他可再生资源将得到快速发展，新的电力电子技术，电工材料，计算机及网络技术，控制与管理手段具有巨大影响潜力。 1.电机的驱动及控制： 逆变器的出现推动了交流电机速度和转矩控制的发展，这使得电机在仅仅30年就应用到了不可思议的领域。功率半导体元件和数字控制技术的进步使得电机驱动能够实现高精度的位置和速度控制。交流驱动技术的应用也带来了能源节约和系统效率的提高。 电机本体及其控制技术在近几年取得相当大的进步。这要归功于半导体技术的空前发展带来的电力电子学领域的显着进步。电机驱动产业发展的利处已经触及各种各样的设备，从大型工业设备像钢铁制造厂、造纸厂的轧钢机等，到机床和半导体制造机中使用的机电一体化设备。交流电机控制器包括异步电机控制器和永磁电机控制器，这两者在电机驱动业的全过程中起着关键性作用。：目前，异步电动机矢量控制技术、直接转矩控制技术乃至无传感器的直接转矩控制技术已实用化。 2.电力电子技术的应用： 半导体的出现成为20世纪现代物理学的一项最重大的突破，标志着电子技术的诞生。而由于不同领域的实际需要，促使半导体器件自此分别向两个分支快速发
展，其中一个分支即是以集成电路为代表的微电子器件，而另一类就是电力电子器件，特点是功率大、快速化。自20世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子的诞生。 电子电力技术包括电力电子器件、变流电路和控制电路3部分，是以电力为处理对象并集电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的综合性学科。电力技术涉及发电、输电、配电及电力应用，电子技术涉及电子器件和由各种电子电路所组成的电子设备和系统，控制技术是指利用外加的设备或装置使机器设备或生产过程的某个工作状态或参数按照预定的规律运行。电力电子器件是电力电子技术的基础，电力电子器件对电能进行控制和转换就是电子电力技术的利用。在21世纪已经成为一种高新技术，影响着人们生活的各种领域，因此对对电子电力技术的研究具有时代意义。 传统电力电子技术是以低频技术处理的，现代电力电子的发展向着高频技术处理发展。以功率MOS-FET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件的出现，表明已经进入现代电子电力技术发展时代。 20世纪以来，电力电子作为自动化、节材、节能、机电一体化、智能化的基础，正朝着应用技术高频化、产品性能绿色化、硬件结构模块化的现代化方向发展。3.电力系统及其自动化控制： 电力系统自动化即对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护，网络信息的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量（频率和电压），
铝材基本特性
铝及铝合金的基本特性 铝合金在现代工业上应用甚为广泛，其主要原因为其具有以下特性 : ▲轻量性 ▲耐蚀性 ▲成形性 ▲强度性 ▲切削性 ▲表面处理性 ▲导电性 ▲易加工性 ▲无毒性 ▲无磁性 ▲熔接性 ▲导热性 ▲无低温脆性 ▲再生性 ▲反射性 铝之价格虽较一般碳钢高，但易于回收重熔使用，为地球上可充分且有效利用之资源。 轻量性 Light Weight 铝之比重仅为钢铁之三分之一。 耐蚀性 High Corrosion Resistance 铝在自然环境中表面形成薄层之氧化膜可阻绝空气中之氧气，避免进一步氧化，具有优良之耐蚀性，铝表面如再经各种不同之表面处理，其耐蚀性更佳，可适合室外及较恶劣之环境中使用。 成形性 Workability 、 Excellent Formability 利用完成退火(或部份退火)可产生质软之铝合金，适用于各种成形加工要求，此方面之典型应用如铝轮圈、天 花板嵌灯灯罩、电容器外壳、铝锅等。 强度 Good Strength 利用合金之添加及轧延、热处理制程可生产强度2㎏/mm 2 ~60kg/㎜2 不同强度等级之产品，以适用于各种不同强度要求之产品上。 表面处理性 Variety of Attractive Appearance 铝具有优良之表面处理性包括阳极处理、表面化成丰理、涂覆及电镀等，尤其阳极处理可产生各种不同色泽、硬度之皮膜，以适就各种用途。 导电性 Good Electrical Conductivity 铝之导电度为铜之60 %，但重量亦仅铜之三分之一，相同重量之铝，其导电度为铜之两倍，故若以相同之导电度衡量，铝之成本远较铜便宜，此方面之应用以电导线最多。 导热性 Excellent Thermal Conductivity 铝之导热性极佳，故在家庭五金、冷气机散热片、热交换器之应用方面极为广泛。 易加工性 Variety of Forms 铝之加工性特佳，可加工成棒、线、挤型材，挤型材在铝之用量占有极大比例。 切削性 Machinability 与钢铁比较可节省高达70%，通常强度较高之铝合金之切削性較佳。