钢结构桥梁资料
钢结构桥梁的入门-最新版本

钢结构桥梁的入门级别小跨度与大跨度钢箱梁建国以来长江上几座里程牌式钢桥,高瞻远瞩,胸怀大志,入门开始武汉长江大桥(128m跨度,3号钢Q240)南京长江大桥(160m跨度,16Mnq Q345)九江长江大桥(216m跨度,15MnVNq Q420)芜湖长江大桥(312m跨度,14MnNbq Q345)天兴洲长江大桥(504m跨度,14MnNbq Q345)一、桥梁用钢牌号1、Q235qD Q345qD Q370qD Q420QD第一个Q为屈服拼音第一个字母,屈服之意; 数字235表示屈服强度(是一个应力数值),数字后q为桥梁第一个拼音q,表示为桥梁用结构钢;最后一个大写字母D 为钢材等级,钢材等级之分有A、B、C、D、E5个等级,A不做冲击功要求,B表示常温20゜冲击功,C为0゜冲击功,D表示-20゜是冲击功,E为-40独冲击功要求.冲击功与钢材韧性相关,Q345qE 联合起来意为:屈服强度为345MPa应力的桥梁用钢,-40゜有冲击功要求,一般不小于47J.钢材安全系数一般取为1.7,那么Q345钢材容许应力为345/1.7=202.9MPa,规范中采用200MPa.Q345中345为屈服强度,抗拉强度更大,一般为容许应力的2.5倍,所以Q345抗拉强度为200*2.5=500MPa,规范中取值510MPa.抗剪容许应力为基本容许应力的0.6倍,局部承压为基本容许应力的1.5倍,规范中Q345钢材抗剪容许应力120MPa,局部承压容许应力为300MPa.二、钢结构桥梁的设计方法公路钢结构桥梁设计规范2015没出来之前,公路钢结构桥梁仍然采用容许应力法设计:各项荷载系数为1,荷载组合下外力应力只要小于容许应力200MPa 即可.现在新出钢桥规范为了与混凝土统一采用两个极限状态设计法一致,钢结构桥梁也采用了极限状态设计法,以Q345qD钢为例说明问题的实质性:1)容许应力法外荷载组合系数:1x恒载+1x活载+1x其它可变活载荷载组合下的应力小于规范中的容许应力200MPa (345/1.7=203)2)极限状态法外荷载组合系数:1.2x恒载+1.4x活载+1.4x其它可变活载X0.75综合起来极限状态法相比于容许应力法荷载综合系数采用了1.35荷载组合下的应力小于规范中的容许应力275MPa (345/1.7x1.35=274) 所以极限状态法相当于外荷载系数乘了个1.35的数值,相对于容许应力法中的容许应力相应同时乘以1.35的数值,本质一样,游戏而已.三、钢结构桥梁几个主体问题钢结构核心问题为强度、稳定、疲劳1)强度受拉杆件或者弯矩中的受拉部位:应力小于容许应力即可,假如为螺栓连接,计算应力时采用净面积计算2)稳定稳定问题转为强度模式控制,只不过将容许的压应力转换为容许应力x小于1的一个数字,此数字结合杆件的计算长度与杆件回转半径相结合的长细比,如下表稳定问题还包括整体稳定与局部稳定之分,只要构件受压,终究不能离开稳定问题的困扰,这也是拱桥跨径小于斜拉桥、斜拉桥跨径小于悬索桥的主体原因;整体稳定可按上述的稳定应力小于强度容许应力乘以相应于长细比的小于1的折减系数控制,局部稳定按照下表宽厚比控制。
人行钢结构桥梁

引言概述:人行钢结构桥梁是指专门用于供行人通行的桥梁,采用钢结构构建而成。
与传统的混凝土桥梁相比,人行钢结构桥梁具有重量轻、施工周期短、维护成本低等优势。
本文将详细介绍人行钢结构桥梁的设计原则、构造形式、材料选择、施工工艺和维护管理等方面的内容,以帮助读者更好地了解和应用人行钢结构桥梁。
正文:1.设计原则1.1基本荷载要求1.2结构稳定性要求1.3跨越形式选择1.4桥墩和桥面设计参数1.5防震设计考虑2.构造形式2.1刚架结构2.2梁板结构2.3悬索桥结构2.4人行桥和其他类型桥梁的结合3.材料选择3.1钢材性能指标3.2钢材的耐腐蚀性要求3.3钢材的焊接性能要求3.4典型的钢材选择4.施工工艺4.1桥梁基础施工4.2桥台和桥墩施工4.3主梁制作和安装4.4桥面板安装4.5桥梁的验收和完工5.维护管理5.1定期巡检与维护5.2桥梁防腐蚀措施5.3桥梁的荷载监测5.4桥梁的维修与加固5.5应急管理措施总结:人行钢结构桥梁具有重量轻、施工周期短、维护成本低等优势,成为现代城市中不可或缺的交通建设设施之一。
设计原则方面,需要根据基本荷载和结构稳定性等要求进行设计,同时也需要考虑桥墩和桥面的设计参数以及防震设计。
构造形式上,可以选择刚架结构、梁板结构、悬索桥结构等形式,以及与其他类型桥梁的结合。
材料选择上,要考虑钢材的性能指标、耐腐蚀性和焊接性能要求,并选择合适的钢材。
施工工艺上,需要注意桥梁基础的施工、桥台和桥墩的施工、主梁制作和安装、桥面板的安装等环节。
维护管理方面,要进行定期巡检与维护、桥梁防腐蚀措施、荷载监测、维修与加固以及应急管理措施等工作,以确保人行钢结构桥梁的安全可靠运行。
通过对人行钢结构桥梁的设计、构造、材料、施工和维护等方面的探讨,希望能够为相关工程师和技术人员提供参考和指导,使其在设计和建造人行钢结构桥梁时更加科学、高效。
同时,也能够提升人行钢结构桥梁的质量和安全性,为城市的可持续发展做出贡献。
钢结构桥梁书籍

钢结构桥梁书籍
如果你想了解钢结构桥梁方面的书籍,以下是一些值得参考的书目:
1. 《钢桥设计手册》(Steel Bridge Design Handbook):美国联邦公路管理局(FHWA)出版,涵盖了钢结构桥梁设计的方方面面,包括设计原理、规范要求、施工技术等。
2. 《钢桥设计原理与实例》(Principles and Practices of Steel Bridge Design):深入介绍了钢桥的设计原理,并通过实例详细展示了设计方法和实际案例。
3. 《钢桥施工技术》(Steel Bridge Construction):关于钢桥施工的书籍,涵盖了钢结构桥梁的施工技术、工程管理、安全等方面的内容。
4. 《钢桥工程手册》(Steel Bridge Engineering Handbook):从理论到实践,提供了全面的桥梁工程知识,包括设计、分析、施工、检查等内容。
5. 《钢桥梁设计与施工》(Design and Construction of Steel Bridges):包括了钢桥梁的设计理论、实际工程案例以及施工技术。
这些书籍涵盖了从基础理论到实际案例的丰富内容,对于钢结构桥梁的设计、施工、管理等方面都有着较为详细的介绍和指导。
选择适合自己需求的书籍进行学习和参考,可以更好地理解和掌握钢结构桥梁工程的知识。
1。
钢结构与桥梁设计

钢结构与桥梁设计钢结构在桥梁设计中起着重要的角色。
其独特的特点使得钢结构成为桥梁设计领域中的首选材料。
本文将探讨钢结构在桥梁设计中的应用和重要性,并介绍一些常见的钢结构桥梁设计方法。
一、钢结构在桥梁设计中的优势钢结构因其高强度、轻质、易加工等特点而在桥梁设计中广泛应用。
相比于传统的混凝土桥梁,钢结构桥梁具有以下优势:1. 高强度:钢材具备很高的强度和刚度,能够承受更大的荷载和变形,因此能够为桥梁提供更好的支撑和稳定性。
2. 轻质:相比于混凝土桥梁,钢结构桥梁的自重轻,可以减少对桥墩和地基的负荷,从而降低了施工难度和成本。
3. 可塑性:钢材具备较好的可塑性和可变形性,能够适应各种复杂的桥梁形状和设计需求。
4. 施工周期短:由于钢结构的制造和安装相对简单,相较于混凝土桥梁,钢结构桥梁的施工周期通常要短得多,能够有效地缩短工期。
5. 可回收利用:钢结构可以回收利用,降低了对资源的消耗,符合可持续发展的要求。
二、常见的钢结构桥梁设计方法1. 梁桥设计:梁桥是一种常见且简单的钢结构桥梁设计方法。
它由一系列的钢梁构成,梁与梁之间通过横梁连接。
梁桥的设计依据主要为梁的受力性能和桥梁的跨度需求。
2. 拱桥设计:拱桥是一种美观且结构稳定的设计方法,其通过弧形的钢拱承载桥面上的荷载。
拱桥设计需要考虑拱的形状、跨度、高度等因素,以及拱与桥面之间的连续性设计。
3. 斜拉桥设计:斜拉桥是一种由斜拉索组成的钢结构桥梁设计方法。
斜拉索通过拉力将桥面承载的荷载传递到桥塔上,从而实现了大跨度的设计需求。
斜拉桥设计需要考虑斜拉索的数量、角度、长度等因素。
4. 悬索桥设计:悬索桥是一种由主悬索和横向拉索组成的设计方法,它通过主悬索将桥面的荷载传递到桥塔上。
悬索桥设计需要考虑主悬索的高度、跨度、支座等因素,以及横向拉索的数量和角度。
总结:钢结构在桥梁设计中具有独特的优势,其高强度、轻质、易加工等特点使其成为桥梁设计领域的首选材料。
常见的钢结构桥梁设计方法包括梁桥设计、拱桥设计、斜拉桥设计和悬索桥设计。
钢结构桥梁有哪些

钢结构桥梁是现代桥梁工程中常见且重要的一种类型。
它以钢材为主要构件,具有高强度、耐久性好、施工快速等优点,在各种跨越水域、公路、铁路等地形条件下得以广泛应用。
本文将从结构组成、设计原则、材料选择、施工技术和养护管理五个方面,详细阐述钢结构桥梁的特点和相关知识。
一、引言概述钢结构桥梁是一种通过使用钢材构建的桥梁。
相比于传统的混凝土桥梁,钢结构桥梁具有更高的强度和刚度,适应能力更强,同时施工速度也更快。
由于这些优势,钢结构桥梁逐渐成为了现代桥梁工程的主流。
二、结构组成钢结构桥梁包括桥梁主体结构和连接结构两部分。
桥梁主体结构由主梁、桥墩和桥台组成。
主梁是桥梁的承重组件,通常由钢梁和钢板组成。
桥墩是主梁的支撑和传力节点,承受桥梁荷载并将其传递到地基。
桥台连接桥墩和桥面,是桥梁承载力的重要组成部分。
三、设计原则1.桥梁的受力和变形特征:要分析桥梁在正常使用和临时荷载下的受力特征,确保桥梁在运行时能够安全承载荷载并保持结构的稳定性。
2.荷载预测:需要根据预计的交通负荷和桥梁类型,确定合适的设计荷载,确保桥梁在使用寿命内具备足够的承载能力。
3.材料选择:要选择高强度钢材,以减小结构重量,提高疲劳寿命和抗震性能。
4.桥梁耐久性设计:要充分考虑桥梁的使用寿命和环境因素,采取合适的防腐蚀措施,延长桥梁的使用寿命。
5.施工技术:要保证桥梁的准确施工,合理控制焊接、切割等施工过程中的变形和应力集中,确保桥梁的质量和使用安全性。
四、材料选择1.钢材力学性能:要选择具有良好的强度和刚度的钢材,以满足桥梁的承载要求。
2.钢材的耐久性:要选择抗腐蚀性好的钢材,减少桥梁维修和更换的频率。
3.钢材的可焊性:钢结构桥梁的施工一般采用焊接连接,因此要选择焊接性能好的钢材。
4.钢材的成本:在材料选择时还要考虑成本因素,确保在满足强度和耐久性要求的前提下,选择经济合理的钢材。
五、施工技术和养护管理1.钢梁制造和加工工艺:钢梁制造要保证几何形状和尺寸的精度,焊接接头的质量要符合规范要求。
钢结构人行桥

钢结构人行桥在现代城市的建设中,钢结构人行桥以其独特的优势成为了一道亮丽的风景线。
它不仅为人们的出行提供了便利,还展现了现代建筑技术的精湛与创新。
钢结构人行桥,顾名思义,主要结构材料采用钢材。
钢材具有高强度、高韧性和良好的可塑性等特点,这使得钢结构人行桥能够跨越较大的距离,承受较大的荷载,并且可以设计出各种独特而美观的造型。
从设计角度来看,钢结构人行桥需要充分考虑多方面的因素。
首先是桥的跨度和荷载要求。
跨度决定了桥梁的结构形式,比如简支梁、连续梁或者拱桥等。
荷载则包括行人的重量、可能的风荷载、雪荷载以及地震作用等。
设计师需要根据这些因素精确计算桥梁的受力情况,确保桥梁在使用过程中的安全性和稳定性。
其次是桥的造型和美观。
钢结构人行桥作为城市景观的一部分,其外观设计至关重要。
它可以是简洁流畅的直线型,也可以是富有曲线美的弧形,甚至可以是造型独特的异形结构。
在设计过程中,需要综合考虑周边环境、建筑风格以及文化特色等因素,使桥梁与周围环境相融合,成为城市的一道独特景观。
再者是人性化设计。
这包括合理设置楼梯、扶手、坡道等,以满足不同人群的使用需求,特别是老年人、残疾人等特殊群体。
同时,还要考虑桥面的防滑、排水等功能,确保行人在桥上行走的安全和舒适。
在施工方面,钢结构人行桥也有其独特之处。
由于钢材通常在工厂预制加工,然后运输到现场进行拼装,因此施工精度要求较高。
在工厂加工时,需要严格控制钢材的尺寸、形状和焊接质量,以保证构件在现场能够顺利拼装。
现场拼装过程中,需要采用先进的吊装设备和施工技术,确保桥梁的安装精度和施工安全。
同时,施工过程中还要注意对周边环境的保护,减少施工对交通和居民生活的影响。
钢结构人行桥的维护和保养也是至关重要的。
定期检查桥梁的结构完整性、钢材的腐蚀情况以及连接部位的松动情况等,并及时进行维修和处理,可以有效延长桥梁的使用寿命。
同时,对于桥面的清洁、防滑处理等日常维护工作也不能忽视,以保证行人的安全和舒适。
钢结构桥梁的入门基础-

钢结构桥梁的入门级别小跨度与大跨度钢箱梁建国以来长江上几座里程牌式钢桥,高瞻远瞩,胸怀大志,入门开始武汉长江大桥(128m跨度,3号钢Q240)南京长江大桥(160m跨度,16Mnq Q345)九江长江大桥(216m跨度,15MnVNq Q420)芜湖长江大桥(312m跨度,14MnNbq Q345)天兴洲长江大桥(504m跨度,14MnNbq Q345)一、桥梁用钢牌号1、Q235qD Q345qD Q370qD Q420QD第一个Q为屈服拼音第一个字母,屈服之意; 数字235表示屈服强度(是一个应力数值),数字后q为桥梁第一个拼音q,表示为桥梁用结构钢;最后一个大写字母D 为钢材等级,钢材等级之分有A、B、C、D、E5个等级,A不做冲击功要求,B表示常温20゜冲击功,C为0゜冲击功,D表示-20゜是冲击功,E为-40独冲击功要求.冲击功与钢材韧性相关,Q345qE 联合起来意为:屈服强度为345MPa应力的桥梁用钢,-40゜有冲击功要求,一般不小于47J.钢材安全系数一般取为1.7,那么Q345钢材容许应力为345/1.7=202.9MPa,规范中采用200MPa.Q345中345为屈服强度,抗拉强度更大,一般为容许应力的2.5倍,所以Q345抗拉强度为200*2.5=500MPa,规范中取值510MPa.抗剪容许应力为基本容许应力的0.6倍,局部承压为基本容许应力的1.5倍,规范中Q345钢材抗剪容许应力120MPa,局部承压容许应力为300MPa.二、钢结构桥梁的设计方法公路钢结构桥梁设计规范2015没出来之前,公路钢结构桥梁仍然采用容许应力法设计:各项荷载系数为1,荷载组合下外力应力只要小于容许应力200MPa 即可.现在新出钢桥规范为了与混凝土统一采用两个极限状态设计法一致,钢结构桥梁也采用了极限状态设计法,以Q345qD钢为例说明问题的实质性:1)容许应力法外荷载组合系数:1x恒载+1x活载+1x其它可变活载荷载组合下的应力小于规范中的容许应力200MPa (345/1.7=203)2)极限状态法外荷载组合系数:1.2x恒载+1.4x活载+1.4x其它可变活载X0.75综合起来极限状态法相比于容许应力法荷载综合系数采用了1.35荷载组合下的应力小于规范中的容许应力275MPa (345/1.7x1.35=274) 所以极限状态法相当于外荷载系数乘了个1.35的数值,相对于容许应力法中的容许应力相应同时乘以1.35的数值,本质一样,游戏而已.三、钢结构桥梁几个主体问题钢结构核心问题为强度、稳定、疲劳1)强度受拉杆件或者弯矩中的受拉部位:应力小于容许应力即可,假如为螺栓连接,计算应力时采用净面积计算2)稳定稳定问题转为强度模式控制,只不过将容许的压应力转换为容许应力x小于1的一个数字,此数字结合杆件的计算长度与杆件回转半径相结合的长细比,如下表稳定问题还包括整体稳定与局部稳定之分,只要构件受压,终究不能离开稳定问题的困扰,这也是拱桥跨径小于斜拉桥、斜拉桥跨径小于悬索桥的主体原因;整体稳定可按上述的稳定应力小于强度容许应力乘以相应于长细比的小于1的折减系数控制,局部稳定按照下表宽厚比控制受压杆件设置的局部加劲肋,解决宽厚比过大的局部稳定问题.上表为压杆的局部稳定控制指标,对于受弯构件的腹板的抗剪稳定,也有相应的要求,防止腹板受剪失稳,控制指标为腹板的高厚比简支梁受力的横梁腹板加劲肋设置,竖向设置间距不大于2m的加劲板,正弯矩上缘受压部位设置水平向加劲肋.3)疲劳只要受拉,构件就有疲劳问题,裂纹随着拉应力的变化扩展,所以受压构件不需检算疲劳,受拉或者是拉压交替就会有裂纹扩展的危险,就需检算疲劳稳定,疲劳主要与应力变化幅密切相关,疲劳检算主要是检算应力幅四、钢结构桥梁与混凝土箱梁类比钢箱梁截面混凝土截面对于一个3x30m混凝土现浇预应力匝道箱梁,荷载传力途径:荷载--------传力途径1:横向通过顶板传递给纵腹板(对应纵向1m板条桥面板横向计算(车辆中车轮荷载)) ---组成横框的桥面板的横向受力-------传力途径2:通过顶底板及腹板纵向传递给横梁(对应于纵向单梁主梁计算,顶底板抗弯,腹板抗剪,车道荷载计算,受拉部位设置预应力钢束保证混凝土抗裂,同时钢束的设置不能使混凝土受压过大)---纵向受力------传立途径3(通过横梁由横梁与纵腹板相交之点传至支座)(对应于横梁计算,根据横梁跨度决定是否采用预应力)-----横梁的横向受力对于3x30m钢箱梁,16mm厚顶板及顶板位置的纵向加劲肋(U肋、倒T肋、板肋)相当于25cm厚混凝土顶板,14mm厚底板及其加劲肋相当于25cm厚混凝土底板,两块14mm厚腹板类式于45cm厚腹板.钢箱与混凝土承受荷载比较,相应采用Q345qD钢材与C50混凝土类比:混凝土顶板承受弯矩中的压力:7800mm*250mm*16.2MPa=31590kN钢箱梁顶板承受弯矩中的轴力:(7800mm*16mm+705mm*8mm*10)*200MPa=36240kN,可以看出钢结构承载能力更强.混凝土腹板抗剪:2000mm*450mm*2*0.17*32.6Mpa=9975kN钢箱梁腹板抗剪:2000mm*14mm*2*120Mpa=6720kN,抗剪混凝土强些,同等跨度的钢箱梁一恒只有混凝土的1/3.5左右30m跨径8m桥宽混凝土一恒荷载:8*0.7*26=146kN/m30m跨径8m桥宽钢箱梁一恒荷载:8*500kg/㎡=40kN/m=146/3.65kN钢箱梁相对于混凝土箱梁,上面讲述了几个类同性,类同性1: 16mm厚顶板及顶板位置的纵向加劲肋(U肋、倒T肋、板肋)相当于25cm厚混凝土顶板类同性2: 14mm厚底板及其加劲肋相当于25cm厚混凝土底板类同性3: 两块14mm厚腹板类式于45cm厚腹板本质的不同点在于钢箱梁纵向必须设置间距2m或者3m设置横隔板(正交各向异性板名称的由来,纵向顶板加劲肋加劲及横向横隔板加劲),以支承顶板上加劲肋的受力,减小顶板加劲肋计算跨度,同时减小较薄的钢板的畸变变形增强横向受弯能力,任何钢结构箱型杆件均需设置隔板,此构造类似与竹子中的隔板,大自然中生物是演化的最合理构造.钢箱梁的传力途径,相比于混凝土传力途径,多了一个横隔板间顶板纵肋的纵向传力,所以钢箱梁需要两个体系相加,原因在此!钢箱梁传力:荷载--------传力途径1:横向通过16mm厚顶板传给顶板纵向加劲肋(顶板传力,第三体系,薄膜力很大不用考虑)---------传力途径2:顶板纵向加劲肋传至隔板(纵向加劲肋及顶板组成的构件支撑在间距2m或者3m的横隔板上的受力,车辆中车轮荷载计算,多跨连续梁受力)---顶板纵向加劲肋及顶板的纵向受力,属于第二体系也叫桥面体系,由于是纵向受力,所以需要与第一应力体系相加-------传力途径3:横隔板传递给纵腹板(横隔板与其上下方顶板底板组成的构件在跨度为纵隔版之间间距的横向受力,也叫桥面体系)--- 横隔板与顶上16mm厚底下14mm厚的横向受力-------传力途径4:纵腹板传至横梁(对应于纵向单梁主梁计算,顶底板抗弯,腹板抗剪,车道荷载计算)---第一体系,也叫主梁体系,纵向受力,与混凝土完全一致------传力途径5(通过横梁由横梁与纵腹板相交之点传至支座)(对应于横梁计算,)-----横梁的横向受力,与混凝土完全类似理解纵向单梁模型------不包含顶板加劲肋的第二体系计算五、钢结构桥梁构造本章主要简述钢结构桥梁中钢箱梁构造,根据上一章钢箱梁传力其实大体可以确定钢箱梁构造了,本章单独提列,加强名称介绍,构造服务于受力薄壁扁平钢箱梁构造1、总体布置薄壁扁平钢箱梁(梁高与桥宽之比很小)是由顶板、底板、横隔板和纵隔板等板件通过全焊接的方式连接而成,扁平钢箱梁的顶底板通过横隔板及纵隔板等横纵向联结杆件联成整体受力体系。
钢结构桥梁

(4)悬索桥:主缆为主要承重构件,受力特点为外荷载 从梁经过系杆传递到主缆,再到两端锚锭。主要材料为预 应力钢索、混凝土、钢材,适宜于大型及超大型桥梁。优 点:由于主缆采用高强钢材,受力均匀,具有很大的跨越 能力。缺点:整体钢度小,抗风稳定性不佳;需要极大的 两端锚锭,费用高,难度大。
2按跨径分 肋承压、支承处有水平推力。主要材料是圬工、钢 筋砼,适用范围视材料而定。跨径从几十米到三百 多米都有。优点:跨越能力较大;与钢桥及钢筋砼 梁桥相比,可以节省大量钢材和水泥;能耐久,且 养护、维修费用少;外型美观;构造较简单,有利 于广泛采用。缺点:由于它是一种推力结构,对地 基要求较高。
(3)斜拉桥:梁、索、塔为主要承重构件,利用索塔上伸出 的若干斜拉索在梁跨内增加了弹性支承,减小了梁内弯矩 而增大了跨径。受力特点为外荷载从梁传递到索,再到索 塔。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中等 或大型桥梁。优点:梁体尺寸较小,使桥梁的跨越能力增 大;受桥下净空和桥面标高的限制小;抗风稳定性优于悬 索桥,且不需要集中锚锭构造;便于无支架施工。缺点: 由于是多次超静定结构,计算复杂;索与梁或塔的连接构 造比较复杂;施工中高空作业较多,且技术要求严格。
1、钢板梁桥
2、钢箱梁桥
谢谢
三、钢梁
钢梁桥包括简支或连续体系的钢箱梁、钢板梁桥。 钢桥具有如下特点: (1)跨越能力大。由于钢材的强度高,在相同的承载能力条件下;与钢 筋混凝土桥梁相比,钢桥构件的截面较小,所以钢桥的自重较轻,最适 合于建造大跨度的桥梁。 (2)最适合于工业化制造。钢桥构件一般都是在专业化的工厂由专用设 备加工制作,不受季节的限制,加工制造速度快、精度高,质量容易得 到控制,因而工业化制造程度高。 (3)便于运输。由于钢桥构件的自重较轻,特别是在交通不便的山区便 于汽车运输。 (4)安装速度快。钢桥构件便于用悬臂施工法拼装,有成套的设备可用 ,拼装工艺成熟。 (5)钢桥构件易于修复和更换。 (6)钢材易锈蚀,故钢桥的养护费用高。另外,钢桥须防火,在列车通 过时噪音大,故不宜在闹市区建造铁路钢桥。
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钢结构桥梁建设行业1.行业内企业规模小、市场集中度不高。
桥梁钢结构工程具有技术难度大、工程施工复杂、对实施企业工程业务链配套能力要求高等特点,使得行业内企业数量较少。
另外,由于大型桥梁工程一般为国家或各地的重点工程,其对于钢结构工程企业的工程经验及以往业绩的要求相对较高,以及工程技术、场地、设备规模、人员、资质等的限制,使得参与大型桥梁钢结构工程竞争的规模较大的专业企业数量较少,且以大型央企为主。
本行业为市场集中度较低的市场化竞争行业。
2.本行业的发展与交通基础设施建设密切相关在交通基础设施建设中,桥梁作为道路建设中跨越江河、山谷、沟壑、低地等的关键性工程越来越成为道路建设的主要组成部分,占比也越来越大,以全长1318公里的京沪高速铁路为例,桥梁长度达1061公里,占比超过80%。
以铁路、公路建设为主的交通基础设施建设的发展将带动桥梁建设的发展,同时拉动了与桥梁建设高度相关的桥梁钢结构工程行业的进步。
以公路建设为例,过去五年里,公路建设投资规模由2006年的6231.05亿元增加到了2010年11482.28亿元,增长了84.28%;与此相适应,全国特大公路桥梁也由2006年的1036座增加到了2010年的2051座,增幅为97.97%,体现出良好的联动发展趋势。
钢结构桥梁作为大跨径桥梁的主要构造形式,在路桥建设中得到了更为充足的发挥,并有效推动了桥梁钢结构工程行业的发展,行业协会统计数据显示,2010年全国桥梁钢结构工程完工量超过250万吨,为2004年的5倍多,成为因交通基础设施建设加速而发展较为迅速的行业之一。
3.桥梁钢结构工程有严格的质量要求桥梁钢结构工程作为桥梁工程的重要组成部分,其完工质量直接影响到整个桥梁的施工进度和工程质量,进而对整个路桥工程造成影响,且一般大跨径桥梁的设计使用寿命动辄几十年,甚至上百年,这就对工程承担方的工程质量提出了严格的要求。
目前,大型桥梁钢结构工程招标时,对投标企业一般要求具有钢结构工程专业承包一级资质、具备一定数量的一级建造师和质量工程师、拥有一定比例的专业质量检测设备、通过行业公认专业机构的质量资质认证等一系列的质量相关要求,并对其过往工程质量进行考察,以此来确定有资格参与投标的企业。
在项目实施过程中,要求企业在工程质量方面符合专业规范,并要接受业主方和监理方的实时质量抽查,以确保在每一环节都能够达到甚至超过设计质量要求。
4.桥梁钢结构工程需要较高的工程技术水平配套大跨度钢结构桥梁的建设是一个复杂的多专业、多施工单元所组成的联合作业过程。
桥梁建设过程中对于每个单项工程都有严格的工程技术指标要求,对于以桥梁主梁施工为主的桥梁钢结构工程来说,更是需要有高标准的工程技术水平,以满足桥梁整体性能及功能的实现需求。
通常情况下,大型桥梁对于钢结构大节段制造技术、特定结构的钢梁组装焊接技术、钢梁拼装技术、大型节段运输技术、桥面组装连接技术、精确合拢技术等都有与其桥梁整体设计相适配的特有技术要求。
随着桥梁施工难度的不断突破、在条件恶劣环境下工程的逐渐开展,桥梁钢结构工程的技术难度逐步加大,对承担桥梁钢结构工程的业内企业的技术水平也提出了较高层次的要求,一般招标过程中即要求相关投标企业具备一定数量的专业技术人员和相应类型工程的技术储备,以能够达到相应工程的技术标准。
5.桥梁钢结构工程项目的工期较长由于大型桥梁的构造复杂、施工环境艰苦、涉及的施工单元较多等,整个桥梁工程的工期一般会持续3-5年,以正在建设的泰州长江大桥为例,整个工程2007年开工,预计2011年底竣工,持续时间为4年。
以钢梁为主的钢结构工程作为整个桥梁建设的重要组成部分,从中标到全部工程完成的持续时间一般也会超过1年,超过了一般建筑钢结构工程几个月的工期水平。
6.单项工程业务量呈大型化方向发展随着我国桥梁整体建设水平的提高和桥梁用钢的性能提升,越来越多的桥梁采用了性能优良的钢结构作为其主梁构造形式,尤其是跨度超过300米以上的桥梁,较少采用混凝土材料来制造主梁。
未来以港珠澳大桥、琼州海峡大桥、渤海湾大桥等巨型跨度钢结构桥梁为代表的广泛的大跨径钢结构桥梁的应用,将使得我国的单项桥梁钢结构工程业务规模水平得到较大发展,单项工程业务量呈现出大型化、规模化的趋势。
建造流程单元制造、组装焊接、节段拼装、涂装、梁段总装、实时检测及起重吊装、桥位焊接及涂装、桥梁合拢、桥梁钢结构维护技术难点焊接技术:工作量大,施工要求高。
钢材料:直接承受车轮荷载,疲劳问题突出。
钢铁腐蚀:钢在空气中会被氧化而生锈,影响牢固性。
(一)钢材本身存在的问题某单位在加工某大厦1200*1200*60的箱形柱时,在施焊过程中突然发现60mm作为腹板的厚板出现了撕裂现象,肉眼可见清晰的裂纹把板从厚度方向分成两半,经过NDT检测发现裂纹深度发生在深度3mm左右,同时对同一类型同一批号的另外几张板切割的零部件进行检测,发现板内存在夹层,轧制质量不好是造成质量问题的主要原因。
在焊接的过程中由于焊接产生的焊接应力作用将夹层的材料拉开。
由此出现了厚板沿厚度方向撕裂的现象.原因分析:由于使用部位的特殊性,该零部件在构件中作为腹板使用,沿纵向上下方向焊接的零部件在焊接形式上开的全熔透坡口受力的劲板,由于板内部存在的分层,焊接产生的焊接应力向外释放从而沿厚度方向撕裂了板。
可以根据实际情况采取以下的几种措施进行处理:(1)大量的钢材内部存在的夹层属于钢厂本身在轧制过程中产生的质量问题,已经超过了国家标准规范的要求,可以要求钢厂派人来核实,同钢厂协商退货或换货处理;(2)如果夹层数量较少可以征求技术部门和业主的意见,将信息反馈给钢厂,对出现的问题采取施工补救措施,可以根据无损检测的结果,在有问题的部位采用气刨全部刨开,超过本身的深度,然后用等强度焊接材料进行填充,完毕后对表面进行处理,在规定的时间后进行NDT检测,同时对相同的构件取样进行理化检验,达到设计规范要求可以继续使用;(3)在监理的见证下将该零部件割掉,重新换上满足条件的板材,换下的零部件用于非承重和非重要部位或作为辅材使用,完成后在规定的时间后进行NDT检测,做好记录。
(二)在施工流程中出现的问题加工制作过程中较易发生质量问题且发生后处理起来很棘手的主要是特殊工序和重要工序。
一般工序发生质量问题所占的比率很小。
特殊工序有焊接、涂装,重要工序有下料,装配。
1.焊接工序。
该工序属于隐蔽工程,也是最易发生质量问题的工序之一,从2004年某公司的产品质量报表统计显示,发生该工序的质量问题中:因为焊接质量导致的焊缝返修率高达80%以上,其次是由于上道工序操作不当和操作人员的技术问题而导致焊缝质量问题约占10%,这样问题属于直接影响工程质量的主要问题,所以此类型的问题必须通过专业的检测公司运用专业的检测工具才可以检测、评判出来,一般根据焊缝内的缺陷类型分为夹渣、未溶合、气孔等。
2.涂装工序。
该工序也是属于隐蔽工序,对结构的影响小于对于建筑功能的影响。
也是较易发生质量问题的工序。
工序的质量问题主要表现在:构件表面的漆膜大面积脱落和局部脱落,构件表面的漆膜脱落、产生流挂现象,漆膜的厚度不够,漆膜厚度分布不均,漆膜的颜色色差较大。
3.放样下料工序。
该工序属于构件加工之前的龙头,其质量的好坏对下道工序存在着直接的影响,甚至导致下料的零部件全部的报废,这种情况的发生是很普遍的,所以在下料之前对于加强过程的质量监控是十分重要而且必要的。
该工序的产生的质量问题主要表现在:对于长条和薄板类型的零部件在切割中变形比较厉害;由于切割气体或者板材内部存在夹渣和成份分布不均匀而导致的切割面出现马牙纹、节瘤、割痕深度超标准;气割或锯切的零部件未考虑后续工序的收缩变形而导致的零部件尺寸超标;由于工艺文件编制的失误而导致的批量零部件报废;下料切割的尺寸严重的超过了标准的要求。
4.装配工序。
该工序在构件加工的质量中占有重要的地位,其质量受上道工序的影响较大,所以在装配前加强过程的监控是非常的重要。
该工序的产生的质量问题主要表现在:装配的零部件位置错误,如3450mm装成4350mm;零部件的使用错误,本来应该装配2#零部件件,装配的却是3#另部件;零部件在正确位置上装配错误、如板上的孔45mm本来是朝外,而实际把45mm朝内装了;装配的零部件装配间隙超过规范和技术文件的要求,3mm的间隙现在7mm;有些零部件没有经过校正就进行装配,装配完成后已存在的变形没办法消除变形;操作工为图省事私自切割造成零件上孔位置尺寸超标;装焊区没有进行表面处理;由于图纸尺寸的错误造成的装配错误。
建筑业我国建筑业的发展包含水、土、文化有关的基础建设。
桥梁加固养护行业全国范围的桥梁状况堪忧。
至2006年有关资料显示,全国病害桥梁超过10万座,其中危桥有6282座。
这些桥梁均属于五类桥,即“技术状况处于危险状态,部分重要构件出现严重缺损,桥梁承载能力明显降低并危及桥梁安全”。
我国桥梁养护加固技术发展的历史不长,市场管理尚在初始阶段,缺少有效的制度和措施保证,且项目规模小,数量多,地域分散,从业人员技术能力和管理水平参差不齐等许多不利于行业健康发展的因素,使得桥梁养管难以完全达到效果。
这些问题主要表现在以下几个方面:1、桥梁养护加固市场有待规范桥梁养护加固项目对检测、设计、施工、监理等从业人员综合能力要求较高,而事实上这个行业目前的管理还不及新建项目的管理有效。
如果把桥梁比作病人,从业人员比作医护工作者,那么这个市场里,大医院、小诊所、名医、游医、中医、西医等各路人马,各显神通,让人目不暇接,难分优劣。
在这个从业大军中,真正有技术、有实力、有信誉、有规模的并不多,更多的是小规模的公司。
这些单位的背景大致有以下几种:第一,从原国有科研设计单位转型过来;第二,从原来传统施工企业分离出来;第三,从加固材料供应商、产品经销商提供服务的过程中加入进来的;上述三类企业各有所长,也存在各自的弱点:第一类企业,有技术、有人才,但缺乏施工管理能力和经验;第二类企业,有一定的施工管理能力和经验,但技术和人才不足;第三类企业,有材料成本技术上的优势但都以民营小公司为主,综合实力有待提高。
桥梁养护加固市场上需要的是具有技术、人才、管理、研发的综合企业,现实中真正在技术、人才和管理上有综合能力的企业数量太少。
市场上大小企业一起竞争,“优良中差”共同生存的局面已经形成。
2、结构检测技术过多依赖经验近三十年来,桥梁设计技术发展迅速,设计、施工水平已达到了相当高的程度。
千米级斜拉桥——苏通大桥、世界级跨海大桥——杭州湾大桥、以及世界第一拱桥——朝天门大桥的建成标志着世界桥梁的设计建造水平达到新的高度。
可旧桥的检测水平发展比较缓慢,我们还不能够精确判断桥梁病害状态,不能准确测量砼结构中关键的应力指标,还无法知道结构中钢筋和钢铰线的应力状态和锈蚀程度。