1中国铁路钢桥的发展历程及展望
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中国铁路桥梁技术发展与展望
ａ ｖ ｎ ｅ ｎ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｆｒｉ ａ ｒ ｇ ，ａ ｄ ｈ ｓａ ｖ ｎ ｅ ｎ ｆ ｃｕ ｎ ｎ ｏ ｓｒ ｃｉｎ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｎ ｄ ａ ｃ ｄ ａ ｄ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｔ ｔ ｒ ｓｏ ａｌ ｙ ｂ ｄ ｅ ｎ ａ ｄ ａ ｃ ｄ ｍａ ｕａ ｔｒ ｇ ａ ｄ ｃ ｎ ｔ ｔ ｅ ｈ ｉ ｕ ｓ ａ ｄ ｕ ｗ ｉ ｉ ｕ ｏ ｅ ｕ ｐ ｎ ｓ Ｈ ｗｅ ｅ ，ｉ ｉ ｎ ｃ ｓ ａ ｙ ｆｒ Ｃ ｉ ａ ｔ ｋ ｕ ｔ ｅ ｃ ｅ ｔ ｃ ａ ｄ ｔ ｃ ｎ ｃ ｌ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｅｄ ｆｉ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ． ｏ ｖ ｒ ｔ ｓ ｅ ｅ ｓ ｒ ｈ ｎ ｏ ｍａ ｅ ｆ ｒｈ ｒ ｓ ｉｎ ｉ ｎ ｅ ｈ ｉａ ｓ ａ ｃ ｎ ｓ ｍｅ ｆ ｌ ｓｏ ． ｏ ｉ ｆ ｒ ｉ ｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｒ ｏ ｅ ： Ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗ ｔ ｉ ｈ ａ ｒ ｇ ，ｒ ｉ ａ ｒ ｇ ｅ ｒ ａ ｇ ｒ ｌ ａ ｎ ａ ｇ ｒ ｆ ｒｅ ｏ ｓｒ ｃ ： ｓ ａ ｃ ｕ ｐ ｓ ｓ ｏ ａ ｅ ｉ ｈ ｇ ｗ ｙ ｂ ｉ ｅ ａｌ ｙ ｂ ｉ ｅ ｂ ａ ｓ ｌ ｒ ｅ ｏ ｄ ａ ｄ ｌｒ ｅ ｏ ｃ ｆ ｈ ｄ ｗ ｄ ｉ ａ ｔ Ｏ ｉ ｒ ｑ ｉ ｓｈ ｇ ｅ ｔ ｎ ａ ｄ ｆ ｒｒ ｓ ｔ ｎ ｅ ｔ ａｕ ａ ｉａ ｔ ｒ ｓ ｅ ｉｌ ｔｒ ｑ ｉ ｓｃ ｒａｎ ｖ ｒ ｃ ｌ ｎ ａｅ ａ ｍｐ ｃ ，Ｓ ｔ ｅ ｕ ｒ ｉ ｈ ｒｓａ ｄ ｒ ｏ ｅ ｉ ａ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｌ ｓ ｓ ，ｅ ｐ ｃａ ｌ ｉ ｅ ｕ ｒ ｅ ｔｉ ｅ ｉａ ｄ ｌ ｔ ｌ ｅ ｓ ｄ ｅ ｙ ｅ ｔ ａ ｒ
铁路桥梁是伴随着铁路的兴建而诞生的。 从鸦片
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｒ ｏ ｅ ： Ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗ ｔ ｉ ｈ ａ ｒ ｇ ，ｒ ｉ ａ ｒ ｇ ｅ ｒ ａ ｇ ｒ ｌ ａ ｎ ａ ｇ ｒ ｆ ｒｅ ｏ ｓｒ ｃ ： ｓ ａ ｃ ｕ ｐ ｓ ｓ ｏ ａ ｅ ｉ ｈ ｇ ｗ ｙ ｂ ｉ ｅ ａｌ ｙ ｂ ｉ ｅ ｂ ａ ｓ ｌ ｒ ｅ ｏ ｄ ａ ｄ ｌｒ ｅ ｏ ｃ ｆ ｈ ｄ ｗ ｄ ｉ ａ ｔ Ｏ ｉ ｒ ｑ ｉ ｓｈ ｇ ｅ ｔ ｎ ａ ｄ ｆ ｒｒ ｓ ｔ ｎ ｅ ｔ ａｕ ａ ｉａ ｔ ｒ ｓ ｅ ｉｌ ｔｒ ｑ ｉ ｓｃ ｒａｎ ｖ ｒ ｃ ｌ ｎ ａｅ ａ ｍｐ ｃ ，Ｓ ｔ ｅ ｕ ｒ ｉ ｈ ｒｓａ ｄ ｒ ｏ ｅ ｉ ａ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｌ ｓ ｓ ，ｅ ｐ ｃａ ｌ ｉ ｅ ｕ ｒ ｅ ｔｉ ｅ ｉａ ｄ ｌ ｔ ｌ ｅ ｓ ｄ ｅ ｙ ｅ ｔ ａ ｒ
铁路桥梁是伴随着铁路的兴建而诞生的。 从鸦片
中国钢桥发展
中国钢桥发展历史的回眸••中国建设钢桥的历史可以追朔到百年以前，在我国7万多公里的铁路线上，有8000多座钢桥在服役，其中超过百年的老龄钢桥有160多孔。
而早期的老龄钢桥大多是外国人设计并建造。
旧中国的铁路钢桥建设，由于受到当时的政治、经济和科学技术的限制，材料、设计水平、制造水平、施工技术等条件都很落后，钢桥的发展极为缓慢。
••1934年~1937年，39岁的茅以升先生带领中国工程师设计并监造了钱塘江大桥（主跨65.84m，全长1453m），开创了我国自行建造钢桥的历史••中国最早的钢桥制造厂有超过百年的历史（1894），但是，直到50年代初期，桥梁工厂只有制造铆接桥的技术。
1956年，苏联专家与中国技术人员合作，在沈阳桥梁厂试焊成功第一孔24米焊接板梁，此后，第一批320孔24m焊接板梁桥，架设在石太线和湛江附近支线上，这是我国第一次制造焊接桥。
••1957年，借助前苏联专家的技术和材料，中国建造完成了武汉长江公铁两用大桥。
桥梁全长1155.5m，主跨128m，该桥的建设培养了中国第一批钢桥设计、施工、制作、研究的科学技术人员，为中国钢桥事业的发展奠定了基础。
••1968年，中国人靠自己的技术、材料，自行设计建造了正桥长1576m，铁路桥全长6772m，公路桥全长4588m的南京长江大桥,主跨160m，首次使用国产的16Mnq钢。
••六十年代中期，在中国西南成昆铁路建设中，由科研、设计、施工、制造单位组成了栓焊梁战斗组，系统地研究了栓焊钢桥建造技术，编制了我国最早的《栓焊钢梁设计暂行办法》，并以此为指导，在成昆线上建成了不同形式的栓焊钢桥44座，结束了中国铆接钢桥的历史，开创了中国栓焊钢桥技术发展的新纪元。
、以特大型桥梁建设为标志的五个里程碑1、武汉长江大桥（第一个里程碑）特点：（1）长江上第一座公、铁两用桥（2）跨度：128m（3）材料：3号桥梁钢（Q240）（4）铆接2、南京长江大桥（第二个里程碑）特点：（1）跨度：160m（2）材料：16Mnq （Q345）（3）铆接（4）我国独立自主从材料到建设完全依靠自己力量，写入党的历史问题决议中。
我国钢桥的发展
２ ０ ， １１ ） １ ６１７ ０ ５ ３ （ ３ ：３ —３ ．
［］ ５ 刘本党． 沥青路 面基层材料 室 内试验研 究 ［］ 山西建筑， Ｊ．
Ｔ ｅｃ ｕ ｅ ｆｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｈ ｉ ｋ ｇ ｒ ｃ ｅ ｎ ｔ ｂｌ ｅ ａ ｅａ ｄ ｉ ｒｖ ｎ ｉｅｍｅ ｓ ｅ ｈ ａ ｓｓｏ ｅ ｅ ａｕ ｅｓ ｒｎ ａ ｅｃ ａ ｋ ｉ ｃ ｍｅ ｔｓａ ｉ ｚ ｄ ｂ ｓ ｎ ｔ ｐ ｅ ｅ ｔ ａ ｕ ｓ ｎ 海 宁
摘 要 ： 绍了钢桥 的 自身特 点及适用 范围， 我国钢桥发展 的历程进行 了回顾 ， 介 对 并分析 了国内外钢桥发展 的现状， 出 提 了我 国钢桥发展的趋势 ， 从而对我 国今后桥梁事业 的发展提供 了理论指导。
关键词 ： 钢桥 ， 发展历程 ， 复合梁桥 ， 展趋 势 发
周行春 ． 半刚性路 面反 射裂缝 防治措施研 究综述 ［］ Ｊ． 沥青路面或者加厚半刚性基层 沥青 路面 的沥青层 厚度不太 现实 ， ［ ］ ４ 焦新海 ， 重庆交通学院学报 ，９ ８ ３ ：９３ ． １ ９ （ ）２ —０ 而且技 术还 未成熟 ， 目前 中国的 高速 公路 中还 未 能大 范 围推 在 广。水 泥稳定类基层 由于其强度高 、 水稳定性好 、 造价 较低 、 取材 方便 以及技术较为成 熟 的优势 ， 目前 中国公 路 ， 在 特别 是西部 地
１２ 适 用 范 围 ．
责设计并监督施工的钱塘江大桥 ， 拉开 了我 国建 大跨 度钢桥 的序
我国钢桥建设 取得 了较大 的发展 ， １９ 在 ９０年 目前桥梁市场主要是钢桥 、Ｃ桥和 Ｒ Ｐ Ｃ桥。在跨长大于 １０ｍ 幕 。新中国成立后 ， ２ 以前 主跨大于 １０ｍ的铁路钢桥就有十余座。如 １５ 年建成 的武 ０ ９７ 的大跨度桥梁领 域 ， 桥 自重约 为 Ｐ 钢 Ｃ桥 的 １５ ／ ． ， 占绝 ／ ～１ ６ ５ 故 为公铁两用桥 ， 正桥为三联 ， 每联 为 ３ ２ ×１８ｍ连续铆 对 优势 。在 中小跨度桥梁 中， 由于材料 、 制造 和安装技术 、 地理条 汉长江大桥 ， 接钢桁梁 ；９ ８ １６ 年建成的南京 长江大桥 ， 为公铁两用 桥， 也 上部结 件、 维修与造价等一 系列 因素 的不同 ， 在桥 型选择 时应综 合考虑
［］ ５ 刘本党． 沥青路 面基层材料 室 内试验研 究 ［］ 山西建筑， Ｊ．
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摘 要 ： 绍了钢桥 的 自身特 点及适用 范围， 我国钢桥发展 的历程进行 了回顾 ， 介 对 并分析 了国内外钢桥发展 的现状， 出 提 了我 国钢桥发展的趋势 ， 从而对我 国今后桥梁事业 的发展提供 了理论指导。
关键词 ： 钢桥 ， 发展历程 ， 复合梁桥 ， 展趋 势 发
周行春 ． 半刚性路 面反 射裂缝 防治措施研 究综述 ［］ Ｊ． 沥青路面或者加厚半刚性基层 沥青 路面 的沥青层 厚度不太 现实 ， ［ ］ ４ 焦新海 ， 重庆交通学院学报 ，９ ８ ３ ：９３ ． １ ９ （ ）２ —０ 而且技 术还 未成熟 ， 目前 中国的 高速 公路 中还 未 能大 范 围推 在 广。水 泥稳定类基层 由于其强度高 、 水稳定性好 、 造价 较低 、 取材 方便 以及技术较为成 熟 的优势 ， 目前 中国公 路 ， 在 特别 是西部 地
１２ 适 用 范 围 ．
责设计并监督施工的钱塘江大桥 ， 拉开 了我 国建 大跨 度钢桥 的序
我国钢桥建设 取得 了较大 的发展 ， １９ 在 ９０年 目前桥梁市场主要是钢桥 、Ｃ桥和 Ｒ Ｐ Ｃ桥。在跨长大于 １０ｍ 幕 。新中国成立后 ， ２ 以前 主跨大于 １０ｍ的铁路钢桥就有十余座。如 １５ 年建成 的武 ０ ９７ 的大跨度桥梁领 域 ， 桥 自重约 为 Ｐ 钢 Ｃ桥 的 １５ ／ ． ， 占绝 ／ ～１ ６ ５ 故 为公铁两用桥 ， 正桥为三联 ， 每联 为 ３ ２ ×１８ｍ连续铆 对 优势 。在 中小跨度桥梁 中， 由于材料 、 制造 和安装技术 、 地理条 汉长江大桥 ， 接钢桁梁 ；９ ８ １６ 年建成的南京 长江大桥 ， 为公铁两用 桥， 也 上部结 件、 维修与造价等一 系列 因素 的不同 ， 在桥 型选择 时应综 合考虑
我国桥梁钢的发展历程及展望
14mnnbq是在16mnq的基础上铁路钢桥武汉长江大桥南京长江大桥九江长江大桥芜湖长江大桥钢号屈服强度mpact323516mnq15mnvnq34542014mnnbq370目前我国桥梁结构广泛采用q345q和q370q结构钢相应于16mnq与14mnnbq而对于大跨度重载钢桥的关键受力部位构件如钢桁拱桥拱肋需要采用q420q或更高级别的高性能结构钢才能满足结构受力需要
Develop men t of Br idge St eel s in Ch ina
WANG Le i1 , GAO Ca i2r u1 , WANG Yan2feng2 , D U L in2xiu1 , Z HAO De2 w en 1 , L IU Xiang2hua 1
( 1. Nort hea stern Univer si ty , Shenya ng 110004 , Chi na ;
表3 高性 能钢的化学成分( 质量分数/ %)
Ta b. 3 Chemical compositions of high per for ma nce steels ( ma ss/ %) 钢号
HPS250 W ( HPS270 W) HPS2100W C Si 0. 30～ 0. 50 0. 15～ 0. 35 Mn 1. 10～ 1. 35 0. 95～ 1. 50 P S Cu 0 . 25～ 0 . 40 0 . 90～ 1 . 20 Cr 0 . 45～ 0. 70 0 . 40～ 0. 65 Ni 0. 25～ 0. 40 0. 65～ 1. 00 Mo 0. 02～ 0. 08 0. 40～ 0. 65 Nb 0. 01～ 0 . 03 V 0 . 04～ 0 . 08 0 . 04～ 0 . 08 Al 0. 01～ 0. 04 0. 02～ 0. 05
Develop men t of Br idge St eel s in Ch ina
WANG Le i1 , GAO Ca i2r u1 , WANG Yan2feng2 , D U L in2xiu1 , Z HAO De2 w en 1 , L IU Xiang2hua 1
( 1. Nort hea stern Univer si ty , Shenya ng 110004 , Chi na ;
表3 高性 能钢的化学成分( 质量分数/ %)
Ta b. 3 Chemical compositions of high per for ma nce steels ( ma ss/ %) 钢号
HPS250 W ( HPS270 W) HPS2100W C Si 0. 30～ 0. 50 0. 15～ 0. 35 Mn 1. 10～ 1. 35 0. 95～ 1. 50 P S Cu 0 . 25～ 0 . 40 0 . 90～ 1 . 20 Cr 0 . 45～ 0. 70 0 . 40～ 0. 65 Ni 0. 25～ 0. 40 0. 65～ 1. 00 Mo 0. 02～ 0. 08 0. 40～ 0. 65 Nb 0. 01～ 0 . 03 V 0 . 04～ 0 . 08 0 . 04～ 0 . 08 Al 0. 01～ 0. 04 0. 02～ 0. 05
我国桥梁钢的发展与展望课件
20
Q420q典型工程 重庆朝天门大桥（2009年）
朝天门大桥为三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，主跨552m。 通行双线轻轨，8车道公路。主桁采用Q370q和Q420q，屈服 强 度 不 小 于 370MPa 和 420MPa ， 全 桥 用 钢 4.73 万 吨 ， 其 中 Q420q 钢9150吨。
14MnNbq钢碳含量一般在0.14%~0.16%，而大胜关桥的
我 国 桥 梁
成 Q420qE(WNQ570)钢的碳含量最低可达0.02％。碳含量 分 设 降低，明显提高了焊接性。
计
钢的微合金化由最初的V微合金化转变为Nb微合金化，
用
并且Nb的含量逐步提高，Nb所发挥的作用也多样化。
钢
发
展 特 点
九江桥的15MnVNq钢和芜湖桥的14MnNbq钢采用
西陵长江大桥是长江上的第一座悬索桥，主跨900m，通行 4车道公路。主梁为全焊接钢箱梁，材质为16Mnq，屈服强度 不小于320MPa，全桥用钢7300吨。
14
15MnVNq典型工程 九江长江大桥（1996年）
九江长江大桥主桥主跨为1联（180+216+180）m连续 钢桁梁拱桥，通行双线铁路，4车道公路。主桁材质为我国自主 研发的15MnVNq，屈服强度约为420MPa，采用栓焊连接， 全桥用钢5.68万吨。它的建成标志着铆接钢桥退出我国新建桥 梁工程的历史舞台。
“一带一路”的实施将会进一步加快我国桥梁“走出去”的步伐。
27
发展趋势 高强钢——沪通长江大桥
沪通铁路长江大桥主桥采用双塔三索面斜拉桥， 主跨1092m。 通行四线铁路，六车道公路。钢桁梁主体结构首次采用了新研制的 Q500qE控温控轧高强度桥梁钢，主航道桥用钢13.95万吨，其中 Q500qE钢3.16万吨。采用Q500qE后，全桥用钢量减少1.32万吨， 节约费用1.5亿元。建成后将成为世界上跨度最大的公铁两用斜拉桥。
Q420q典型工程 重庆朝天门大桥（2009年）
朝天门大桥为三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，主跨552m。 通行双线轻轨，8车道公路。主桁采用Q370q和Q420q，屈服 强 度 不 小 于 370MPa 和 420MPa ， 全 桥 用 钢 4.73 万 吨 ， 其 中 Q420q 钢9150吨。
14MnNbq钢碳含量一般在0.14%~0.16%，而大胜关桥的
我 国 桥 梁
成 Q420qE(WNQ570)钢的碳含量最低可达0.02％。碳含量 分 设 降低，明显提高了焊接性。
计
钢的微合金化由最初的V微合金化转变为Nb微合金化，
用
并且Nb的含量逐步提高，Nb所发挥的作用也多样化。
钢
发
展 特 点
九江桥的15MnVNq钢和芜湖桥的14MnNbq钢采用
西陵长江大桥是长江上的第一座悬索桥，主跨900m，通行 4车道公路。主梁为全焊接钢箱梁，材质为16Mnq，屈服强度 不小于320MPa，全桥用钢7300吨。
14
15MnVNq典型工程 九江长江大桥（1996年）
九江长江大桥主桥主跨为1联（180+216+180）m连续 钢桁梁拱桥，通行双线铁路，4车道公路。主桁材质为我国自主 研发的15MnVNq，屈服强度约为420MPa，采用栓焊连接， 全桥用钢5.68万吨。它的建成标志着铆接钢桥退出我国新建桥 梁工程的历史舞台。
“一带一路”的实施将会进一步加快我国桥梁“走出去”的步伐。
27
发展趋势 高强钢——沪通长江大桥
沪通铁路长江大桥主桥采用双塔三索面斜拉桥， 主跨1092m。 通行四线铁路，六车道公路。钢桁梁主体结构首次采用了新研制的 Q500qE控温控轧高强度桥梁钢，主航道桥用钢13.95万吨，其中 Q500qE钢3.16万吨。采用Q500qE后，全桥用钢量减少1.32万吨， 节约费用1.5亿元。建成后将成为世界上跨度最大的公铁两用斜拉桥。
我国钢桥高强度螺栓连接的发展历程及展望
第 57 卷第 9 期 2017 年 9 月
铁道建筑 Railway Engineering
Vol． 57 No． 9 September 2017
文章编号: 1003-1995( 2017) 09-0001-04
我国钢桥高强度螺栓连接的发展历程及展望
陶晓燕1，2 ，沈家华1，2 ，史志强1，2
( 1． 中国铁道科学研究院 铁道建筑研究所，北京 100081; 2． 高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京 100081)
高强度螺栓连接 作 为 钢 桥 连 接 的 重 要 方 式，因 其 效率高、性能好、安全 可 靠 的 优 点，在 工 程 领 域 得 到 了 广泛的应用。我国从 1957 年开始研究高强度螺栓连 接技术，与工业发达 国 家 相 比，起 步 稍 晚，但 是 在 几 代 科技工作者的不断努力探索下走出了一条自主创新的 研究道路。目前，钢 结 构 大 六 角 高 强 度 螺 栓 已 经 形 成 了从 M12 ～ M30 的完整体系。施工方法也早已完成了 从扭角法到扭矩法 的 飞 跃，与 日 本、美 国、英 国 等 发 达 国 家 实 力 相 当 ，达 到 了 世 界 先 进 水 平 。
该方法操作繁琐复杂受当时科研技术水平和施工工具的限制各个步骤都存在不可避免的误差如输出扭矩标定中存在轴力计与实际连接钢板的刚度误差施拧过程电压的波动误差齿轮润滑状态的误差等并且施工质量很大程度上受人为因素和现场施工条件因素的制约高强度螺栓的施工精度较差可靠性不高施工效率较低施工工期较大且施工质量难以确保
摘 要 高强度螺栓连接作为钢桥连接的重要方式，在工程领域得到了广泛的应用。我国从 1957 年开 始研究高强度螺栓连接技术，在几代科技工作者的不断努力探索下，走 出 了 一 条 自 主 创 新 研 究 的 道 路。 本 文 介 绍 了 我 国 钢 桥 高 强 度 螺 栓 用 钢 、摩 擦 面 处 理 技 术 、安 装 施 工 技 术 、相 关 技 术 标 准 的 发 展 历 程 ，分 析 了 目 前 在 高 强 度 螺 栓 连 接 中 存 在 的 一 些 问 题 ，并 指 出 准 确 控 制 轴 力 的 施 工 方 法 、不 受 环 境 影 响 的 表 面 处 理 工 艺 、具 备 防 锈 功 能 的 高 强 螺 栓 材 质 、改 善 栓 群 受 力 的 大 直 径 规 格 将 是 我 国 高 强 度 螺 栓 连 接 未 来 的 发 展方向。 关键词 钢桥; 高强度螺栓连接; 延迟断裂; 扭矩法施工; 摩擦面处理技术 中图分类号 TU391 文献标识码 A DOI: 10． 3969 / j． issn． 1003-1995． 2017． 09． 01
铁道建筑 Railway Engineering
Vol． 57 No． 9 September 2017
文章编号: 1003-1995( 2017) 09-0001-04
我国钢桥高强度螺栓连接的发展历程及展望
陶晓燕1，2 ，沈家华1，2 ，史志强1，2
( 1． 中国铁道科学研究院 铁道建筑研究所，北京 100081; 2． 高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京 100081)
高强度螺栓连接 作 为 钢 桥 连 接 的 重 要 方 式，因 其 效率高、性能好、安全 可 靠 的 优 点，在 工 程 领 域 得 到 了 广泛的应用。我国从 1957 年开始研究高强度螺栓连 接技术，与工业发达 国 家 相 比，起 步 稍 晚，但 是 在 几 代 科技工作者的不断努力探索下走出了一条自主创新的 研究道路。目前，钢 结 构 大 六 角 高 强 度 螺 栓 已 经 形 成 了从 M12 ～ M30 的完整体系。施工方法也早已完成了 从扭角法到扭矩法 的 飞 跃，与 日 本、美 国、英 国 等 发 达 国 家 实 力 相 当 ，达 到 了 世 界 先 进 水 平 。
该方法操作繁琐复杂受当时科研技术水平和施工工具的限制各个步骤都存在不可避免的误差如输出扭矩标定中存在轴力计与实际连接钢板的刚度误差施拧过程电压的波动误差齿轮润滑状态的误差等并且施工质量很大程度上受人为因素和现场施工条件因素的制约高强度螺栓的施工精度较差可靠性不高施工效率较低施工工期较大且施工质量难以确保
摘 要 高强度螺栓连接作为钢桥连接的重要方式，在工程领域得到了广泛的应用。我国从 1957 年开 始研究高强度螺栓连接技术，在几代科技工作者的不断努力探索下，走 出 了 一 条 自 主 创 新 研 究 的 道 路。 本 文 介 绍 了 我 国 钢 桥 高 强 度 螺 栓 用 钢 、摩 擦 面 处 理 技 术 、安 装 施 工 技 术 、相 关 技 术 标 准 的 发 展 历 程 ，分 析 了 目 前 在 高 强 度 螺 栓 连 接 中 存 在 的 一 些 问 题 ，并 指 出 准 确 控 制 轴 力 的 施 工 方 法 、不 受 环 境 影 响 的 表 面 处 理 工 艺 、具 备 防 锈 功 能 的 高 强 螺 栓 材 质 、改 善 栓 群 受 力 的 大 直 径 规 格 将 是 我 国 高 强 度 螺 栓 连 接 未 来 的 发 展方向。 关键词 钢桥; 高强度螺栓连接; 延迟断裂; 扭矩法施工; 摩擦面处理技术 中图分类号 TU391 文献标识码 A DOI: 10． 3969 / j． issn． 1003-1995． 2017． 09． 01
试论中国铁路桥梁技术发展与展望
试论中国铁路桥梁技术发展与展望摘要：本文以时间为线索，论述了新中国成立以来具有典型特征的铁路桥梁在跨径、结构形式、工程材料、施工工艺、技术装备等各个方面所取得的技术进步。
简要地介绍了我国铁路桥梁的现状和解放以来的发展历程,论述了既有桥梁提速后出现的问题以及解决问题的对策、高速铁路桥梁的特点和设计要求,最后对新世纪铁路桥梁的几个主要发展方向的前景做了评述。
关键词：铁路桥梁; 技术成就; 桥梁科技；展望1我国铁路桥梁的现状铁路桥梁由于荷载大、动力响应剧烈,与公路桥梁相比,其结构形式创新和跨度发展的速度受到了制约。
在众多的铁路桥梁当中,简支的中小跨度桥梁占有很高的比例,主要型式有:1) 钢筋混凝土简支梁跨度一般小于20 m ,1975 年铁道部对小跨度的钢筋混凝土桥编制了标准设计,在4～20 m 跨度范围内编制了8 种不同跨度的定型设计。
2) 预应力混凝土简支梁20 世纪50 年代初试制的是跨度23.8 m T 型截面的PC 梁,1957 年编制了跨度19.8～27.7 m 的标准设计,以后又生产了31.7 m 的T 形截面的PC 梁,这种跨度梁在目前铁路建设中被广泛的采用。
80 年代后,又设计了24m、40 m 跨度的箱型截面梁。
目前,铁路预应力混凝土简支梁最大跨度为64 m。
3) 钢板梁有上承与下承式2 种类型,解放前遗留下来的钢板梁跨度不一,解放后进行定型设计, 目前常见的有32 m 和40 m 两种跨度。
下承式板梁主梁间距大于上承钢板梁,又带有纵横梁结构的桥面系,因此,下承式板梁横向刚度较大,稳定性好。
由于预应力混凝土梁的普遍采用,目前铁路建设中这种型式桥梁很少采用。
20 世纪50 年代至60 年代末,大跨度钢桁梁基本上以连续钢桁梁为主要结构形式,如武汉长江大桥、南京长江大桥。
70 年代起,出现了简支的刚性桁梁和柔性拱的组合结构,跨度达112 m (成昆线的迎水村桥) 。
80 年代初建成的汉江钢箱斜腿刚构桥,斜腿底铰中心距176 m ,居世界同类型桥梁跨度第一位。
我国钢桥的发展
为 公 铁 两 用 桥 ． 桥 为 三 联 ． 联 为 ３ １ ８米 连 续 铆 接 钢 桁 正 每 ｘ２
梁 ：９ ８年 建 成 的 南 京 长 江 大 桥 ， 为 公 铁 两 用 桥 ， 部 结 １６ 也 上
构 的 主 要 部 分 由 一 孔 １ ８米 的 剪 支 钢 桁 梁 和 三联 ３ ｌ ０米 ２ ｘ６
南 京长 江二 桥
西 陵长 江大 桥
６８ １
３５６８３５ ０ ＋ ２ ＋ ０
９０ ０
栓 焊连 接 混 合 箱 梁
三 跨 连 续 全 焊 钢箱 梁
单 跨 全焊 钢箱 梁
１９ ９７
１９ ９９ 公 路 悬 索 桥 １９ ９９
虎 门珠 江 大 桥
厦 门海 沧 大 桥 江 阴长 江 大 桥
制 造 ， 于运 输 ， 地 安 装 速 度 快 ， 便 工 因此 ， 短 了施 工 期 限 。 缩 而
且 。 桥 在 受 到 破 坏 后 。 于修 复 和 更 换 ， 以 ， 抢 修 方 面 钢 易 所 从
装 的 ． 而 开创 了我 国铁 路 钢 桥 的 新 篇 章 。 之 后 ， １３ 从 于 ９ ７年 由我 国 著 名 桥 梁 专 家 茅 以 升 负 责设 计 并 监 督 施 工 的 钱 塘 江
维普资讯
经 济 似 横
詈
我 国 飙
李永兴
、
发 展
陈 明 长
强 相 继 入 侵 ， 时 修 建 的钢 桥 大部 分 是 由外 国 人设 计 和监 造 那
邱安伟
钢桥的基本特点
．— ——Ｉ 钢 桥 是 由 钢 材 通 过 铆 接 、 接 、 接 等 手 焊 栓
单跨 全焊 钢箱 梁
１９ ９２ １９ ９６ 公 路 钢 管 混凝 土 拱 桥
梁 ：９ ８年 建 成 的 南 京 长 江 大 桥 ， 为 公 铁 两 用 桥 ， 部 结 １６ 也 上
构 的 主 要 部 分 由 一 孔 １ ８米 的 剪 支 钢 桁 梁 和 三联 ３ ｌ ０米 ２ ｘ６
南 京长 江二 桥
西 陵长 江大 桥
６８ １
３５６８３５ ０ ＋ ２ ＋ ０
９０ ０
栓 焊连 接 混 合 箱 梁
三 跨 连 续 全 焊 钢箱 梁
单 跨 全焊 钢箱 梁
１９ ９７
１９ ９９ 公 路 悬 索 桥 １９ ９９
虎 门珠 江 大 桥
厦 门海 沧 大 桥 江 阴长 江 大 桥
制 造 ， 于运 输 ， 地 安 装 速 度 快 ， 便 工 因此 ， 短 了施 工 期 限 。 缩 而
且 。 桥 在 受 到 破 坏 后 。 于修 复 和 更 换 ， 以 ， 抢 修 方 面 钢 易 所 从
装 的 ． 而 开创 了我 国铁 路 钢 桥 的 新 篇 章 。 之 后 ， １３ 从 于 ９ ７年 由我 国 著 名 桥 梁 专 家 茅 以 升 负 责设 计 并 监 督 施 工 的 钱 塘 江
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经 济 似 横
詈
我 国 飙
李永兴
、
发 展
陈 明 长
强 相 继 入 侵 ， 时 修 建 的钢 桥 大部 分 是 由外 国 人设 计 和监 造 那
邱安伟
钢桥的基本特点
．— ——Ｉ 钢 桥 是 由 钢 材 通 过 铆 接 、 接 、 接 等 手 焊 栓
单跨 全焊 钢箱 梁
１９ ９２ １９ ９６ 公 路 钢 管 混凝 土 拱 桥
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厝，经过中豳无数工程技术人员的努力，中国铁路桥 梁逐渐摆麟了匿方入豹携搜，并始葳桥梁镳材、设诗 技术、施工技术、施工机械等方面加以革新．并取得 了§大残就。本文巾羧通过对不霹聪甥典型铁路螃 梁的介绍，揭示中国铁路桥梁发展的辛酸历程。
ｌ建国前的典型铁路钢桥
在旧巾国，跨越黄河的铁路仅有２条。长江上无 蟒，靠轮渡遨江，那时有一定筑模的掺粱寥寥戈强。 圈１为郑州黄河铁路桥。郑州黄河铁路桥是当时中
本工程师主持修建。
２建国后的典型铁路钢桥
新中国成立后。中国被封锁禁运，中国铁路桥梁 建设的成就均是在独立自主、自力更生的方针指引 下取得的，用现代语言来表达，这些成就均属于自主 创新。 ２．１ 已建成的大跨度公路铁路两用桥
新中国成立后，建设面貌为之一新。各项建设蓬 勃发展，桥梁事业亦不例外，对推动中国铁路钢桥发 展起决定性作用的有武汉、南京、九江、芜湖４座长 江上的桥梁［３］。这４座大桥都是公路铁路两用桥， 铁路为双线，公路为４车道。
武汉、南京两桥钢梁均是铆接的。中国梭焊钢 粱在２０馓纪５０年代汗始研制。１９６ｔ年湘接线罐 容江桥换浆时，拜ｌ了ｌ孑Ｌ ４ｌ。６Ｚ ｍ酶栓霹粱。在２０ 世纪６０～７０年代三线建设时大蹩推广应用，跨度大 多在４０ ｍ以下，最大跨度１１２ ｍ。当时的１６锰桥 梁舔矮在铆接粱是霹叛觞，毽臻燕辁溽粱翻誊砉囊是 欠缺的。中国栓焊粱的跨度长期停留在双线铁路桥 ８０ ｍ，单线铁路桥１１２ ｍ，是少焊多栓的栓焊粱。九 ｛王大掭您双线铁路，４车遂公路。婺求跨度太子２００ ｍ的栓群粱。钢秘成了最大的问题。’
被藕舞期：２００８－ｉ０－２９ 作者简介：方糍汉（１９２５一），男，浙扭黄岩人，教授，博士研究生导师．中国王程院院士·Ｅ“ｍａｉｌ：ｔｉｗ＠９１．ｅｈｄ．ｅｄｕ．ｃａ。
万方数据
２
建筑科学与工程学报
２００８年
圉１ 郑州黄河铁路桥（单位：ｍ） Ｆｉｇ．１ Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｙｅｌｌｏｗ Ｒｉｖｅｒ Ｒａｉｌｗａｙ Ｂｒｉｄｇｅ（Ｕｎｉｔ：ｍ）
第２５卷 第４期 ２００８年１２月
建筑科学与工程学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖ０１．２５ ＮＯ．４ Ｄｅｃ．２００８
文章编号：１６７３—２０ｄ９（２００８）０４一Ｏ００１．０５
中国铁路钢桥的发历程及展望
方秦汉１，篙宗余１，李加武２
（１．中铁大桥勘测设计院有限公司，湖北武汉４３００５０；２．长安犬学公路学院，陕西西安 ７１００６４）
图７为九江大桥。该桥正桥仝长１ ８０６．７ ｍ。主 跨为１８０ ｍ＋２１６ ｍ◆１８０ ｍ的剐性粱柔性拱＋专门 开发了１５锰钒氮桥梁锈（１５ＭｎＶＮｑ），焊谈稳箨最 大板厚度达５６ ｍｍ及材质３５ ＶＢ的大直径商强度 螺栓，建成了双线铁路、４车道公路的最大跨度达 ２１６ ｍ瓣捡浮梁。氇麓少簿多拴，获魏臻接镄辑逡塞 了新建铁路钢桥的历史舞台。
万方数据
豢４期
方秦汉，等：中国铁路钢棒的发展历程及展望
３
Ｆ弛Ｓ
图５武汉长江大桥 Ｗｕｈａｎ Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｂｒｉｄｇｅ
图６南京长江太桥 Ｆｉｇ．６ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｂｒｉｄｇｅ
秀３５０ ＭＰａ豹１６镊耢梁锈（１６Ｍｎｑ），的确楚个耋 大的成就。推动中国钢桥可持续发展，有影响的、可 谓锦上添花的几项成就包括：轻质钢筋混凝土公路 鹰车遘板；谈疆焊接公鼹板粱；铁鼹缴横粱斌耀离栓 联结；长效钢梁防腐涂装。
材料、设计、制造、架设是相互因果．相互制约， 其中材料是越础，设计魁龙头，制造、架设是保诋。 ２。２。ｌ武汉天关潮天镑
图８为武汉天兴ｉ！Ｉｆ｜必桥。该桥跨度为９８ ｍ＋ １０８ ｍ＋５０４ ｒ１０．＋１０８ ｍ＋９８ ｍ，桁宽３０ ｎｌ，桁高 １５。２ ｒｎ，３砖‘主掇，塔离终１４０强（上弦中心黛塔 预），车道为铁路４线（２线客运，２线货运），公路６
２。Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ，Ｃｈａｎｇ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００６４，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔＯ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｄｅｓｉｇｎ ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｔｅｅｌ ｒａｉｌｗａｙ ｂｒｉｄｇｅｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｇｅｓ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｂｉｔｔｅｒ ｃｏｕｒｓｅ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｒａｉｌｗａｙ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ ｓｏｍｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｃｏｕｐｌｅｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｍｏｎｇ ｂｒｉｄｇｅｓ ａｎｄ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｏｔｈｅｒ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｌｏｎｇ－ｓｐａｎ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ。Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔ ｗａｓ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｔｉｌｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｔｅｅｌ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｒａｉｌｗａｙ ｂｒｉｄｇｅｓ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈａｔ ｓｔｅｅｌ ｒａｉｌｗａｙ ｂｒｉｄｇｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｈａｓ ｍａｄｅ ｇｒｅａｔ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ。Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｔ ｎｅｅｄｓ ｍｏｒｅ ｅｆｆｏｒｔｓ ｔＯ ｂｅ ａ ｐｏｉｎｅｅｒ ｉｎ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ＋ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌ ｒａｉｌｗａｙ ｂｒｉｄｇｅ；ｄｅｓｉｇｎ；ｓｔｅｅｌ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
撼妻：赞对中蓬蚕璃螃期建造鼹铁珞镧捺及翱虚弱设谤、建造背景，鬻逡了中国铁路餮装发展翡亭
酸历程，提出了铁路钢桥仍需解决钢材高强、牵桥耦合共振、太跨度带来的一系列振动等荧键技术
问题。最后，指出建造铁路钢桥的核心问题是钢材糟品质、建造技术殿相应的机械设备。实践证
明，中国铁路旃粱建设已经取得了虽太的成就，但要成为世器旃浆谩赞、建设的簇决羊仍需旁＃倍努力。
了多焊少桧的焊接桥梁，为全焊无梭的铁路桥梁打
下了基碴秘ｌ。缮疆、鞔纛、粱褒标蹇受麓予飞愆净
窝，编组站高程、通航净空、孔跨布鼹要顾及水文地
臌等因素。几座大跨铁路钢桥的具体参数见表ｌ。
Ｔａｂ，１
衰１ 凡座大跨缓癌钢蘑豹翼嚣参数 Ｐａｆａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ Ｓｏｍｅ Ｌｏｎｇ－ｓｐａｎ Ｓｔｅｅｌ Ｒａｉｌｗａｙ Ｂｒｉｄｇｅｓ
黼１０南京大胜美长瀛大桥 Ｆｉｇ．１０ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｄａｓｈｅｎｇｇｕａｎ Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｂｒｉｄｇｅ
万方数据
４
建筑科学岛工程学报
２００８氟
隔８武汉天兴测大桥 Ｆｉｇ．Ｓ Ｗｕｈａｎ Ｔｉａｎｘｉｎｇｚｈｏａ Ｂｒｉｄｇｅ
率道。在铰路桥或公路铁路两簿桥中，该桥的动褥 载及跨度均属世界首位。 ２．２．２郑州黄河太桥
匮９为郑州黄河大桥。该桥为再郑铁路客运专 线及涎毒害孛藏麓露公籍太羲跨越焚海豹共零携 粱。主跨秀１２１。０５ ｍ＋５Ｘ１６８ ｍ＋１２１．０５ ｒｆｔ的斜 拉桥，３片主桁，荤索面。荷载标准：客运专线，２线 ＺＫ活载；公路为一级６车道。
图３为钱塘江大桥。钱塘江大桥是中国自行设 计建成的一座现代化桥梁，正桥全长１ ０７２ ＩＴ［，由１６ 孔跨度为６５．８４ １２１及２孔跨度为１４．６３ ｍ的上承钢 板梁组成。茅以升先生任钱塘江大桥桥工处处长， 罗英先生任总工程师，但各主要工程还是由各洋行 承包。在半封建、半殖民地条件下，茅以升先生主持 了钱塘江大桥的修建，是中国人民的骄傲。１９３７年 ７月，抗日战争爆发，该桥加速施工，１９３７年９月及 １０月。铁路、公路相继通车，同年底战局恶化，于１２ 月２３日该桥被炸毁。
Ｏ萼ｌ 言
牲中国的铁路发展史中，钢拼是铁路桥梁的主 要形式ｎ｛］。ｌ嚣孛国戆铁路锶携受裁予人，铁路揆粱 的用材靠进隐，设计靠谱方，铁路桥梁的施工技术及 施工机械还悬靠洋人。铁路桥梁的发展淡不上自 主，何谈翅薪。薪中嚣成立磊，中国铁路桥梁取褥快 速发展，但是建国初期的２座大型跨长巍的铁路桥 粱—～武汉长江大挢秘螽豪长凝太辑仍然有国努援 助的成分。随着中国经济的发展，尤其怒改革开放
关键词：铁路钢桥；设计；钢材；施工
枣鎏分类每：Ｕ４４８。撞
文藏瑟悫码：Ａ
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｕｒｓｅ ａｎｄ Ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ Ｓｔｅｅｌ Ｒａｉｌｗａｙ Ｂｒｉｄｇｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ
ＦＡＮＧ Ｑｉｎ－ｈａｎｌ，ＧＡＯ Ｚｏｎｇ—ｙｕｌ，Ｌｌ Ｊｉａ—ＷＵ２ 《１。Ｃｈｉｎａ Ｚｈｏａｇｔｉｅ Ｍａｊｏｒ Ｂｒｉｄｇｅ Ｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｌｔｄ，Ｗｕｈａｎ ４３００５０，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ；
图４为丹东鸭绿江桥。丹东鸭绿江桥全长 ９４４．２ ＩＴＩ。共１２孔，９４．２ ｒｌｌ及６２。５ ｍ三等跨连续梁 各二联，设计载重Ｌ一２７级，１９４３年建成通车，由日
围３钱塘江大桥 Ｆｉｇ．３ Ｑｉａｎｔａｎｇｊｉａｎｇ Ｂｒｉｄｇｅ
图４丹东鸭绿江桥 Ｆｉｇ．４ Ｄａｎｄｏｎｇ Ｙａｌｕｊｉａｎｇ Ｂｒｉｄｇｅ
图５为武汉长江大桥，１９５０年即着手兴建，正 桥长ｌ １５６ ｍ，三联三等跨１２８ ｍ的连续钢桁梁，公 路铁路两用桥。钢梁的钢材是进口前苏联的ＣＴ３Ｍ （三号桥梁钢，屈服强度２４０ ＭＰａ）。虽有前苏联专 家的帮助，但主要还是中国自己设计和建造，是自 力更生建设现代化桥梁的开端。
图６为南京长江大桥。该桥１９５８年规划兴建， １９６８年建成通车。正桥全长１ ５７６ １２１，共１０孔，三 联３×１６０ ｍ连续钢桁梁加１孔１２８ ｍ简支梁，钢材 为中国产的屈服强度为３５０ ＭＰａ低合金钢。当时 中国钢铁企业的底子薄弱，为该桥开发了屈服强度