近代鋼橋發(fā)展史及制造技術(shù)94

生產(chǎn)與安全質(zhì)量部近代鋼橋發(fā)展史及制造技術(shù)第一節(jié)鋼橋的發(fā)展概況一、國外鋼橋的發(fā)展情況19世紀20年代，隨著鐵路蒸汽機車出現(xiàn)，人們開始修建鐵路，鐵路橋梁也隨著發(fā)展起來。早起的鋼橋?qū)嵸|(zhì)上是用鑄鐵和鍛鐵修建的鐵橋。19世紀70年代出現(xiàn)鋼材，而鋼材在橋梁上的廣泛應(yīng)用是在19世紀90年代以后。由于汽車是在19世紀后葉（1875年）方才出現(xiàn)，公路鋼橋出現(xiàn)在鐵路鋼橋之后，但是，隨著公路的蓬勃發(fā)展和多樣化需要，20世紀30年代，鐵路鋼橋原先占有的各種大跨度鋼橋記錄逐步被公路鋼橋取代。特別是第二次世紀大戰(zhàn)以后，德國、日本等國家由于戰(zhàn)后重建的需要，修建了大量的公路鋼橋。鋼橋設(shè)計理論與制造技術(shù)得到不斷完善，已建立起了較為系統(tǒng)和完善的設(shè)計規(guī)范與制造施工工藝。中鐵科工集團從鋼橋的建設(shè)，材料的應(yīng)用和設(shè)計理論的發(fā)展來看，鋼橋的發(fā)展大致可以分為以下四個階段（一）鐵橋和鋼橋在1890年之前的發(fā)展1890年以前，鑄鐵、鍛鐵經(jīng)驗，力學(xué)知識缺乏每年發(fā)生事故近4件。（1）1850年，英國BRITAINIA鍛鐵橋，70+140+140+70。（2）1856年，美國尼亞格拉河懸索橋，四條大攬是用平行鍛鐵在空中編的。中鐵科工集團（二）鋼橋在1890-1920年間的發(fā)展鋼橋在北美取得巨大成就（1）1916年，美國伊利諾伊州MERTROPOLIS簡支桁梁，跨度220M，硅鋼，鎳鋼（2）1917年，美國俄亥俄州sciotoville連續(xù)桁梁橋，跨度2×236.2m（3）1917年，美國紐約市HellGate四線鐵路桁梁剛拱橋跨度298m，中碳鋼，最重桿件180t（4）1918年，加拿大魁北克鐵路桁梁橋，跨度548.6m，兩次事故：1907.8.29，鋼梁塌落，11人/861916.9.11，,1人死亡中鐵科工集團（三）鋼橋在1920-1945年間的發(fā)展（1）1936年，美國舊金山海灣橋，一座跨度426.7m，一座跨度704.1m，鋼橋（2）1932年，澳大利亞悉尼，跨度503m的鋼桁拱橋（四）鋼橋自20世紀50年代以來的發(fā)展隨著公路橋的發(fā)展，出現(xiàn)了現(xiàn)代鋼橋（1）1962年，德國科倫布茨萊茵河雙線鐵路橋，跨度2×113.1m，無砟無枕鋼橋面板（2）1998年，日本明石海峽大橋，單跨1991m（3）1999年，日本多多羅橋，主跨890m（五）世界大跨度鋼橋中鐵科工集團1、鋼懸索橋

序號橋名國家建成年代主跨加勁梁型式1明石海峽大橋日本19981991桁2舟山西堠門大橋中國20091650箱3大海帶橋丹麥19981624箱4潤揚長江公路大橋中國20051490箱5亨伯爾橋英國19811410箱6江陰長江公路大橋中國19991385箱7香港青馬大橋中國19971377桁8韋拉扎諾橋美國19641298桁9金門大橋美國19371280桁10武漢陽邏長江大橋中國20071280箱11貴州壩陵河大橋中國20091088桁12滬蓉西高速四渡河大橋中國2009900桁13廣西南寧英華大橋中國2014410箱中鐵科工集團以下為相關(guān)橋梁圖片明石海峽大橋中鐵科工集團舟山西堠門大橋峽中鐵科工集團

大海帶橋中鐵科工集團潤揚長江公路大橋中鐵科工集集團亨伯爾橋中鐵科工集集團江陰長江公公路大橋中鐵科工集集團香港青馬大大橋中鐵科工集集團韋拉扎諾橋橋中鐵科工集集團金門大橋中鐵科工集集團武漢陽邏長長江大橋中鐵科工集集團貴州壩陵河河大橋中鐵科工集集團滬蓉西高速速四渡河大大橋中鐵科工集集團廣西南寧英英華大橋中鐵科工集集團2、鋼斜拉拉橋序號橋名國家建成年代主跨加勁梁型式1俄羅斯島大橋俄羅斯20121104箱2蘇通長江大橋中國20081088箱3昂船洲大橋中國20091018箱4湖北鄂東長江大橋中國2010926箱5多多羅大橋日本1999890箱6諾曼底大橋法國1995856箱7九江長江公路大橋中國2013818箱8荊岳長江大橋中國2010816箱9仁川大橋韓國2009800箱10廈漳大橋北汊橋中國2013780箱11廣東江順大橋中國2014700箱12銅陵長江公鐵大橋中國2015630桁13黃岡長江公鐵大橋中國2014567桁14公安長江公鐵大橋中國2015518桁15武漢天興洲公鐵大橋中國2009504桁中鐵科工集集團以下為相關(guān)關(guān)橋梁圖片片俄羅斯島大大橋中鐵科工集集團蘇通長江大大橋中鐵科工集集團昂船洲大橋橋中鐵科工集集團湖北鄂東長長江大橋多多羅大橋橋中鐵科工集集團諾曼底大橋橋中鐵科工集集團九江長江公公路大橋中鐵科工集集團荊岳長江大大橋中鐵科工集集團仁川大橋中鐵科工集集團廈漳大橋北北汊橋中鐵科工集集團廣東江順大大橋中鐵科工集集團銅陵長江公公鐵大橋中鐵科工集集團黃岡長江公公鐵大橋中鐵科工集集團公安長江公公鐵大橋中鐵科工集集團武漢天興洲洲公鐵大橋橋中鐵科工集集團一、我國鋼鋼橋的發(fā)展展概況（一）鐵路路鋼橋1、新中國國建國前（1）20世紀20年代以前前，哈爾濱濱的松花江江大橋，濟濟南洛口的的黃河老橋橋，鄭州的的黃河老橋橋等均有外外國人設(shè)計計，1894年，詹詹天佑主持持修建灤河河大橋（2）1932年，，茅以升主主持建成杭杭州錢塘江江大橋杭州錢塘江江大橋2、新中國國建國后我國20世世紀50年年代到20世紀末建建設(shè)的代表表性鐵路鋼鋼橋橋名建造時間（年）主跨（m）型式武漢長江大橋1956

3×128公鐵、桁南京長江大橋19683×160公鐵、桁枝城長江大橋19743×160公鐵、桁九江長江大橋1992180+216+180公鐵、桁孫口黃河大橋19954×108鐵、桁蕪湖長江大橋2000180+312+180公鐵、桁中鐵科工集集團以下為相關(guān)關(guān)橋梁圖片片武漢長江大大橋中鐵科工集集團南京長江大大橋中鐵科工集集團枝城長江大大橋中鐵科工集集團九江長江大大橋中鐵科工集集團孫口黃河大大橋中鐵科工集集團蕪湖長江大大橋中鐵科工集集團3、我國21世紀建建設(shè)的代表表性鐵路鋼鋼橋橋名建造時間（年）主跨（m）型式重慶長壽長江大橋2003144+2×192+144鐵、桁武漢天興洲長江大橋2009196+504+196公鐵、桁南京大勝關(guān)長江大橋20112×336鐵、桁拱黃岡長江公鐵大橋2014567公鐵、桁安慶長江鐵路大橋2012580

銅陵長江鐵路大橋2015630公鐵、桁公安長江公鐵大橋2015518公鐵、桁中鐵科工集集團以下為相關(guān)關(guān)橋梁圖片片重慶長壽長長江大橋中鐵科工集集團武漢天興洲洲長江大橋橋中鐵科工集集團南京大勝關(guān)關(guān)長江大橋橋中鐵科工集集團黃岡長江公公鐵大橋中鐵科工集集團安慶長江鐵鐵路大橋中鐵科工集集團銅陵長江鐵鐵路大橋中鐵科工集集團公安長江公公鐵大橋中鐵科工集集團（二）公路路鋼橋1、20世世紀80年年代中期以以前這段時期，，由于剛才才供應(yīng)的缺缺乏和地方方經(jīng)濟的制制約，鋼橋橋在公路橋橋中所占的的比例很小小，橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)形式不不多而且跨跨度也不大大，主要有有板梁橋、、桁梁橋，，懸索橋，，剛拱橋等等橋梁形式式中鐵科工集集團序號橋名主跨（m）型式1浙江省黃巖橋5×32鋼板梁、鋼混結(jié)合2川西2號3號橋-剛拱橋3重慶朝陽大橋186鋼懸索橋4拉薩河達孜橋500鋼懸索橋中鐵科工集集團以下為相關(guān)關(guān)橋梁圖片片川西2號3號橋中鐵科工集集團重慶朝陽大大橋中鐵科工集集團拉薩河達孜孜橋中鐵科工集集團2、20世世紀80年年代中期至至今這段時期，，我國的橋橋梁建設(shè)事事業(yè)經(jīng)歷了了一個輝煌煌的發(fā)展時時期，建成成了一大批批結(jié)構(gòu)新穎穎、技術(shù)復(fù)復(fù)雜、設(shè)計計和施工難難度大、現(xiàn)現(xiàn)代化品位位和科技含含量高的大大跨徑橋梁梁，我國的的橋梁建設(shè)設(shè)水平已經(jīng)經(jīng)躋身國際際先進行列列，主要有有鋼管拱橋橋、斜拉橋橋、懸索橋橋。中鐵科工集集團橋名建造時間（年）主跨（m）型式上海楊浦大橋1992602斜拉橋西陵長江大橋1996900懸索橋江陰長江大橋19991385懸索橋廣州丫髻沙大橋2000360鋼管拱上海盧浦大橋2003550鋼箱拱貴州壩陵河大橋20091088懸索橋廣東江順大橋2014700斜拉橋廣西南寧五象大橋2014460斜拉橋中鐵科工集集團以下為相關(guān)關(guān)橋梁圖片片上海楊浦大大橋中鐵科工集集團西陵長江大大橋中鐵科工集集團江陰長江大大橋中鐵科工集集團廣州丫髻沙沙大橋中鐵科工集集團上海盧浦大大橋中鐵科工集集團貴州壩陵河河大橋中鐵科工集集團廣東江順大大橋中鐵科工集集團廣西南寧五五象大橋中鐵科工集集團第二節(jié)鋼鋼橋的主要要特點一、主要的的優(yōu)缺點（一）優(yōu)點點1、高強勻勻質(zhì)材料：：抗拉、抗抗壓、抗剪剪強度高的的勻質(zhì)材料料2、鋼橋的的構(gòu)建最適適合用工業(yè)業(yè)化方法來來制造3、任性、、延性好，，可提高抗抗震性能4、遭破壞壞后易于修修復(fù)和更換換5、舊橋可可以回收，，資源可以以再利用，，有利于環(huán)環(huán)保（二）缺點點1、易于腐腐蝕，需經(jīng)經(jīng)常檢查油油漆2、行車時時噪聲和震震動比較大大中鐵科工集集團二、結(jié)構(gòu)與與受力1、薄壁結(jié)結(jié)構(gòu)2、穩(wěn)定鋼橋結(jié)構(gòu)剛剛度小，穩(wěn)穩(wěn)定問題突突出3、剛度4、疲勞抗疲勞好，，注意連接接方法與方方式5、連接焊接、高強強度螺栓連連接三、鋼橋加加工制作與與安裝工藝圖、預(yù)預(yù)處理、放放樣、號料料、切割、、矯正、邊邊緣加工、、制孔、組組焊、焊接接、整形、、檢驗、試試裝、除銹銹、涂裝、、包裝、發(fā)發(fā)運等多道道工序中鐵科工集集團第三節(jié)鋼鋼橋的主要要材料一、橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)鋼的強強度和等級級1、橋梁用用結(jié)構(gòu)鋼（（GB/T714-2000）中鐵科工集集團2、碳素結(jié)結(jié)構(gòu)鋼（GB/T700））3、低合金金高強度結(jié)結(jié)構(gòu)鋼（GB/T1591）中鐵科工集集團4、小結(jié)（1）橋梁梁用結(jié)構(gòu)鋼鋼和低合金金鋼不僅強強度高，剛剛才的力學(xué)學(xué)性能，沖沖擊韌性，，可加工性性和可焊性性均較好，，在橋梁中中被廣泛應(yīng)應(yīng)用（2）為保保證橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的承載載力和防止止脆性破壞壞，盡可能能選用橋梁梁用結(jié)構(gòu)鋼鋼（GB/T714-2000）（3）鋼板板過后易造造成焊接困困難，焊接接應(yīng)力與變變形太大導(dǎo)導(dǎo)致質(zhì)量下下降，注意意厚板效應(yīng)應(yīng)。中鐵科工集集團二、鋼材的的規(guī)格與表表示方法1、鋼板鋼板規(guī)格類型厚道寬度長度厚鋼板0.35～4mm500～1800mm0.4～6m中厚板4.5～20mm700～3000mm4～12m厚板20～60mm700～3000mm4～12m特厚板>60mm600～3800mm4～9m扁鋼4～60mm12～200mm3～9m中鐵科工集集團2、型鋼（1）角鋼鋼（2）工字字鋼（3）槽鋼鋼（4）H型型鋼和T型型鋼（5）鋼管管中鐵科工集集團第四節(jié)鋼鋼橋連接一、焊接19世紀下下半葉出現(xiàn)現(xiàn)焊接，焊焊接是現(xiàn)代代鋼橋最主主要的連接接方法（一）焊接接方法1、手工電電弧焊2、埋弧焊焊3、氣體保保護焊4、栓釘焊焊接中鐵科工集集團（二）焊縫縫連接的形形式1、對接焊焊縫中鐵科工集集團2、搭接焊焊縫中鐵科工集集團3、T形焊焊縫4、角接焊焊縫中鐵科工集集團（三）焊接接符號及其其表示方法法中鐵科工集集團（四）焊縫縫連接的缺缺陷，質(zhì)量量檢驗和焊焊縫級別1、焊縫連連接的缺陷陷裂紋、焊瘤瘤、焊穿、、弧坑、氣氣孔、夾渣渣、咬邊、、未熔合、、未焊透（（不包括規(guī)規(guī)定不焊透透者）、焊焊縫外形尺尺寸不符合合要求、焊焊接成型不不良等2、焊接質(zhì)質(zhì)量檢驗（1）外觀觀檢查（2）無損損檢驗磁場、熒光光檢驗X射線、γγ射線檢驗驗拍片3、焊縫級級別（1）一級級（2）二二級（3））三級中鐵科工集集團（五）焊縫縫連接層狀狀撕裂防止止措施（1）采用用較小的焊焊縫坡口角角度及間隙隙，并滿足足焊透深度度要求（2）在角角焊縫中，，采用堆成成坡口或偏偏向于側(cè)板板的坡口（3）采用用對稱坡口口（4）在T形或角接接接頭中，，板厚方向向承受焊接接拉應(yīng)力的的板材伸出出焊縫區(qū)（5）在T形、十字字形及角接接接頭中，，采用過渡渡段，以取取代T形、、十字形接接頭。中鐵科工集集團（六）焊接接殘余應(yīng)力力與殘余變變形1、焊接殘殘余應(yīng)力2、焊接殘殘余應(yīng)力的的影響（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件中通通常是以承承受縱向應(yīng)應(yīng)力為主，，故構(gòu)建的的縱向殘余余應(yīng)力對受受力有較大大的影響（2）橫向向和厚度方方向殘余應(yīng)應(yīng)力引起構(gòu)構(gòu)件的雙軸軸或三軸復(fù)復(fù)雜應(yīng)力狀狀態(tài)，以及及焊接時焊焊縫和鋼材材熱影響區(qū)區(qū)對機械性性能的不利利影響，也也會使鋼材材變脆和對對受力不利利。（3）沒有有嚴重應(yīng)力力集中的焊焊接結(jié)構(gòu)，，只要鋼材材具有一定定的塑性變變形能力，，殘余應(yīng)力力將不影響響結(jié)構(gòu)的靜靜力強度。。中鐵科工集集團3、焊接殘殘余變形尺寸收縮：：縱向收縮縮和橫向收收縮4、減少焊焊接殘余應(yīng)應(yīng)力和殘余余變形的方方法（1）設(shè)計計措施﹛盡盡量減少焊焊縫的數(shù)量量和尺寸；；避免焊縫縫過分集中中或多方向向焊縫交于于一點；搭搭接長度大大于5tmin及25mm；；便于施焊焊}（2）焊接接工藝措施施﹛焊接順順序和方向向；先大后后?。ㄏ群负甘湛s量大大的焊縫））；預(yù)變形形；預(yù)熱，，后熱；回回火，錘擊擊}中鐵科工集集團二、螺栓連連接（一）普通通螺栓連接接18世紀中中葉開始普普通螺栓連連接，一般般采用C級級螺栓（俗俗稱粗制螺螺栓），質(zhì)質(zhì)量要求較較高時采用用A、B級級螺栓（俗俗稱精制螺螺栓）1、C級螺螺栓連接（1）材料料性能屬于于4.6,4.8級級，采用Q235BF（2）優(yōu)點點是便于拆拆裝，缺點點是受剪力力差，受力力均勻2、A.B級螺栓（1）材料料性能屬于于8.8級級，采用35號鋼或或45號鋼鋼（2）優(yōu)點點是受力好好，缺點是是不易拆裝裝中鐵科工集集團（二）高強強度螺栓連連接20世紀中中葉發(fā)展了了使用高強強度螺栓連連接，目前前已經(jīng)被廣廣泛使用1、材料45鋼，40硼鋼，，20錳鈦鈦硼鋼2、形式（1）摩擦擦型高強度度螺栓連接接承壓型高強強度螺栓連連接（2）高強強度大六角角頭螺栓扭剪型高強強度螺栓中鐵科工集集團(三)、鉚鉚釘連接19世紀20年代開開始使用鉚鉚釘連接1、鉚釘連連接在受力力與設(shè)計上上與普通螺螺栓連接相相仿2、材料為為鉚螺鋼ML2或ML33、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)中一般采采用熱鉚中鐵科工集集團第五節(jié)鐵鐵路鋼橋制制造規(guī)范中鐵科工集集團第六節(jié)案案例韓國圣水大大橋的坍塌塌一、事事件過程1994年年10月21日早晨晨7時許,竣工通車車15年、、橫跨漢江江的韓國首首爾圣水大大橋,隨著著一聲巨響響,一塊長長達48米米的橋板坍坍塌墜入江江中,包括括1輛載滿滿學(xué)生和上上班族的巴巴士、1輛輛載滿警員員前往慶祝祝會場地的的客貨車在在內(nèi)的6輛輛汽車墜落落漢江,事事故導(dǎo)致32人死亡亡,17人人受重傷。。這就是著著名的韓國國圣水大橋橋坍塌事故故。中鐵科工集集團中鐵科工集集團二、大橋簡簡介及事故故原因分析析1、大橋簡簡介韓國圣水大大橋位于首首爾東南，，跨越漢江江，是一座座懸臂式鋼鋼桁梁橋，，全場1160m，，6*120m，有有六個主孔孔，該懸臂臂式桁梁的的懸掛跨與與伸臂端是是用鉸作吊吊掛式鏈接接的，這種種鉸接方式式在20世世紀的中葉葉被廣泛使使用，但有有一個缺點點是結(jié)構(gòu)缺缺乏冗余約約束中鐵科工集集團2、事故原原因分析原設(shè)計在計計算方面不不存在嚴重重問題（1）鉸接接板與豎桿桿之間設(shè)計計的是X型型的對接焊焊縫，實際際情況是母母材的槽口口開的不是是很合適，，寒風沒有有完全熔透透母材的全全部截面。。采用超聲聲