近代钢桥发展史及制造技术94

生产与安全质量部近代钢桥发展史及制造技术第一节钢桥的发展概况一、国外钢桥的发展情况19世纪20年代，随着铁路蒸汽机车出现，人们开始修建铁路，铁路桥梁也随着发展起来。早起的钢桥实质上是用铸铁和锻铁修建的铁桥。19世纪70年代出现钢材，而钢材在桥梁上的广泛应用是在19世纪90年代以后。由于汽车是在19世纪后叶（1875年）方才出现，公路钢桥出现在铁路钢桥之后，但是，随着公路的蓬勃发展和多样化需要，20世纪30年代，铁路钢桥原先占有的各种大跨度钢桥记录逐步被公路钢桥取代。特别是第二次世纪大战以后，德国、日本等国家由于战后重建的需要，修建了大量的公路钢桥。钢桥设计理论与制造技术得到不断完善，已建立起了较为系统和完善的设计规范与制造施工工艺。中铁科工集团从钢桥的建设，材料的应用和设计理论的发展来看，钢桥的发展大致可以分为以下四个阶段（一）铁桥和钢桥在1890年之前的发展1890年以前，铸铁、锻铁经验，力学知识缺乏每年发生事故近4件。（1）1850年，英国BRITAINIA锻铁桥，70+140+140+70。（2）1856年，美国尼亚格拉河悬索桥，四条大揽是用平行锻铁在空中编的。中铁科工集团（二）钢桥在1890-1920年间的发展钢桥在北美取得巨大成就（1）1916年，美国伊利诺伊州MERTROPOLIS简支桁梁，跨度220M，硅钢，镍钢（2）1917年，美国俄亥俄州sciotoville连续桁梁桥，跨度2×236.2m（3）1917年，美国纽约市HellGate四线铁路桁梁刚拱桥跨度298m，中碳钢，最重杆件180t（4）1918年，加拿大魁北克铁路桁梁桥，跨度548.6m，两次事故：1907.8.29，钢梁塌落，11人/861916.9.11，,1人死亡中铁科工集团（三）钢桥在1920-1945年间的发展（1）1936年，美国旧金山海湾桥，一座跨度426.7m，一座跨度704.1m，钢桥（2）1932年，澳大利亚悉尼，跨度503m的钢桁拱桥（四）钢桥自20世纪50年代以来的发展随着公路桥的发展，出现了现代钢桥（1）1962年，德国科伦布茨莱茵河双线铁路桥，跨度2×113.1m，无砟无枕钢桥面板（2）1998年，日本明石海峡大桥，单跨1991m（3）1999年，日本多多罗桥，主跨890m（五）世界大跨度钢桥中铁科工集团1、钢悬索桥

序号桥名国家建成年代主跨加劲梁型式1明石海峡大桥日本19981991桁2舟山西堠门大桥中国20091650箱3大海带桥丹麦19981624箱4润扬长江公路大桥中国20051490箱5亨伯尔桥英国19811410箱6江阴长江公路大桥中国19991385箱7香港青马大桥中国19971377桁8韦拉扎诺桥美国19641298桁9金门大桥美国19371280桁10武汉阳逻长江大桥中国20071280箱11贵州坝陵河大桥中国20091088桁12沪蓉西高速四渡河大桥中国2009900桁13广西南宁英华大桥中国2014410箱中铁科工集团以下为相关桥梁图片明石海峡大桥中铁科工集团舟山西堠门大桥峡中铁科工集团

大海带桥中铁科工集团润扬长江公路大桥中铁科工集集团亨伯尔桥中铁科工集集团江阴长江公公路大桥中铁科工集集团香港青马大大桥中铁科工集集团韦拉扎诺桥桥中铁科工集集团金门大桥中铁科工集集团武汉阳逻长长江大桥中铁科工集集团贵州坝陵河河大桥中铁科工集集团沪蓉西高速速四渡河大大桥中铁科工集集团广西南宁英英华大桥中铁科工集集团2、钢斜拉拉桥序号桥名国家建成年代主跨加劲梁型式1俄罗斯岛大桥俄罗斯20121104箱2苏通长江大桥中国20081088箱3昂船洲大桥中国20091018箱4湖北鄂东长江大桥中国2010926箱5多多罗大桥日本1999890箱6诺曼底大桥法国1995856箱7九江长江公路大桥中国2013818箱8荆岳长江大桥中国2010816箱9仁川大桥韩国2009800箱10厦漳大桥北汊桥中国2013780箱11广东江顺大桥中国2014700箱12铜陵长江公铁大桥中国2015630桁13黄冈长江公铁大桥中国2014567桁14公安长江公铁大桥中国2015518桁15武汉天兴洲公铁大桥中国2009504桁中铁科工集集团以下为相关关桥梁图片片俄罗斯岛大大桥中铁科工集集团苏通长江大大桥中铁科工集集团昂船洲大桥桥中铁科工集集团湖北鄂东长长江大桥多多罗大桥桥中铁科工集集团诺曼底大桥桥中铁科工集集团九江长江公公路大桥中铁科工集集团荆岳长江大大桥中铁科工集集团仁川大桥中铁科工集集团厦漳大桥北北汊桥中铁科工集集团广东江顺大大桥中铁科工集集团铜陵长江公公铁大桥中铁科工集集团黄冈长江公公铁大桥中铁科工集集团公安长江公公铁大桥中铁科工集集团武汉天兴洲洲公铁大桥桥中铁科工集集团一、我国钢钢桥的发展展概况（一）铁路路钢桥1、新中国国建国前（1）20世纪20年代以前前，哈尔滨滨的松花江江大桥，济济南洛口的的黄河老桥桥，郑州的的黄河老桥桥等均有外外国人设计计，1894年，詹詹天佑主持持修建滦河河大桥（2）1932年，，茅以升主主持建成杭杭州钱塘江江大桥杭州钱塘江江大桥2、新中国国建国后我国20世世纪50年年代到20世纪末建建设的代表表性铁路钢钢桥桥名建造时间（年）主跨（m）型式武汉长江大桥1956

3×128公铁、桁南京长江大桥19683×160公铁、桁枝城长江大桥19743×160公铁、桁九江长江大桥1992180+216+180公铁、桁孙口黄河大桥19954×108铁、桁芜湖长江大桥2000180+312+180公铁、桁中铁科工集集团以下为相关关桥梁图片片武汉长江大大桥中铁科工集集团南京长江大大桥中铁科工集集团枝城长江大大桥中铁科工集集团九江长江大大桥中铁科工集集团孙口黄河大大桥中铁科工集集团芜湖长江大大桥中铁科工集集团3、我国21世纪建建设的代表表性铁路钢钢桥桥名建造时间（年）主跨（m）型式重庆长寿长江大桥2003144+2×192+144铁、桁武汉天兴洲长江大桥2009196+504+196公铁、桁南京大胜关长江大桥20112×336铁、桁拱黄冈长江公铁大桥2014567公铁、桁安庆长江铁路大桥2012580

铜陵长江铁路大桥2015630公铁、桁公安长江公铁大桥2015518公铁、桁中铁科工集集团以下为相关关桥梁图片片重庆长寿长长江大桥中铁科工集集团武汉天兴洲洲长江大桥桥中铁科工集集团南京大胜关关长江大桥桥中铁科工集集团黄冈长江公公铁大桥中铁科工集集团安庆长江铁铁路大桥中铁科工集集团铜陵长江铁铁路大桥中铁科工集集团公安长江公公铁大桥中铁科工集集团（二）公路路钢桥1、20世世纪80年年代中期以以前这段时期，，由于刚才才供应的缺缺乏和地方方经济的制制约，钢桥桥在公路桥桥中所占的的比例很小小，桥梁结结构形式不不多而且跨跨度也不大大，主要有有板梁桥、、桁梁桥，，悬索桥，，刚拱桥等等桥梁形式式中铁科工集集团序号桥名主跨（m）型式1浙江省黄岩桥5×32钢板梁、钢混结合2川西2号3号桥-刚拱桥3重庆朝阳大桥186钢悬索桥4拉萨河达孜桥500钢悬索桥中铁科工集集团以下为相关关桥梁图片片川西2号3号桥中铁科工集集团重庆朝阳大大桥中铁科工集集团拉萨河达孜孜桥中铁科工集集团2、20世世纪80年年代中期至至今这段时期，，我国的桥桥梁建设事事业经历了了一个辉煌煌的发展时时期，建成成了一大批批结构新颖颖、技术复复杂、设计计和施工难难度大、现现代化品位位和科技含含量高的大大跨径桥梁梁，我国的的桥梁建设设水平已经经跻身国际际先进行列列，主要有有钢管拱桥桥、斜拉桥桥、悬索桥桥。中铁科工集集团桥名建造时间（年）主跨（m）型式上海杨浦大桥1992602斜拉桥西陵长江大桥1996900悬索桥江阴长江大桥19991385悬索桥广州丫髻沙大桥2000360钢管拱上海卢浦大桥2003550钢箱拱贵州坝陵河大桥20091088悬索桥广东江顺大桥2014700斜拉桥广西南宁五象大桥2014460斜拉桥中铁科工集集团以下为相关关桥梁图片片上海杨浦大大桥中铁科工集集团西陵长江大大桥中铁科工集集团江阴长江大大桥中铁科工集集团广州丫髻沙沙大桥中铁科工集集团上海卢浦大大桥中铁科工集集团贵州坝陵河河大桥中铁科工集集团广东江顺大大桥中铁科工集集团广西南宁五五象大桥中铁科工集集团第二节钢钢桥的主要要特点一、主要的的优缺点（一）优点点1、高强匀匀质材料：：抗拉、抗抗压、抗剪剪强度高的的匀质材料料2、钢桥的的构建最适适合用工业业化方法来来制造3、任性、、延性好，，可提高抗抗震性能4、遭破坏坏后易于修修复和更换换5、旧桥可可以回收，，资源可以以再利用，，有利于环环保（二）缺点点1、易于腐腐蚀，需经经常检查油油漆2、行车时时噪声和震震动比较大大中铁科工集集团二、结构与与受力1、薄壁结结构2、稳定钢桥结构刚刚度小，稳稳定问题突突出3、刚度4、疲劳抗疲劳好，，注意连接接方法与方方式5、连接焊接、高强强度螺栓连连接三、钢桥加加工制作与与安装工艺图、预预处理、放放样、号料料、切割、、矫正、边边缘加工、、制孔、组组焊、焊接接、整形、、检验、试试装、除锈锈、涂装、、包装、发发运等多道道工序中铁科工集集团第三节钢钢桥的主要要材料一、桥梁结结构钢的强强度和等级级1、桥梁用用结构钢（（GB/T714-2000）中铁科工集集团2、碳素结结构钢（GB/T700））3、低合金金高强度结结构钢（GB/T1591）中铁科工集集团4、小结（1）桥梁梁用结构钢钢和低合金金钢不仅强强度高，刚刚才的力学学性能，冲冲击韧性，，可加工性性和可焊性性均较好，，在桥梁中中被广泛应应用（2）为保保证桥梁结结构的承载载力和防止止脆性破坏坏，尽可能能选用桥梁梁用结构钢钢（GB/T714-2000）（3）钢板板过后易造造成焊接困困难，焊接接应力与变变形太大导导致质量下下降，注意意厚板效应应。中铁科工集集团二、钢材的的规格与表表示方法1、钢板钢板规格类型厚道宽度长度厚钢板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扁钢4～60mm12～200mm3～9m中铁科工集集团2、型钢（1）角钢钢（2）工字字钢（3）槽钢钢（4）H型型钢和T型型钢（5）钢管管中铁科工集集团第四节钢钢桥连接一、焊接19世纪下下半叶出现现焊接，焊焊接是现代代钢桥最主主要的连接接方法（一）焊接接方法1、手工电电弧焊2、埋弧焊焊3、气体保保护焊4、栓钉焊焊接中铁科工集集团（二）焊缝缝连接的形形式1、对接焊焊缝中铁科工集集团2、搭接焊焊缝中铁科工集集团3、T形焊焊缝4、角接焊焊缝中铁科工集集团（三）焊接接符号及其其表示方法法中铁科工集集团（四）焊缝缝连接的缺缺陷，质量量检验和焊焊缝级别1、焊缝连连接的缺陷陷裂纹、焊瘤瘤、焊穿、、弧坑、气气孔、夹渣渣、咬边、、未熔合、、未焊透（（不包括规规定不焊透透者）、焊焊缝外形尺尺寸不符合合要求、焊焊接成型不不良等2、焊接质质量检验（1）外观观检查（2）无损损检验磁场、荧光光检验X射线、γγ射线检验验拍片3、焊缝级级别（1）一级级（2）二二级（3））三级中铁科工集集团（五）焊缝缝连接层状状撕裂防止止措施（1）采用用较小的焊焊缝坡口角角度及间隙隙，并满足足焊透深度度要求（2）在角角焊缝中，，采用堆成成坡口或偏偏向于侧板板的坡口（3）采用用对称坡口口（4）在T形或角接接接头中，，板厚方向向承受焊接接拉应力的的板材伸出出焊缝区（5）在T形、十字字形及角接接接头中，，采用过渡渡段，以取取代T形、、十字形接接头。中铁科工集集团（六）焊接接残余应力力与残余变变形1、焊接残残余应力2、焊接残残余应力的的影响（1）结构构构件中通通常是以承承受纵向应应力为主，，故构建的的纵向残余余应力对受受力有较大大的影响（2）横向向和厚度方方向残余应应力引起构构件的双轴轴或三轴复复杂应力状状态，以及及焊接时焊焊缝和钢材材热影响区区对机械性性能的不利利影响，也也会使钢材材变脆和对对受力不利利。（3）没有有严重应力力集中的焊焊接结构，，只要钢材材具有一定定的塑性变变形能力，，残余应力力将不影响响结构的静静力强度。。中铁科工集集团3、焊接残残余变形尺寸收缩：：纵向收缩缩和横向收收缩4、减少焊焊接残余应应力和残余余变形的方方法（1）设计计措施﹛尽尽量减少焊焊缝的数量量和尺寸；；避免焊缝缝过分集中中或多方向向焊缝交于于一点；搭搭接长度大大于5tmin及25mm；；便于施焊焊}（2）焊接接工艺措施施﹛焊接顺顺序和方向向；先大后后小（先焊焊收缩量大大的焊缝））；预变形形；预热，，后热；回回火，锤击击}中铁科工集集团二、螺栓连连接（一）普通通螺栓连接接18世纪中中叶开始普普通螺栓连连接，一般般采用C级级螺栓（俗俗称粗制螺螺栓），质质量要求较较高时采用用A、B级级螺栓（俗俗称精制螺螺栓）1、C级螺螺栓连接（1）材料料性能属于于4.6,4.8级级，采用Q235BF（2）优点点是便于拆拆装，缺点点是受剪力力差，受力力均匀2、A.B级螺栓（1）材料料性能属于于8.8级级，采用35号钢或或45号钢钢（2）优点点是受力好好，缺点是是不易拆装装中铁科工集集团（二）高强强度螺栓连连接20世纪中中叶发展了了使用高强强度螺栓连连接，目前前已经被广广泛使用1、材料45钢，40硼钢，，20锰钛钛硼钢2、形式（1）摩擦擦型高强度度螺栓连接接承压型高强强度螺栓连连接（2）高强强度大六角角头螺栓扭剪型高强强度螺栓中铁科工集集团(三)、铆铆钉连接19世纪20年代开开始使用铆铆钉连接1、铆钉连连接在受力力与设计上上与普通螺螺栓连接相相仿2、材料为为铆螺钢ML2或ML33、钢结构构中一般采采用热铆中铁科工集集团第五节铁铁路钢桥制制造规范中铁科工集集团第六节案案例韩国圣水大大桥的坍塌塌一、事事件过程1994年年10月21日早晨晨7时许,竣工通车车15年、、横跨汉江江的韩国首首尔圣水大大桥,随着着一声巨响响,一块长长达48米米的桥板坍坍塌坠入江江中,包括括1辆载满满学生和上上班族的巴巴士、1辆辆载满警员员前往庆祝祝会场地的的客货车在在内的6辆辆汽车坠落落汉江,事事故导致32人死亡亡,17人人受重伤。。这就是著著名的韩国国圣水大桥桥坍塌事故故。中铁科工集集团中铁科工集集团二、大桥简简介及事故故原因分析析1、大桥简简介韩国圣水大大桥位于首首尔东南，，跨越汉江江，是一座座悬臂式钢钢桁梁桥，，全场1160m，，6*120m，有有六个主孔孔，该悬臂臂式桁梁的的悬挂跨与与伸臂端是是用铰作吊吊挂式链接接的，这种种铰接方式式在20世世纪的中叶叶被广泛使使用，但有有一个缺点点是结构缺缺乏冗余约约束中铁科工集集团2、事故原原因分析原设计在计计算方面不不存在严重重问题（1）铰接接板与竖杆杆之间设计计的是X型型的对接焊焊缝，实际际情况是母母材的槽口口开的不是是很合适，，寒风没有有完全熔透透母材的全全部截面。。采用超声声