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钢结构桥梁及超声冲击设备的应用
更新时间:2009-7-7 阅读:10439次  浏览静态页

何谓钢桥

      1 主梁或拱肋材料为钢材的桥梁,通称为钢桥
      2 桥墩、桥塔、桥面板等其他材料则可为钢材、混凝土等
 
中国钢桥技术的最新进展
      1 新一代桥梁用钢的研制
  • 钢桥的发展离不开桥梁用钢的不断开发
  • 相对于桥梁技术的发展而言,桥梁钢材的发展虽然起步早,但由于产量、用量的限制,在一定时期内发展较为缓慢,16q 、16Mnq钢在铁路、公路钢桥的应用相当广泛,并占据了相当长的时间,反映出钢桥设计选材方面的局限性
  •  16Mnq钢的板厚效应明显,限制了钢桥的进一步发展。
  • 铁道部与原冶金部联合进行了适应钢桥发展新钢种的研制,结合九江长江大桥的设计研制了15MnVNq、结合长东黄河二桥的设计研制了14MnNbq钢种        
 
      2 新一代桥梁用钢的研制
  • 其中典型的是14MnNbq,以16Mnq为基础,适当降低碳含量并加入Nb等微量元素
  • 采用先进的控温、控轧和钢液炉外精炼技术,进行正火处理,细化晶粒并降低有害元素和气体的含量,大大降低板厚效应
  • 在钢板使用厚度上达到50mm
  • 具有良好的缺口冲击韧性和焊接性能,保证了钢板的抗断裂性能和焊接性能要求。
 
      3 钢桥设计理论
  • 我国钢桥设计长期采用容许应力理论
  • 铁道部从上世纪八十年代开始研究可靠度理论引用于桥梁设计规范,并已取得实质性进展
  • 基于可靠度理论的钢桥设计规范的修编工作已经基本完成
  • 预计新的桥梁设计规范的颁布执行将会使钢桥设计迈上一个新台阶。
 
      4 钢桥建设的试验研究
  • 对于新的钢桥结构和构造形式,需要相应的理论和试验研究加以验证
  • 针对H形压杆残余应力和极限承载能力、整体节点受力性能、大型钢箱梁节段间焊栓受力性能、锚箱结构板材抗层状撕裂及整体性能、实桥模型力学性能等方面做了深入的理论分析和试验研究
  • 取得的试验成果为钢桥设计和制造提供了可靠依据
      5 铁路钢桥疲劳设计方法研究
  • 铁路钢桥承受的荷载为循环往复荷载,因而钢桥的疲劳问题比较突出
  • 为了解决这一问题,铁科院结合芜湖长江大桥和高速铁路桥梁工程进行了有针对性的铁路钢桥疲劳设计方法研究。
  • 根据芜湖长江大桥采用的新材料、整体节点等特点,做了9组大尺寸构造细节的疲劳试验并回归分析得到疲劳试验曲线
  • 结合以往实验数据得到芜湖桥钢梁14种构造细节的疲劳强度,为设计提供了可靠依据
  • 其研究成果已经列入《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-99)中
 
      6 焊缝强度及断裂韧性准则的变迁
  • 钢桥的焊缝往往是存在初始缺陷并处于应力集中的位置,因而是结构的薄弱环节
  • 以往我国钢桥的防断裂设计采用常规U型缺口冲击值来确定冲击韧性指标,难以反映钢材和相应焊缝的实际情况
  • 近年来的钢桥设计开始采用V型缺口冲击值作为韧性指标
  • 将焊缝强度(韧性值)与基材强度(韧性值)匹配考虑,从而桥梁结构的整体力学性能达到最优化
 
 
东莞东江大桥的横断面设计

五跨连续钢桁拱
  • 广州新焦门大桥
  • 主桥孔跨布置为(96+164+436+164+96)m 
  • 双层桥面:上层为双向六车道,下层布置双线轻轨
  • 桥面宽度:29m

钢-砼组合体系
  • 浦东机场扩建工程—双线轻轨

超声冲击技术与钢桥设计
      在上文“铁路钢桥疲劳设计方法研究”“焊缝强度及断裂韧性准则的变迁”中提到了钢桥承受的荷载为循环往复荷载,因而钢桥的疲劳问题比较突出。钢桥的焊缝往往是存在初始缺陷并处于应力集中的位置,因而是结构的薄弱环节。
      上海宣邦金属新材料科技有限公司开发的超声冲击设备是针对焊缝疲劳问题和应力问题而设计开发的新设备。针对钢桥中大量的焊接应力问题以及在周期载荷作用下的焊缝疲劳破坏问题,本公司可以提出完整的解决方案。

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