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1、装配式公路钢桥使用管理培训教程,第一章 装配式公路钢桥概述,1.1 装配式公路钢桥的性质,用钢结构制造的公路桥梁称为公路钢结构桥，简称公路钢桥。,1）安全性：公路钢桥应能承受正常环境下的正常使用时可能出现的各种作用力，不致破坏；在偶然事件发生时或发生后，应具有必要的抗破坏能力。,2）适用性：公路钢桥在正常使用时具有良好的工作性能。,3）耐久性：公路钢桥在正常维护条件下，能在规定的使用年限内具有足够的耐久性。,汶川大地震中被毁桥梁和公路,信息流 物流,桥梁自然成为了战争双方保卫和破坏的首选目标。一旦战争爆发，桥梁不仅仅是保卫的目标，一旦桥梁被毁，如何快速恢复桥梁成为了关注的焦点。,第二次世界大战
2、期间，根据战争任务的要求，英国研制了一种公路钢桥，俗称贝雷桥，用于快速架设桥梁，恢复交通。这种公路钢桥与我们前面谈到的公路钢桥不同，它是一种公路钢桥，但它不是作为一种长期或永久性的设施，而是根据部队通载车辆的要求，可以在现场用简便的方法快速安装和拆除的一种临时性的公路钢桥。这种临时性的公路钢桥问世，给战争的后勤保障、部队支援提供了强有力的支持。,根据我国国防建设的要求，1965年研制和定型了一种具有这种性质的公路钢桥，称为321装配式公路钢桥。,“装配式”具有以下性质和特点：,1）需要时在现场把桥装配（安装）起来，平时以构件形式储备。 2）安装简单快速，依靠人力和简单工具在数小时或数天内即可完
3、成，不需要依靠大型机械设备。 3）临时性使用，一般数月，或者几年。 4）可拆除并在寿命期内可重复使用，因此构件之间的连接都是使用销或螺栓连接，不使用焊接或铆接。 5）构件具有通用性和互换性。 6）预制构件，标准化程度高。,1.2 装配式公路钢桥的作用,装配式公路钢桥的问世，极大的推动了我国的国防后勤保障建设，由于装配式公路钢桥的性质特点，它首先成为国防交通应急储备器材，是一种国防战略性物资。,装配式公路钢桥作为一种国防交通应急储备器材，不仅在国防上发挥重要作用，同样在突发的自然灾害面前，作为各级政府处理突发自然灾害的应急手段，也发挥着重要作用。,正在汶川架设的距震中映秀镇18公里的彻底关装配式
4、公路钢桥,茂县通往汶川的G213国道上已架好的装配式公路钢桥。,这种公路钢桥刚开始设计的目的是用于军事上，后来在民用工程上也得到了很多的应用。,1）战时交通应急运输、抗震救灾、水毁等桥梁的应急抢修。 2）与装配式公路浮箱组合，组成大跨径的分置式浮桥与高架浮桥,以解决宽大河流与通航河流的临时交通畅通的问题。 3）与驳船或浮箱配套使用，架设登陆栈桥，以解决船与岸间的通道。 4）危桥加固（桥上架桥）。 5）架设临时便桥。 6）架设上承式或下承式多跨简支梁和连续桥梁。 7）组成吊桥或斜拉桥。 8）用于架设城市过街人行桥。 9）用于架设悬索桥的塔架。 10）用于各种架桥设备，如架桥机、门式起重机和起重吊
5、装机等。 11）用于拼装各种不同高度的承重柱。,1.3 装配式公路钢桥的发展过程,装配式公路钢桥的研制，大约始于第一次世界大战时期。 在第二次世界大战前后都先后研制了不同材质和类型的新一代装配式公路钢桥，特别是英、美、西、德等国家发展最快。,这些国家对装配式公路钢桥的研究，除在设计计算、结构、生产工艺、架设方法和构件运输等方面进行研究外，还着重于包括聚合物在内的轻质高强材料的研究，以及如何缩小恒载与动载的比例、减少桥梁构件类型，减少运输车辆和架设人员数量、减少敌人对构筑物和人员的注意力等多方面进行综合性研究，并取得了积极效果。,在第二次世界大战期间，英国军事科学家唐纳德贝雷负责设计的桁架桥成为
6、当时所有用人力架设的装配式公路钢桥中较为完善的战备钢桥，对同盟国的军事交通保障起了重要作用，为反法西斯胜利作出了重大贡献，仅诺曼底战役、盟军架设贝雷桥一千多座，而英国在二战期间的三年共计生产了五十二万吨贝雷钢桥。此外，美军在后来的朝鲜战场和越南战场也使用了大量的贝雷桁架桥。 二战结束后，许多国家从战后公路桥梁的修复开始，大量使用贝雷桁架桥，由于它适用于军事运输、抢险救灾、应急交通保障，能适应任何地理环境的紧急需要，在国际上一直享有盛名。,轻巧、灵活、快捷、经济适应,双层架设不方便 车行道宽度偏小 承载能力不足,英国好托雷公司在贝雷桥的基础上，吸取了贝雷桁架桥快速、经济、适应面广、组合结构系统好
7、、容易组装等特点，于1970年改制完成了艾克罗组合桁架桥。它的基本特点是构件互换性好，构件种类少，拼装简便，架设容易，拆装迅速，适宜于人工搬运而且用途广泛，可组成简支梁、连续梁、上承式和下承式梁等各种桥梁型式。,英国军事车辆和工程研究中心还研制出了一种新型的具有七十年代科技水平的中型桁梁桥（简称M.G.B桥），用铝合金制造，重量很轻，全部构件只有七种，架设速度特别快，一孔49米的加强单跨桥，用32人在2小时内靠用人力就能架设完毕。 M.G.B桥已逐渐取代过去的军用贝雷桁架桥，成为北大西洋公约组织（NATO）的主要渡河器材标准装备之一。,英国MABEY公司在90年代初研制出了COMPACT200
8、型轻便装配式公路钢桥。 强度提高了33% 刚度提高了2.3倍 比贝雷桥节约钢材30%左右 改善了桥面、支承和联接系统，提高了桥梁的整体稳定性 增加了双车道结构，拓宽了桥梁的使用范围，因而更加适合于民用,上世纪60年代初，我国台湾海峡出现了紧张局势，为了加强公路战备工作，适应当时特殊情况下的军事行动和突发事件，交通部于1962年4月，以“交201”号文件向交通部公路规划设计院（现中交公路规划设计院有限公司）下达了研制“321”型战备钢桥的任务，1963年10月，交通部向交通部公路规划设计院下达了第二次研制任务，1964年12月通过了交通部组织的第二次验收鉴定，同时，将这种桥梁形式定名为“装配式公
9、路钢桥”，建议投入批量生产。交通部公路规划设计院于1965年4月设计完成了装配式公路钢桥定型图。,1997年，中交公路规划设计院有限公司和中山市公路钢结构制造有限公司，根据大量储备的 321钢桥处于“有桥无面”的状况，提出了对321钢桥研制U型钢桥面板的建议，并通过交通部规战字1998178号文件的立项安排，试制成功并于2001年4月通过鉴定。U型钢桥面板的研制成功，对321钢桥的使用寿命起了关键作用。,上世纪末，国家交通战备办公室、交通部交通战备办公室，根据国内交通保障的需要，由交通部交通战备办公室交战备字200222号文件下达立项任务书，总装工程兵科研一所进行研究设计，西安筑路机械厂钢桥分
10、厂和中山市公路钢结构制造有限公司承担试制，成功开发了具有多项专利、桥面更宽、疲劳寿命大幅提高、荷载跨度比更大的新型钢桥ZB-200型装配式公路钢桥，并于2003年通过国家交通战备办公室组织的鉴定，该桥已列入国防交通装备配置。,目前我国正在研制一种跨径可达81米、荷载为公路级、双车道的DJQ450型装配式公路钢桥。 DJQ450型装配式公路钢桥的面世，会大幅度提高我国装配式公路钢桥的技术水平，缩小与国际水平的差距。,第二章 装配式公路钢桥构件,2.1 装配式公路钢桥的特征,钢桥是由组成它的构件通过相互连接构成的。 钢桥的特征即钢桥的长度、宽度、高度和构件的安装位置等却是由其中的两个构件“桁架”和
11、“横梁”决定的。 这两个构件可以称为基础构件。,可见桁架的孔距尺寸是直接反映钢桥长度方向的重要特征尺寸。 我们把一片桁架在钢桥上所占有的长度空间称为一节。其长度称为节距，用P代表。 钢桥的单跨安装长度或跨径必定是节距P的整数倍。用L代表钢桥的单跨安装长度或跨径，则： L=NP （2-1） 其中：N是安装的节数 P是节距,两种钢桥的节距可取323，则其跨径在3米69米的范围内。即钢桥的最大跨径为69米（321钢桥实际使用的最大跨径为63米，即取21节）。,因此钢桥桁架可以有多种不同的组合形式，不同的组合形式决定了钢桥不同的特性和荷载能力。,第一排桁架（从钢桥内往外数）的中心间距为4200mm 第
12、二排桁架的中心间距为5100mm 第三排桁架的中心间距为5600mm,横梁的栓孔尺寸直接反映了321钢桥在宽度方向的特征尺寸，横梁决定了钢桥外形宽度和桥面有效宽度。,第一排桁架的中心间距为4540mm, 比321钢桥的4200 mm增大了，因而增加了钢桥桥面的净宽。 第二排桁架的中心间距为5040mm 第三排桁架的中心间距为5500mm 第四排桁架的中心间距为6000mm,第一排桁架的中心间距为7910mm 第二排桁架的中心间距为8410mm 第三排桁架的中心间距为8870mm 第四排桁架的中心间距为9370mm,ZB-200钢桥双车道钢桥宽度比单车道的宽度增加了约1.6倍，大大拓展了钢桥的使
13、用范围和用途，但它要求架设的场地和桥位的正面宽度要比单车道大。,2.2.1 认识构件,三排二层钢桥（正视）,三排二层钢桥（侧视）,三排双层钢桥中的一节一共安装了16种构件，包括桁架、横梁、斜撑、支撑架、联板、抗风拉杆、桥面板、中间桥面板、路缘、桁架螺栓、斜撑螺栓、撑架螺栓、路缘螺栓、横梁夹具、桁架销和保险插销。 钢桥的两侧为对称结构 321钢桥的主要构件、它的作用和安装位置。,2.2.2 321钢桥构件,2.2.2.1 桁架,在安装桁架时，值得特别注意下面两点：,1）上弦杆和下弦杆不同，在安装桁架时，下弦杆必须在下（靠近地面）。 2）架设321钢桥桁架时，桁架的阴头端和阳头端是朝前或朝后可选择
14、，但钢桥两侧的桁架必须一致（都朝前或朝后），但以阳头端朝前为佳。,桁架抗风拉杆过孔和销孔,桁架竖杆,2.2.2.2 桁架销和保险插销,桁架销是321钢桥的主要承载构件之一。其作用是在钢桥长度方向连接相邻两桁架。,需要特别注意的是： 当架设双排或三排桥梁时，为了装拆方便，桁架销可按下列方法安装：下层第一排（内排）桁架的桁架销由内（靠桥面一边）往外插，第二的桁架销和第三排的桁架销则由外向内插；上层各排桁架的桁架销均由内往外插。,2.2.2.3 加强弦杆,加强弦杆与桁架的连接分两种情况。,需要特别注意的是： 1）加强弦杆与上弦杆连接（置上）相对加强弦杆与下弦杆连接（置下），其安装要反转180度。 2
15、）由于简支桁架钢桥的最大弯矩在跨中，端部弯矩很小，故钢桥的首节和尾节桁架不需安装加强弦杆。,2.2.2.4 横梁,2.2.2.5 横梁夹具,横梁夹具由挑臂、拉杆、螺栓和夹具销子组成，挑臂和拉杆相对可以转动。 紧横梁夹具螺栓可使用通用扳手或横梁夹具搬杆。,当架设多排桁架时，每排桁架与横梁之间都要安装横梁夹具。 需要特别注意是：横梁夹具不能承受很大的向上荷载，因此，当横梁用横梁夹具固定后，在使用千斤顶时切不可将千斤顶顶在横梁上。 由于横梁夹具是通过螺栓来压紧横梁的，而螺栓与横梁顶面的接触为点接触，不可能将横梁固定得很牢和很稳，再加上它不能承受很大的向上荷载，所以新设计的钢桥如ZB-200钢桥采用螺
16、栓将横梁与桁架连接，提高了横梁的稳定性。,2.2.2.6 斜撑,钢桥两侧每节桁架安装一对斜撑，端柱处另增加一对斜撑。架设多排钢桥时，只在内排安装斜撑，外侧的桁架不使用斜撑，只使用支撑架或联板连接。,2.2.2.7 支撑架,支撑架在架设多排（双排或三排）桁架钢桥时才使用，架设单排桁架钢桥时不使用支撑架，故支撑架是多排桁架间的连接构件。 支撑架水平安装时，与桁架上弦杆的中间两个支撑架孔相连，竖向安装时与桁架竖杆上支撑架孔相连 。,2.2.2.7 联板,需要特别注意的是在钢桥的首节下层桁架上，因为安装了端柱，所以联板可安装在桁架的前端竖杆上，也可安装在首节下层桁架的端柱上。,2.2.2.8 抗风拉杆,需要特别注意的是：安装抗风拉杆时，必须保持拉杆的正确长度，避免拉杆松紧不均，以保证钢桥结构顺直和有效地承受横向风力。,2.2.2.9 弦杆螺栓,弦杆螺栓M36180 安装时必须注意将弦杆螺栓的螺杆头埋在加强弦杆内（加强弦杆的位置要正确），以便在钢桥推出时不至于受到阻碍。弦杆螺栓焊接有弯板，当拧紧螺帽时，弦杆螺栓的弯板卡在加强弦杆
