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大型化、多样化、智能化——钢桥专 用设备的发展趋势

时间: 2023-08-09 17:13:50来源: 湖南恒重路桥机械有限公司

      近年来,我国桥梁事业飞速发展,建成了一座座创世界纪录的各类桥梁,其中大跨度桥梁绝大部分都是钢结构桥梁。而伴随着越来越多重载大跨度、复合新结构钢桥的出现,对湖南钢桥建造技术提出了更高的要求。

      湖南钢桥建造的整体提升
      中 国是很早掌握建桥技术的古老国 家,早在公元206年就已经掌握了铁索桥的造桥技术。1705年在大渡河上修建的“泸定桥”,是现存精良的一座铁索桥。
      1894年,我国杰出的铁路工程师詹天佑主持修建完成了滦河铁路大桥。他采用中 国传统的方法,以中 国的潜水员潜入河底、配以机器操作的方式胜利完成打桩任务,建成滦河大桥。
      1937年,钱塘江大桥是中 国自行设计、建造的第 一座双层铁路、公路两用桥,开创了我国自行建造钢桥的历史。
      如今,随着几代人的努力和不懈奋斗,中 国钢桥实现了飞速发展。主要体现在下面几个方面:
      连接形式的发展。湖南钢桥连接形式从铆接到栓接,再到栓焊结合,甚至全焊,各有优缺点,不断推动着钢桥从材料、体量、跨度、功能等多方面综合发展。目前,栓焊结合为主流,多采用工厂焊接、工地栓接,分别应用了各自优点。
      桥梁用钢的综合发展。材料屈服强度从Q235到Q690不断提高,材料的韧性、可焊性、耐腐蚀性等也逐步提升,为钢桥的发展打下了坚实基础。目前,Q690qENH高性能钢已在江汉七桥应用。另外,不锈钢复合钢、耐候钢等也在近几年得到了良好应用,材料性能逐渐向高性能方向发展。

      钢桥未来的发展将出现以下几个特点:
      一,进一步朝重载大跨度(千米级)方向发展。目前已建成的公铁两用斜拉桥——沪苏通长江大桥,大跨度1092米;公铁两用悬索桥——五峰山长江大桥大跨度也是1092米。
      二,质量和寿命不断提高。设计寿命100年、120年的提出,对耐久性要求逐步提高,加工质量、建造质量等多方面也相应提高,钢桥品质不断提升。
      三,向复合方向发展。包括结构复合、材料复合等。如斜拉、悬索、拱等结构型式的复合、钢与混凝土的复合、景观与功能的复合等。
      四,向快速、集成方向发展。如整节段、整孔工厂制造,先叠合预制再安装,整体拼装转体、整体提升等方案。
      制造技术的迭代升级
      经过几十年的技术积累和进步,钢桥制造技术得到了飞速的发展。例如,U肋全熔透焊接技术得到应用,使桥面板获得了较好的抗 疲劳性能。自动化焊接技术的实际应用,使焊接质量得到了提升。

      随着钢桥跨度的增大,钢桥制造对材料的强度提出了更高的要求,对焊缝与母材的结合性能也提出了更高的要求,特别是异种材质的焊接接头性能得到了大幅度改 善。焊接接头的机械性能、抗拉、防裂、耐候等方面综合提升,为高性能桥梁钢的应用奠定了基础。不锈钢复合钢板焊接技术的提升,为桥面等不易排水、容易锈蚀部分钢板提供了较好的解决方案。目前,该技术在五峰山长江大桥、鳊鱼洲长江大桥中得到了应用。

      此外,智能制造技术在钢桥制造中得以应用。如BIM技术可提前进行模型的施工模拟,避免施工过程中的一些不易发现的问题;二维码信息技术的应用,能快速获取项目信息,也可与物联网连接,定位构件当前的位置和状态信息等需要展示的信息;精密测量与虚拟预拼装技术的应用,提高了制造安装的质量;焊接仿真技术的应用,可对焊接变形进行预测预控。

      快速、灵活的架设技术
      钢梁架设是钢桥施工的核心工作。目前国内常用的钢梁架设方法主要有:悬臂拼装法、膺架法、顶推法、拖拉法、浮拖法、转体法、整体提升法、缆载吊机法、缆索吊机法、钢混组合梁一体化施工方法、吊索塔架法、整节段架设法等。
      未来,面对桥梁跨度、重量越来越大,新型结构、施工条件多样化发展等趋势,钢桥架设技术也将逐步升级。主要包括:
      大件化、快速化。面对桥梁跨度、重量越来越大的趋势,大块件吊装架设方法的应用越来越广泛,其具有工厂标准化制造、现场连接部位少的优点,施工质量可靠,施工速度快。
      施工方法多样化。面对桥梁新型结构、施工条件多样化发展的趋势,常常需要数种施工方法配合使用。随着未来施工技术及施工装备的进步,钢梁架设方法的应用方式将会越来越灵活。
极 端环境桥梁施工。面对我国海洋、高寒地区等极 端环境的桥梁建设需求,需研究各种极 端环境下的施工方法适应性、人员安 全性、施工装备优化等问题。
      钢桥施工设备的发展方向
      一,大型化。随着我国桥梁技术的发展,桥梁节段的大重量持续被刷新,相应地,钢桥施工设备的额定起重量等参数也会越来越大。
      二,多样化。为满足我国交通运输网络的需求,需要在高寒高海拔地区、山岭峡谷地区、海峡地区建设桥梁,相应地,对钢桥施工设备的环境适应性提出更高的要求。另外,对于各种新型结构的钢桥,也需对钢桥施工设备的结构、功能做出改进,以适应其使用工况。
      三,智能化。随着我国电气、液压控制技术的快速发展,钢桥施工设备关键功能的自动化程度已有了明显的提升,但在全自动操控、智能监控、故障自诊断、设备运维管理云平台等方面还有巨大的提升空间。

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关键词:湖南钢桥 
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