铁路桥梁工程技术发展动态

铁路桥梁工程技术发展动态

摘要随着科技的进步，铁路桥梁技术日益更新，不

论是在桥梁的理论分析、结构设计、材料研究、还是数字模拟技术等领域，我国桥梁工程技术都达到了先进水平。

关键词桥梁技术；材料研究；工程技术

号U44 文献标识码 A 文章编号1674-6708

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2014)115-0057-02

1 概述过去封建社会的禁锢下，我国铁路建设在相当一段时期

毫无起色，直到清光绪二年，淞沪铁路的修建标志着我国第条铁路诞生，也是我国桥梁技术发展的开端。解放前的所有桥梁都是由外国人修建的，修建在黄河上的京汉铁路黄河大桥也是外国人掌控建造的，此桥因为跨距小的影响时常出现汛情。我国技术人员开始建造的桥梁就是浙赣线钱塘江大桥，其特点是双层两用大桥，上层运用钢铁简支梁，全部都是铆接，但是当时我国技术装备等都比较落后，所以任然无法避免外国人的干涉。新中国成立之前，相当一部桥梁都受到了毁坏，我国铁路桥梁工程技术基本原地停留。

新中国成立之后，我国的桥梁史迎来一个美好的春天，

以长江第一桥的的修建为标志，之后一直都在快速的发展。

桥梁的结构不断更进，尤其是新型材料出现和数字化的运用等，为我国桥梁的发展起到了很大的作用，也体现了我国桥梁工程技术获得的成绩。

2桥梁设计理论的确立桥梁的建造主要涉及材料的选择和结构设计，所以，

般用材料学科的理论为依据。过去，全世界都采用容许应力状态理

论，此理论主要指材料的计算应力必须不大于许应力，而且它是建立在弹性理论之上。如今，各国都在向极限状态理论转变，极限状态指某结构的部分或者个别单元不满足要求的临界，此理论由苏联提出，逐渐被大家所公认。极限状态理论与前者相比，它的安全系数有两部分组成，即载荷和抗力，这样分类的益处就是可以进行数据统计分析，提高经济效益。

目前我国两者兼用，即用容许应力状态理论也用极限状

态理论。例如，用容许应力状态理论计算钢结构，但是受到轴向压力的钢筋混凝土会产生轴向塑性变形，故一般用破坏理论计算。尤其是预应力的结构需要验证截面强度，所以大多采用极限状态理论。在桥梁设计方面我国也规定了很多标准，比如《建筑结构设计统一标准》、《钢结构设计规范》，《公路桥涵设计通用规范》等等。

3计算机辅助技术的应用计算机辅助设计指利用计算机和图像设备帮助工作人

员完成设计工作，也称为CAD. 随着计算机技术的迅速发展，各个工程领域都运用计算机辅助技术方便高效的完成工程设计，尤其是在铁路桥梁工程设计中。计算机辅助技术一般包含以下几个内容：结构分析、图形绘制、结构优化、工程数据库、专家系统。在实际工程当中能够用到的只有前三个，而后两个用来储存数据以备未来之需。但是CAD 技术在桥梁设计当中应用并不理想，主要还是桥梁本身繁杂的结构、复杂的地基与桥墩和多样的施工条件所造成的。

我国桥梁CAD 技术落后于美国，美国不仅开发了专项

程序来分析结构，而且设计了专门的三维绘图软件。我一般用美国设计的的ADINA 和SAP 这两个程序，前者一般用于静力学分析，分析桥梁的静态特性；而后者用在动力学领域，分析桥梁的振动等等。总之，两者结合起来使用可以比较直观方便的发现桥梁设计的问题，然后进一步进行修改和优化。对于我国虽然现在比较落后于美国，但只要加大这方面的投入，过不了几年就会有所突破。

4桥梁用的材料新中国成立之前和初期，桥梁钢材的使用主要是从国外

进口。直到70 年代初期，我国首次将15 锰钒氮( 15MnVNq ) 面分别介绍几种桥梁使用材料。

低合金钢钢材成功用到桥梁建筑中，主要作为桁架的材。下钢材。由于钢材的使用性比较好而且比较常见，大部分

情况下都会使用钢材来建造桥梁。尤其是高强度优质钢材的研制成功，使得各国都想办法提高钢材的强度。钢材一般包括高强钢、高强钢筋和高强度钢丝等。高强度钢的焊接性、耐腐蚀和刚拉强度都很好，目前它的最高屈服强度可以达到450MPa,极限强度可以达到600M Pa。建造预应力混凝土桥是用到高强度钢筋，来加强桥的强度，同时还可以减少开支，目前①27〜32mm咼强钢筋的抗拉强度最咼可以达到1350MPa。由英国发明的高强度钢丝是通过稳化处理钢材得到的，它的松弛率比较低，可以节省百分之七的材料，它的整体性制都有所提高，目前Si 低合金钢镀锌高强钢丝的最高强度可达2000MPa。

混凝土。混凝土是建设建筑不可缺少的材料之一，它不

仅廉价而且容易储藏和运输，混凝土一般分为：高强混凝土、轻质混凝土和絮凝混凝土。在中国，混凝土中强度等级不小于C60 的叫做

高强混凝土。自出世后，由于高强混凝土具有耐久性等特点，很多场合中都很受欢迎，尤其桥梁行业中。

目前世界上高强度混凝土的最高强度等级为C200 级。

复合材料。碳纤维强化复合材料具有材质轻等特点，

般用它代替普通材料所建造的桥梁跨距比普通材料建造桥梁的跨距大2 倍，不过这都只是一个预测，能否成为现实还需要研究。其唯一的缺点是成本很高，所以只限于高尖端领域中所使用。

5桥梁的种类斜拉桥。斜拉桥的跨距长度比悬索桥差一点，因为用材

少、成本低、使用性好，所以它更胜于悬索桥。斜拉桥最早出现于德国，主要形式为钢斜拉桥。我国对于斜拉桥的技术掌握还算成熟；

悬索桥。如今，在跨距能力排名中悬索桥第一，它的最

大跨距可达4000m，这为桥梁的建设刷新了记录。在悬索桥行业中技术比较成熟的有美国和中国等国家，美国是最早研究它的国家。我国公铁两用悬索桥的修建为我国的铁路桥梁工程技术发展指明了方向，同时也创造了条件；

梁式桥。由于梁式桥建造容易、适用性高而且制造成本

低，所以，应用范围最广泛，种类也多种多样。但是它存在很多缺陷，因为本身构造的影响，跨距不应过大，限制了使用的范围。

6 结论通过从桥梁理论、计算机辅助技术的运用以及材料的研

究角度分析，我国的铁路桥梁工程技术起步比较晚，和世界先进水平还有一定的差距。在材料方面差不多已经跟上了世界水平，主要是检测技术、大型的施工设备和CAD 方面需要加强钻研和投入。在未来，我国铁路桥梁工程的主要任务是开发先进的CAD 程序，研制新型材料，研究合理的桥梁架构，和制造一流的桥梁用设备资源。总之，力争达到世界领先水平。

参考文献[1] 林亚超，王邦楣.铁路桥梁工程技术发展动态.桥梁建