我国装配式公路钢桥的发展及应用

图１０南京地铁二号线新街口站
罔９临时桥梁
３．４支撑结构 装配式公路钢桥桁架可以很方便地被拼装成各
种支撑结构（图１２）。 ３．５ 贝雷式悬索桥
装配式公路钢桥是应急桥梁，主要用于单跨桥， 两端简支体系。对于“３２１”钢桥，汽车一１０级通过 时，最大跨径为６３ ｍ，使用的局限性较大。对于架 设超过６３ ＩＴｌ以上的桥梁就不能采用简支体系，必须
１ 概述 ２００８年５月１２日，四川汶川发生８．０级地震，
毁损桥梁３ ０５３座。为了抢救生命线，保障部队快 速通行和物资输送，维持交通通畅，国家发改委火速 落实贝雷钢桥８００套，交通运输部紧急调运贝雷钢 桥１００多座。由都江堰去往汶ＪＩＩ的寿江公路大桥因 地震山体移位造成桥面倾斜，车辆和机械无法通行。 四川Ｉ雅安民兵专业应急分队奉命迅速赶赴事发地 点，利用“３２１”装配式公路钢桥对受损桥梁进行加 固，架设桥上桥，为抗震救灾物资及时进入灾区发挥 了重要作用（图１），最大限度地抢救了人民生命财 产。装配式公路钢桥的重要性越来越受到各国桥梁 专家的重视，各国政府都把装配式公路钢桥作为应 急抢险救灾中优先选择的桥梁器材。
山隧道施Ｔ过程中，考虑到地下有许多市政管线，
用桁架进行了支撑，以防漩口端梁体掉入大江。图
只能往上架，采用下承式桥梁结构，双向四车道钢
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万方数据
铜结构 ２００９年第７期第２４卷总第１２２期
ａ一寿江大桥；ｂ－－贝雷钢桥 图８应急钢桥
徐关尧。等：我国装配式公路钢桥的发展及应用
桥。２００６年为了解决南京地铁二号线新街口站、上 海路站施工期间的交通问题，总装工程兵科研二所 考虑到盖挖顺筑法施工顺序的特殊要求（上、下都要 留出空间，速度要快），设计了应用６ ｍ桁架的上承 式钢桥结构（图１０），使用时间为３年。在深圳地 铁、杭州地铁、苏州地铁施工过程中都应用了这种上 承式结构形式。
１９９６年中交公路规划设计院和中山市公路钢 结构制造有限公司研制ｒ Ｕ型钢桥面板，克服了木 质桥面板的弊端，并具有安装方便，受力合理等优 点。Ｕ型钢桥板由标准桥板、中央桥板、路缘、路缘 螺栓、Ｕ型螺栓等组成。Ｕ型钢桥板每一桥节由４ 块标准钢桥板、１块中间钢桥板、桥两侧路缘板及连 接件组成（图６）。 ２·６纵梁改制桥面板
１１一支座；１２一础板 图４ ２００型装配式公路钢桥的组成
较大；２）由于桁架接头数较多，在钢桥跨中出现接头 的几率较大，而跨中接头大大降低了钢桥的使用寿 命。因此，总装备部Ｔ程兵科研二所、江苏亿泰重工 机械有限公司和浙江理想同济工程机械有限公司研
Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．２００９（７），Ｖ０１．２４，Ｎｏ．１２２
机械和建筑材料的进场问题，架设了许多临时性钢
构，既顺利地完成了各种建设任务，又为应急抢修抢 桥（图９）。
建积累了丰富的实践经验。
３．３城市交通疏解方案
３．１应急钢桥
在城市轨道交通建设过程中，必须解决好“既要
在２００８年汶川地震后，交通部门架设了很多应
施ｔ又不能中断交通”的难题。２００５年在南京九华
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急钢桥。图８ａ为寿江大桥上的钢桥，原漩口端梁体
图１３贝霄式悬索桥
模数化设计和开发，应用新材料进行优化设计以便 充分发挥装配式钢桥的效能，改进单双耳接头构造 细节以提高钢桥疲劳寿命。
１）构件尺寸标准化，桥板横向尺寸模数化，提高 适应能力，满足不同的用户需求。英国的桁架长度 有１０，１５，２０ ｆｔ，桥板宽度为１．０５ ｍ，可以组成３种 车行道宽度，即３．１５，４．２０，７．３５ ｍ。
２我国装配式公路钢桥的发展历程 我国的装配式公路钢桥，经历了由仿制到白行
研制的历程。 ２．１“３２１”装配式公路钢桥
交通部公路规划设计院于２０世纪６０年代初 期，在原英制贝雷桥的基础上设计了一种可拆装式 的“３２ｌ”装配式公路钢桥ｎ ｑ］。“３２１”钢桥是由单销 连接桁架单元作为桥跨结构主梁的下承式桥梁。其
表１构件断面特性
图２标准桁架单元轮廓
２．２改进型装配式公路钢桥 经过多年使用发现，“３２１”钢桥主要存在３个问
题：１）木质桥面板容易腐烂不易储存；２）桥面宽 ３．７ １ＴＩ，过窄，行车不便；３）双层桁架顶层架没人工 操作比较困难。２０世纪８０年代初，交通部设计了 改进型装配式公路钢桥［３］（图３），用正交异性钢桥 面板代替木质桥面板。桁架弦杆与横梁材料为
２．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｌｉｘｉａｎｇ Ｔｏｎｇｊｉ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．Ｌｔｄ。Ｓｈａｎｇｙｕ ３ １ ２３６７，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｓｔｅｅｌ ｂｒｉｄｇｅｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ Ｃｈｉｎａ，ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅｓ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ．Ｉｔ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔＯ ｄｅｖｅｌｏｐ ｔｈｅ ｎｅｗ ｂｒｉｄｇｅｓ．Ｔｈｅ ６ ｍｅｔｅｒ ｐａｎｅｌｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔＯ ｓｐｅｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ．．ｐｏｒｔａｂｌｅ ｈｉｇｈｗａｙ ｓｔｅｅｌ ｂｒｉｄｇｅ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｒｅｌｉｅｆ
双车道宽度为７．３５ ｍ，最大跨径可达６０ ｍ。虽然
双层架设不方便，但在城市建设中，由于受场地限
制，仍采用双层结构。
２．４ ６ ｍ桁架
在我国工程建设过程中发现，“３２１”装配式公路
钢桥３ ｍ桁架存在的不足有：１）因连接长度为３ ｍ，
故沿桥梁方向桁架接头较多，桥梁跨中非弹性挠度
１一水平撑架｝２～桁架单元；３一竖向撑架；４一加强弦杆；５一竖 向系材ｆ６一横梁ｆ ７一水平系材ｆ８一桥板；９一桁架销ｆｌｏ一立柱ｆ
罔１１上海市河南路２００型钢便桥
改变结构体系，如多跨体系，桥梁中间加桥墩。但有 时无法在桥梁中间加桥墩或加桥墩成本很高，如四 川汶川地区，河很深，水流很急，只能采用别的办法， 如采用贝雷式悬索桥‘８。。３（图１３）。贝雷式悬索桥 主要用桁架拼装塔架，用桁架和桥面系构件做悬索
桥的悬吊结构，其跨度一般为６０～３００ ｍ。
第一作者：徐荚尧，男，１９６５年４月出生，博士，高级工程师． Ｅｍａｉｌ：ｘｇｙ９９＠２６３．ｎｅｔ 收稿日期：２００８—１２－１９
钢结构 ２００９年第７期第２４卷总第１２２期
徐关尧，等：我国装配式公路钢桥的发展及应用
两根横梁；横梁上设置４组纵梁，中间两组为无扣纵 梁，外侧两组为有扣纵梁；纵梁上铺设木质桥板，桥 板两侧用护轮木固定，桥梁两端没有端柱。横梁上 也可直接铺Ｕ型钢桥板。全桥设有许多连接系构 件如斜撑、抗风拉杆、支撑架、联板等，使桥梁形成半 穿式下承钢桁空间结构。“３２１”钢桥主梁受力构件 为米字形桁架，钢材为１６Ｍｎ钢（Ｑ３４５一Ｃ），每片桁 架质量为２７０ ｋｇ，其结构与基本尺寸见图２，构件断 面特性见表１。
２００６年，为了解决上海市河南路交通疏解问 题，在位于河南路与苏州路的交汇处架设了２００型 钢桥（图１１），使用时间为２．５年。钢便桥全长 ６８ １２１，采用５排双层加强型组合结构形式，跨度为 １５．２４ １２１＋３６．５７６ ｉｎ＋１５．２４ ｍ，双车道＋人行道， 双车道桥面净宽为７．５ ＩＴＩ，设计荷载为城一Ｂ级。 该桥使用２００型高抗剪桁架，采用特制加长横梁。
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Ｉ—ｌ 科研开发
制了６ １ＴＩ桁架‘７１（图５）。
《》
《》
∥＼。 心。∥。
《》
图５ ６ ｍ桁架示意
６ １ＴＩ桁架与３ ＩＴＩ桁架的连接方法相同，并具有 互换性。在相同跨径的钢桥中，与３ ＩＴＩ桁架相比， 应用６ ＩＴＩ桁架时钢桥纵向接头连接数减少将近一 半，桁架销数量减少将近一半，降低了采购成本，提 高了拼装速度，经济效益明显，跨巾非弹性挠度减少 一半，可大大提高钢桥使用寿命。６ ｍ桁架已在贝 雷式龙门吊、架桥机中得到了Ｊ“泛应用。 ２·５ Ｕ型钢桥面板
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图１桥Ｉ：桥不惹
结构简单，适应性强、互换性好、拆装方便、架设速度 较快；主要用于架设单跨临时性桥梁，并可用于抢修 被破坏的桥梁。钢桥设计荷载为汽车一２０级，验算 荷载为履带一５０和挂车一８０，车行道宽度为３．７ ｍ， 最大跨径可达６３ ｍ。
“３２１”装配式公路钢桥由桁架式主梁、桥面系、 连接系、础板等４部分组成，并配有专用的架设工 具。主梁由每节３ ｍ长的桁架用销子连接而成，位 于车行道的两侧，主梁间用横梁相连，每节桁架设置
ＤＥＶＥＬ（）ＰＭＥＮＴ ＡＮＤ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩｏＮ ｏＦ ＰｏＲＴＡＢＬＥ ＳＴＥＥＬ ＢＲｌＤＧＥＳ ｌＮ ＣＨＩＮＡ
ＸＵ Ｇｕａｎｙａ０１ Ｚｈｕ ｄｉｅ２ （１．Ｎｏ．２ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ Ｃｏｒｐｓ，Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｈｅａｄｑｕａｒｔｅｒｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０００９３，Ｃｈｉｎａ ｌ
两种：０．８０４ Ｖｉｉ和１．０５ １２１。经过试验表明，２００型钢
有一定困难，且质量难以控制，我国研制了２００型装 桥，在强度、剐度、稳定和抗疲劳等方面，均优于
配式公路钢桥Ｌ４－６Ｊ（图４）。
“３２１”钢桥。设计荷载为汽车一２０级、履带一５０、挂
车一８０、ＡＡＳＨＴｏＨ孓２０一４０，单车道宽度为４．２ ｉｎ，
图３改进型装配式公路钢桥
为与国际接轨，２００型装配式公路钢桥结构尺
为解决“３２１”钢桥木桥面易损、双层架设不方 寸全部采用英制，桁架的连接长度为３．０４８ ｍ
便、承载力不足、桥面较窄、疲劳寿命较低等问题，特
（１０ ｆｔ），连接高度为２．１３４ ｍ（７ ｆｔ）。桥面板宽度有
别是其腹杆型材８号工字钢为非标产品，组织生产
０９ＭｎＶＣ（屈服强度为４３０ ＭＰａ）；桁架腹杆用 １６Ｍｎ，但用钢管代替，增加了抗剪能力；取消双层， 增加４排单层加强型结构，虽然跨越的能力较之双 层为小，但适用性较强。钢桥设计荷载为汽车一２０ 级，验算荷载为履带一５０和挂车一８０，车行道宽度 为４．０ ｍ，最大跨径可达４５ ｉｎ。
２．３ ２００型装配式公路钢桥
科研开发
我国装配式公路钢桥的发展及应用
徐关尧１ 朱杰２ （１．总装备部工程兵科研二所。北京１０００９３；２．浙江理想同济工程机械有限公司，浙江上虞３１２３６７）
摘 要：介绍我国装配式公路钢桥的发展概况及应用情况，分析装配式公路钢桥的未来发展趋势。为我国研制新型 装配式公路钢桥提供一定的技术参考。并指出：为加快钢便桥安装速度，提高钢便桥安全性和耐久性，应大量采用 ６ ｍ桁架。 关键词：装配式公路钢桥；发展；应用；应急抢险救灾
图６ ｕ型钢桥板的组成
许多单位储备的“３２１，，装配式公路钢桥因无木 质桥面板而无法正常使用，但有很多闲置无用的纵 梁，这些纵梁占据了有限的存放空间。为了解决“有 梁无板，，（有纵梁无桥板）的现象，发挥纵梁的价值， 将纵梁改造成钢桥面板，不但解决了桥面板的短缺 问题，节约了国家资源，同时也提高了桥面板的耐久 性。纵梁改制桥面板是在原纵梁的基础上进行技术 改造，使其既不改变原有纵梁和横梁的安装结构，又 具有Ｕ型桥面板的优点。经过试验表明，纵梁改制 桥面板与Ｕ型桥面板能完全互换（图７）。改制后桥 面板的最大质量不超过２６０ ｋｇ。
用７轴压１５０ ｋＮ的车辆通过纵梁改制桥面板
８ｂ为彻底关贝雷钢桥，国内最长的单跨“３２１”钢桥，
３装配式公路钢桥的应用
跨度６０ ＩＴＩ，ＴＳＲ结构。
我国下程界成功地运用装配式公路钢桥器材架 ３．２临时桥梁
设成的应急钢桥、临时钢桥、应急桥梁、“桥上桥”、施
在我国的高速公路建设过程中，为了解决各种
工塔架、支撑架、栈桥和工作平台等多种装配式钢结
４装配式公路钢桥发展趋势 综合世界各国，装配式公路钢桥的发展可以归
结为：以现有的贝雷桥为基础进行构件尺寸标准化、
Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．２００９（７），Ｖ０１．２４。Ｎｏ．１２２
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万方数据
科研开发
图１２贝雷式支撵结构
头构造细节，使接头疲劳寿命（应力幅缸＝２１０ ＭＰａ） 由１．４５万次‘１０ １妇提高到４．５４万次‘１引。