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铝型材在桥梁结构中的应用
2016-10-12 15:46:25
人类自有交通即有桥梁,其位于河流、大海、城市和山村,造型各异,它不仅是交通工具,亦是建筑物,既是一道风景,也是最好的观景平台。它蕴含了科学与艺术的成就,历经传承和发展,形成独特的桥文化。那些美丽的桥梁或藏于深山,或隐于城市,桥梁的造型大体有四种:梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥。
 
铝型材在桥梁上的应用,国内外已有近400个工程实例,包括公路桥、悬索桥、跨河桥等。其应用由最开始的桥面板发展到主梁等主要构件。
 
美国匹兹堡史密斯菲尔德区一座跨河桥的铝型材桥面板,是世界上首个铝型材在桥梁上的应用。
 
1949年,加拿大在魁北克省阿尔维达(Arvida)建成了一座跨越塞右奈河,单跨跨径达88.4m的铆接铝拱桥,该桥是世界上第一座全铝型材结构桥梁。该桥桥墩高约15m,2个车行道。所用的铝型材为2014-T6,总重163吨。与原计划修建的钢桥相比,重量减轻约56%。
铝型材结构桥梁在欧洲的应用也逐渐兴起,据相关资料显示,自1949年英国萨色兰郡桥建造后,欧洲各国开始将铝型材广泛应用于桥梁面板和主要结构件部位。
 
目前,国内铝型材在桥梁上的应用十分有限,主要集中在人行天桥等承重较小的桥梁上,还有少量铝型材面板的应用。国内第一座铝型材结构桥梁是2007年建造在杭州庆春路的人行天桥,该桥所用铝型材材料以及设计建造全部由德国完成。
 
铝型材在桥梁结构中的应用
 
1.主结构件
 
铝型材在桥梁主结构件上的应用包括桥面板、纵梁、桁架等,组装方式有铆接、焊接。其中,应用最为广泛的是铝桥面板。由于铝型材面板具有质量轻、可设计性强、设计简洁、安装工期短等优点,应用实例较多。
 
2.辅助结构件
 
铝型材用于桥梁上的辅助结构件主要包括:在原有桥上增加的人行或者自行车通道结构件,桥栏杆、路标支架、路标牌、照明灯支撑杆等。铝型材能用用于这些部件,主要是考虑到其良好的耐蚀性、低密度、美观等优点。
 
铝型材桥梁特性
 
1.铝密度低,比强度高,有利于桥梁的减重,提高桥梁的负载能力,易于安装架设;整体结构组装可大大缩短施工周期,缩短交通恢复期限;
 
2.铝型材本身具有良好的耐蚀性,无需定期的喷漆防腐维护,一定程度上减少了对环境的危害,使用寿命长且维修费用低;
 
3.铝型材具有高韧性,无低温脆性,这一特点使其在我国北方地区低温环境下应用更具有优势;
 
4.铝型材结构桥梁造价虽然约为钢或者混凝土结构桥梁的两倍甚至更高,但其加工性强,加工费用低,维护费用低,服役周期长(可达50年),总体费用算来并不比传统桥梁高;
 
5.铝型材回收能耗低,回收率可达90%以上,是绿色环保可循环利用材料。
 
应用前景
 
铝型材材料的轻质、高强、耐久以及低维护等诸多优点,使得无论从性能上还是造价上都比钢桥具有明显的优势,应用前景十分广泛。
 
铝型材结构桥梁自在国外兴起以来,得到了较为广泛的推广、研究和应用,其应用在国外已趋于成熟。越来越多的工程实例证实了铝型材的高造价金额可通过后期低维护费用等加以弥补,同时国内桥梁工程师对铝型材的认识也逐步深入,且已有相关的设计规范出台。另外,近年来兴起的搅拌摩擦焊技术为铝结构桥梁提供连接问题的技术支持。

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