裝配式公路鋼橋使用管理培訓教程PPT通用課件

1、裝配式公路鋼橋使用管理培訓教程第一章 裝配式公路鋼橋概述 1.1 裝配式公路鋼橋的性質 用鋼結構制造的公路橋梁稱為公路鋼結構橋，簡稱公路鋼橋。1）安全性：公路鋼橋應能承受正常環(huán)境下的正常使用時可能出現(xiàn)的各種作用力，不致破壞；在偶然事件發(fā)生時或發(fā)生后，應具有必要的抗破壞能力。 2）適用性：公路鋼橋在正常使用時具有良好的工作性能。 3）耐久性：公路鋼橋在正常維護條件下，能在規(guī)定的使用年限內具有足夠的耐久性。汶川大地震中被毀橋梁和公路 信息流物流 橋梁自然成為了戰(zhàn)爭雙方保衛(wèi)和破壞的首選目標。一旦戰(zhàn)爭爆發(fā)，橋梁不僅僅是保衛(wèi)的目標，一旦橋梁被毀，如何快速恢復橋梁成為了關注的焦點。 第二次世界大戰(zhàn)期間，根

2、據(jù)戰(zhàn)爭任務的要求，英國研制了一種公路鋼橋，俗稱貝雷橋，用于快速架設橋梁，恢復交通。這種公路鋼橋與我們前面談到的公路鋼橋不同，它是一種公路鋼橋，但它不是作為一種長期或永久性的設施，而是根據(jù)部隊通載車輛的要求，可以在現(xiàn)場用簡便的方法快速安裝和拆除的一種臨時性的公路鋼橋。這種臨時性的公路鋼橋問世，給戰(zhàn)爭的后勤保障、部隊支援提供了強有力的支持。根據(jù)我國國防建設的要求，1965年研制和定型了一種具有這種性質的公路鋼橋，稱為321裝配式公路鋼橋。 “裝配式”具有以下性質和特點： 1）需要時在現(xiàn)場把橋裝配（安裝）起來，平時以構件形式儲備。2）安裝簡單快速，依靠人力和簡單工具在數(shù)小時或數(shù)天內即可完成，不需要依

3、靠大型機械設備。 3）臨時性使用，一般數(shù)月，或者幾年。 4）可拆除并在壽命期內可重復使用，因此構件之間的連接都是使用銷或螺栓連接，不使用焊接或鉚接。 5）構件具有通用性和互換性。6）預制構件，標準化程度高。1.2 裝配式公路鋼橋的作用 裝配式公路鋼橋的問世，極大的推動了我國的國防后勤保障建設，由于裝配式公路鋼橋的性質特點，它首先成為國防交通應急儲備器材，是一種國防戰(zhàn)略性物資。 裝配式公路鋼橋作為一種國防交通應急儲備器材，不僅在國防上發(fā)揮重要作用，同樣在突發(fā)的自然災害面前，作為各級政府處理突發(fā)自然災害的應急手段，也發(fā)揮著重要作用。 正在汶川架設的距震中映秀鎮(zhèn)18公里的徹底關裝配式公路鋼橋 茂縣通

4、往汶川的G213國道上已架好的裝配式公路鋼橋。 這種公路鋼橋剛開始設計的目的是用于軍事上，后來在民用工程上也得到了很多的應用。 1）戰(zhàn)時交通應急運輸、抗震救災、水毀等橋梁的應急搶修。 2）與裝配式公路浮箱組合，組成大跨徑的分置式浮橋與高架浮橋,以解決寬大河流與通航河流的臨時交通暢通的問題。 3）與駁船或浮箱配套使用，架設登陸棧橋，以解決船與岸間的通道。 4）危橋加固（橋上架橋）。 5）架設臨時便橋。 6）架設上承式或下承式多跨簡支梁和連續(xù)橋梁。 7）組成吊橋或斜拉橋。 8）用于架設城市過街人行橋。 9）用于架設懸索橋的塔架。 10）用于各種架橋設備，如架橋機、門式起重機和起重吊裝機等。 11）

5、用于拼裝各種不同高度的承重柱。 1.3 裝配式公路鋼橋的發(fā)展過程 裝配式公路鋼橋的研制，大約始于第一次世界大戰(zhàn)時期。 在第二次世界大戰(zhàn)前后都先后研制了不同材質和類型的新一代裝配式公路鋼橋，特別是英、美、西、德等國家發(fā)展最快。 這些國家對裝配式公路鋼橋的研究，除在設計計算、結構、生產工藝、架設方法和構件運輸?shù)确矫孢M行研究外，還著重于包括聚合物在內的輕質高強材料的研究，以及如何縮小恒載與動載的比例、減少橋梁構件類型，減少運輸車輛和架設人員數(shù)量、減少敵人對構筑物和人員的注意力等多方面進行綜合性研究，并取得了積極效果。 在第二次世界大戰(zhàn)期間，英國軍事科學家唐納德貝雷負責設計的桁架橋成為當時所有用人力架

6、設的裝配式公路鋼橋中較為完善的戰(zhàn)備鋼橋，對同盟國的軍事交通保障起了重要作用，為反法西斯勝利作出了重大貢獻，僅諾曼底戰(zhàn)役、盟軍架設貝雷橋一千多座，而英國在二戰(zhàn)期間的三年共計生產了五十二萬噸貝雷鋼橋。此外，美軍在后來的朝鮮戰(zhàn)場和越南戰(zhàn)場也使用了大量的貝雷桁架橋。 二戰(zhàn)結束后，許多國家從戰(zhàn)后公路橋梁的修復開始，大量使用貝雷桁架橋，由于它適用于軍事運輸、搶險救災、應急交通保障，能適應任何地理環(huán)境的緊急需要，在國際上一直享有盛名。 輕巧、靈活、快捷、經濟適應 雙層架設不方便車行道寬度偏小承載能力不足 英國好托雷公司在貝雷橋的基礎上，吸取了貝雷桁架橋快速、經濟、適應面廣、組合結構系統(tǒng)好、容易組裝等特點，于

7、1970年改制完成了艾克羅組合桁架橋。它的基本特點是構件互換性好，構件種類少，拼裝簡便，架設容易，拆裝迅速，適宜于人工搬運而且用途廣泛，可組成簡支梁、連續(xù)梁、上承式和下承式梁等各種橋梁型式。英國軍事車輛和工程研究中心還研制出了一種新型的具有七十年代科技水平的中型桁梁橋（簡稱M.G.B橋），用鋁合金制造，重量很輕，全部構件只有七種，架設速度特別快，一孔49米的加強單跨橋，用32人在2小時內靠用人力就能架設完畢。M.G.B橋已逐漸取代過去的軍用貝雷桁架橋，成為北大西洋公約組織（NATO）的主要渡河器材標準裝備之一。英國MABEY公司在90年代初研制出了COMPACT200型輕便裝配式公路鋼橋。 強

8、度提高了33% 剛度提高了2.3倍 比貝雷橋節(jié)約鋼材30%左右 改善了橋面、支承和聯(lián)接系統(tǒng)，提高了橋梁的整體穩(wěn)定性 增加了雙車道結構，拓寬了橋梁的使用范圍，因而更加適合于民用 上世紀60年代初，我國臺灣海峽出現(xiàn)了緊張局勢，為了加強公路戰(zhàn)備工作，適應當時特殊情況下的軍事行動和突發(fā)事件，交通部于1962年4月，以“交201”號文件向交通部公路規(guī)劃設計院（現(xiàn)中交公路規(guī)劃設計院有限公司）下達了研制“321”型戰(zhàn)備鋼橋的任務，1963年10月，交通部向交通部公路規(guī)劃設計院下達了第二次研制任務，1964年12月通過了交通部組織的第二次驗收鑒定，同時，將這種橋梁形式定名為“裝配式公路鋼橋”，建議投入批量生產

9、。交通部公路規(guī)劃設計院于1965年4月設計完成了裝配式公路鋼橋定型圖。 1997年，中交公路規(guī)劃設計院有限公司和中山市公路鋼結構制造有限公司，根據(jù)大量儲備的 321鋼橋處于“有橋無面”的狀況，提出了對321鋼橋研制U型鋼橋面板的建議，并通過交通部規(guī)戰(zhàn)字1998178號文件的立項安排，試制成功并于2001年4月通過鑒定。U型鋼橋面板的研制成功，對321鋼橋的使用壽命起了關鍵作用。 上世紀末，國家交通戰(zhàn)備辦公室、交通部交通戰(zhàn)備辦公室，根據(jù)國內交通保障的需要，由交通部交通戰(zhàn)備辦公室交戰(zhàn)備字200222號文件下達立項任務書，總裝工程兵科研一所進行研究設計，西安筑路機械廠鋼橋分廠和中山市公路鋼結構制造有

10、限公司承擔試制，成功開發(fā)了具有多項專利、橋面更寬、疲勞壽命大幅提高、荷載跨度比更大的新型鋼橋ZB-200型裝配式公路鋼橋，并于2003年通過國家交通戰(zhàn)備辦公室組織的鑒定，該橋已列入國防交通裝備配置。 目前我國正在研制一種跨徑可達81米、荷載為公路級、雙車道的DJQ450型裝配式公路鋼橋。 DJQ450型裝配式公路鋼橋的面世，會大幅度提高我國裝配式公路鋼橋的技術水平，縮小與國際水平的差距。 第二章 裝配式公路鋼橋構件 2.1 裝配式公路鋼橋的特征 鋼橋是由組成它的構件通過相互連接構成的。 鋼橋的特征即鋼橋的長度、寬度、高度和構件的安裝位置等卻是由其中的兩個構件“桁架”和“橫梁”決定的。 這兩個構

11、件可以稱為基礎構件。 可見桁架的孔距尺寸是直接反映鋼橋長度方向的重要特征尺寸。 我們把一片桁架在鋼橋上所占有的長度空間稱為一節(jié)。其長度稱為節(jié)距，用P代表。 鋼橋的單跨安裝長度或跨徑必定是節(jié)距P的整數(shù)倍。用L代表鋼橋的單跨安裝長度或跨徑，則： L=NP （2-1） 其中：N是安裝的節(jié)數(shù) P是節(jié)距 兩種鋼橋的節(jié)距可取323，則其跨徑在3米69米的范圍內。即鋼橋的最大跨徑為69米（321鋼橋實際使用的最大跨徑為63米，即取21節(jié)）。 因此鋼橋桁架可以有多種不同的組合形式，不同的組合形式決定了鋼橋不同的特性和荷載能力。 第一排桁架（從鋼橋內往外數(shù)）的中心間距為4200mm第二排桁架的中心間距為5100

12、mm第三排桁架的中心間距為5600mm 橫梁的栓孔尺寸直接反映了321鋼橋在寬度方向的特征尺寸，橫梁決定了鋼橋外形寬度和橋面有效寬度。 第一排桁架的中心間距為4540mm,比321鋼橋的4200 mm增大了，因而增加了鋼橋橋面的凈寬。第二排桁架的中心間距為5040mm 第三排桁架的中心間距為5500mm第四排桁架的中心間距為6000mm 第一排桁架的中心間距為7910mm第二排桁架的中心間距為8410mm 第三排桁架的中心間距為8870mm第四排桁架的中心間距為9370mmZB-200鋼橋雙車道鋼橋寬度比單車道的寬度增加了約1.6倍，大大拓展了鋼橋的使用范圍和用途，但它要求架設的場地和橋位的正

13、面寬度要比單車道大。 2.2.1 認識構件三排二層鋼橋（正視） 三排二層鋼橋（側視） 三排雙層鋼橋中的一節(jié)一共安裝了16種構件，包括桁架、橫梁、斜撐、支撐架、聯(lián)板、抗風拉桿、橋面板、中間橋面板、路緣、桁架螺栓、斜撐螺栓、撐架螺栓、路緣螺栓、橫梁夾具、桁架銷和保險插銷。鋼橋的兩側為對稱結構321鋼橋的主要構件、它的作用和安裝位置。 2.2.2 321鋼橋構件 2.2.2.1 桁架在安裝桁架時，值得特別注意下面兩點：1）上弦桿和下弦桿不同，在安裝桁架時，下弦桿必須在下（靠近地面）。 2）架設321鋼橋桁架時，桁架的陰頭端和陽頭端是朝前或朝后可選擇，但鋼橋兩側的桁架必須一致（都朝前或朝后），但以陽頭

14、端朝前為佳。 桁架抗風拉桿過孔和銷孔 桁架豎桿 2.2.2.2 桁架銷和保險插銷桁架銷是321鋼橋的主要承載構件之一。其作用是在鋼橋長度方向連接相鄰兩桁架。 需要特別注意的是：當架設雙排或三排橋梁時，為了裝拆方便，桁架銷可按下列方法安裝：下層第一排（內排）桁架的桁架銷由內（靠橋面一邊）往外插，第二的桁架銷和第三排的桁架銷則由外向內插；上層各排桁架的桁架銷均由內往外插。 2.2.2.3 加強弦桿 加強弦桿與桁架的連接分兩種情況。需要特別注意的是： 1）加強弦桿與上弦桿連接（置上）相對加強弦桿與下弦桿連接（置下），其安裝要反轉180度。 2）由于簡支桁架鋼橋的最大彎矩在跨中，端部彎矩很小，故鋼橋的

15、首節(jié)和尾節(jié)桁架不需安裝加強弦桿。 2.2.2.4 橫梁 2.2.2.5 橫梁夾具 橫梁夾具由挑臂、拉桿、螺栓和夾具銷子組成，挑臂和拉桿相對可以轉動。緊橫梁夾具螺栓可使用通用扳手或橫梁夾具搬桿。 當架設多排桁架時，每排桁架與橫梁之間都要安裝橫梁夾具。需要特別注意是：橫梁夾具不能承受很大的向上荷載，因此，當橫梁用橫梁夾具固定后，在使用千斤頂時切不可將千斤頂頂在橫梁上。由于橫梁夾具是通過螺栓來壓緊橫梁的，而螺栓與橫梁頂面的接觸為點接觸，不可能將橫梁固定得很牢和很穩(wěn)，再加上它不能承受很大的向上荷載，所以新設計的鋼橋如ZB-200鋼橋采用螺栓將橫梁與桁架連接，提高了橫梁的穩(wěn)定性。 2.2.2.6 斜撐

16、鋼橋兩側每節(jié)桁架安裝一對斜撐，端柱處另增加一對斜撐。架設多排鋼橋時，只在內排安裝斜撐，外側的桁架不使用斜撐，只使用支撐架或聯(lián)板連接。 2.2.2.7 支撐架 支撐架在架設多排（雙排或三排）桁架鋼橋時才使用，架設單排桁架鋼橋時不使用支撐架，故支撐架是多排桁架間的連接構件。支撐架水平安裝時，與桁架上弦桿的中間兩個支撐架孔相連，豎向安裝時與桁架豎桿上支撐架孔相連 。 2.2.2.7 聯(lián)板需要特別注意的是在鋼橋的首節(jié)下層桁架上，因為安裝了端柱，所以聯(lián)板可安裝在桁架的前端豎桿上，也可安裝在首節(jié)下層桁架的端柱上。 2.2.2.8 抗風拉桿需要特別注意的是：安裝抗風拉桿時，必須保持拉桿的正確長度，避免拉桿松

17、緊不均，以保證鋼橋結構順直和有效地承受橫向風力。 2.2.2.9 弦桿螺栓弦桿螺栓M36180安裝時必須注意將弦桿螺栓的螺桿頭埋在加強弦桿內（加強弦桿的位置要正確），以便在鋼橋推出時不至于受到阻礙。弦桿螺栓焊接有彎板，當擰緊螺帽時，弦桿螺栓的彎板卡在加強弦桿內，使螺桿不致隨著螺母轉動 2.2.2.10 桁架螺栓桁架螺栓M36250使用時將桁架螺栓自下而上插入桁架的弦桿螺栓孔內，然后用扳手將螺帽擰緊。桁架螺栓焊接有彎板，當擰緊螺帽時，弦桿螺栓的彎板卡在桁架內，使螺桿不致隨著螺母轉動。2.2.2.11 斜撐螺栓斜撐螺栓M22117斜撐螺栓和撐架螺栓的形狀完全一樣，不同的是斜撐螺栓比撐架螺栓長10m

18、m。使用時要特別注意不要弄錯。斜撐螺栓在一頭焊有偏心板，其作用在于擰緊螺帽時，偏心墊板扣在工字鋼或槽鋼桿件的邊緣 ，不使螺桿同螺母一起轉動。 2.2.2.12 撐架螺栓撐架螺栓M22107撐架螺栓在一頭焊有偏心板，其作用在于擰緊螺帽時，偏心墊板扣在工字鋼或槽鋼桿件的邊緣，不使螺桿同螺母一起轉動。 2.2.2.13 橋面板（鋼橋面板）橋面板的兩端設計有一個缺口槽，缺口槽下有工形肋。工形肋用以在橫梁上定位橋面板，缺口槽套入橫梁上的縱梁扣，讓橋面板工形肋卡入縱梁扣中，橋面板即就位，之后用U型螺栓連接固定。中間橋面板則直接放在橫梁上，用U型螺栓連接固定。橋面板側面設有路緣螺栓孔，供安裝路緣。需要特別注

19、意是：1）橋面板缺口槽是偏向一側的，故說明橋面板是有方向性的，在安裝了中間橋面板后，容易找正橋面板的方向，在沒有安裝中間橋面板時，要注意找正橋面板的方向后才安裝，以免返工。2）由于橋面凈寬只有3.7m，而中間橋面板又較窄，車輪作用不到上面去，如果只作為臨時應急或軍用鋼橋，不過往行人，可以不裝。3）在安裝下一節(jié)相鄰橋面板之前，應將U型螺栓穿入本節(jié)橋面板的U型螺栓孔，并擰上螺母，以免在裝上了下一節(jié)相鄰橋面板之后穿入U型螺栓困難。 2.2.2.14 路緣 2.2.2.15 U型螺栓和L形螺栓 2.2.2.16 路緣螺栓路緣螺栓M1630，見圖2-51。路緣螺栓用于路緣與橋面板的連接，其規(guī)格與尺寸，可

20、采用國家標準，在市場上購買。 2.2.2.17 端柱（陰頭端柱和陽頭端柱）端柱分陰頭端柱和陽頭端柱兩種，它的作用在于將鋼橋上的荷載傳遞到橋座上。陰頭端柱安裝在桁架的陽頭上，陽頭端柱則安裝在桁架的陰頭上。在端柱下部的外側設有短懸臂，短懸臂上有一栓釘，其目的是為了在端柱上安放橫梁，以保持鋼橋上橫梁之間的距離，適應安裝橋面系構件。在短懸臂的上方有一活動壓架，以代替橫梁夾具的作用把橫梁扣牢，用短懸臂上的螺栓鎖緊。 陽頭端柱安裝（尾端） 陰頭端柱安裝（首端） 2.2.2.18 橋座 橋座由底板、肋板和軸梁等組成。橋座的作用就是將端柱傳來的荷載，通過它再傳給座板，再由座板傳給地基，或者直接由橋座傳給地基。

21、 2.2.2.19 座板 橋座和座板安裝 橋座和座板安裝（雙排） 橋座和座板安裝（三排） 2.2.2.20 橋頭搭板（配合鋼橋面板） 橋頭搭板安裝 2.2.2.21 縱梁（有扣縱梁和無扣縱梁，木橋面板用） 有扣縱梁和無扣縱梁布置 2.2.2.22 橋面板（木橋面板） 圖2-70 橋面板安裝 2.2.2.23 護輪木和護木螺栓（使用木橋面板時用） 2.2.2.24 橋頭搭板（有扣搭板和無扣搭板，木橋面板用） 橋頭搭板分為有扣搭板和無扣搭板。橋頭搭板與橋面的縱梁相似，只是兩端做成斜面，并焊有弧形支座，以降低斷面高度，并保持與橋面平順；并且搭板中間的工字鋼兩邊還焊接有兩個彎板，便于與橫梁的縱梁扣相扣

22、，避免搭板從橫梁滑出。 有扣搭板 無扣搭板 橋頭搭板安裝 橋頭搭板布置 2.2.2.25 搭板支座 2.3 裝配式公路鋼橋的安裝工具 裝配式公路鋼橋的安裝工具分為特種安裝工具和通用工具。特種安裝工具的設計是由裝配式公路鋼橋的性質所決定。對于一種主要依靠人力來架設的可達幾十噸的鋼橋，沒有特種工具是不行的。當然在和平時期和條件許可的情況下，使用大型機電設備來架設更省時省力，但在應急情況和極端條件下，依然要依靠人力和特種工具來架設，因此掌握特種工具及其使用是十分必要的。 2.3.1 特種工具 2.3.1.1 平滾 2.3.1.2 搖滾 搖滾樣盤 平滾樣盤 2.3.1.3 樣盤（搖滾樣盤和平滾樣盤）

23、2.3.1.4 下弦接頭 2.3.1.5 斜面弦桿（陰頭斜面弦桿和陽頭斜面弦桿） 斜面弦桿分陰頭斜面弦桿與陽頭斜面弦桿兩種，見圖2-111和圖2-112。 斜面弦桿僅用于加強型的鋼橋，安裝在置下位置的加強弦桿首尾兩端，321鋼橋用桁架銷和斜面弦桿尾部的彎鉤（ZB-200鋼橋用螺栓）與桁架的下弦桿連接，見圖2-113。用它可使加強弦桿與桁架的下弦桿之間平順過渡，并使鋼橋在推出時可從平滾和搖滾上順利通過。 321斜面弦桿 ZB-200斜面弦桿 斜面弦桿安裝 2.3.1.6 弦桿千斤頂（菱形千斤頂、陰頭墊鐵和座架） 弦桿千斤頂用于321鋼橋。弦桿千斤頂由下列三個部分組成，即菱形千斤頂、座架和陰頭墊塊。弦桿千斤頂僅當安裝雙層鋼橋的上層桁架時才使用。鋼橋在裝完第一層后，由于自重及桁架銷銷孔間的空隙，將會產生下彎或上拱現(xiàn)象，從而使裝上層桁架時銷孔錯位。此時必須用弦桿千斤頂將上層桁架推或拉就位后，桁架銷才能插入。 用螺栓和座架尾部的栓釘與桁架上弦桿連接（插入上弦桿支撐架孔）。座架的頭部有一個活動搭扣，用銷子與菱形千斤頂連接，將千斤頂產生的拉力或推力傳給座架。 弦桿千斤頂?shù)氖褂茫ò惭b上層桁架或將單層鋼橋改建成雙層）：1）當鋼橋下彎時，欲裝上層桁架，上層桁架前后兩片桁架的上部銷孔可以毫無困難地對準，插入桁架銷。但桁架的下部銷孔由于下層鋼橋上弦桿的下垂，必然錯開，要借外部力量