鐵路橋梁工程技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)分析

洪慧鵬（吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 吉林 132000）

?

鐵路橋梁工程技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)分析

洪慧鵬
（吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 吉林 132000）

摘 要：鐵路橋梁工程技術(shù)一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，隨著社會的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，我國鐵路橋梁在工程建設(shè)上也頗有成果，無論是材料、設(shè)備上的更新，還是工程技術(shù)上的突破，都足以證明我國在鐵路橋梁建設(shè)的實(shí)力，當(dāng)然對于國外的先進(jìn)的橋梁工程技術(shù)我們也要虛心學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。本文將對國內(nèi)外鐵路橋梁工程技術(shù)發(fā)展進(jìn)行系統(tǒng)性的闡述。

關(guān)鍵詞：鐵路橋梁；材料；工程技術(shù)；發(fā)展趨勢

1　鐵路橋梁材料的發(fā)展

材料在鐵路橋梁的建設(shè)上起到了至關(guān)重要的作用，材料的發(fā)展意味著鐵路橋梁的發(fā)展，新材料的應(yīng)用為鐵路橋梁的發(fā)展指明了方向，一旦新材料的發(fā)展存在滯后，那新型橋梁的建設(shè)就如同涸澤之魚，失去維系的依據(jù)。就目前來看，仍有部分具備巧妙構(gòu)思的橋梁設(shè)計(jì)因沒有與之匹配的材料而無法投入實(shí)際生產(chǎn)的案例，足以看出新型材料在鐵路橋梁建設(shè)中的重要地位。鐵路橋梁構(gòu)建過程中有兩樣重要材料，為鋼材和混凝土。這兩種材料具有質(zhì)量輕、性能高、功能全的發(fā)展前景。筆者將對鐵路橋梁應(yīng)用材料發(fā)展進(jìn)行闡述。

1.1鋼材材料發(fā)展

現(xiàn)在跨度較大的橋型多為鋼橋類型，鋼橋如此盛行因?yàn)樗陨韮?yōu)勢就受到很多工程師的青睞，包括它的防腐性、可焊性、高強(qiáng)度高韌性和抗疲勞力等性能。如何在原性能的前提下提高鋼橋的強(qiáng)度一直是世界各國橋梁設(shè)計(jì)建造者關(guān)注的話題，不僅提高鋼橋的強(qiáng)度，還要提高鋼橋的韌性、抗疲勞里等其他性能，這凸顯出人類對材料的極致的追求。德國在三十年代就開始生產(chǎn)ST52-3鋼（德標(biāo)低合金鋼），ST52-3鋼中以錳鋼為主材料，再配以硅材料，強(qiáng)度能達(dá)到620MPA，隨后英國在60年代生產(chǎn)出550～640MPA的低碳合金鋼應(yīng)用于鐵路橋梁建設(shè)中，之后美國、蘇聯(lián)、日本等國在鐵路橋梁建設(shè)中也使用了強(qiáng)度較高鋼材料。我國在焊接與應(yīng)用材料上與美國日本就有一定差距，所以我國應(yīng)聯(lián)合冶金部門根據(jù)鐵路橋梁的需求研制出實(shí)用性鋼材，達(dá)到能與國際接軌的程度。

1.2高強(qiáng)度鋼筋、鋼絲與鋼絞線

高強(qiáng)度的鋼筋因?yàn)榫哂薪档托藿ㄙM(fèi)用、提高拼接功能、增強(qiáng)橋垮能力等優(yōu)勢被許多國家推崇，尤其是精軋螺紋形狀的鋼筋，因?yàn)檫@種鋼筋上有不對稱的螺紋，可根據(jù)需求任意切割，再用套筒的螺母連接，這種可自由搭配長短可控的鋼筋已被很多國家應(yīng)用。

英國最早研究的低松弛的鋼絲和鋼絞線被很多國家認(rèn)可并應(yīng)用，究其原因首先他在通過穩(wěn)定處理后松弛率較普通的鋼絲和鋼絞線低2/5～1/5，達(dá)到節(jié)約成本的目的；其次處理后鋼絲和鋼絞線具備更好的屈服強(qiáng)度和韌性；最后他的耐熱性也會相應(yīng)提高。這些特征在鐵路橋梁的運(yùn)用中是至關(guān)重要的，所以也廣泛應(yīng)用各個(gè)國家。

1.3混凝土

應(yīng)用在鐵路橋梁的混凝土一般分為兩類，一類是高強(qiáng)度混凝土，另一類是輕質(zhì)混凝土。高強(qiáng)混凝土我國規(guī)定要高于C60級別強(qiáng)度，但在美國高于41MP的就可定義為高強(qiáng)度混凝土，它實(shí)用又牢靠以及抗擊性大抗壓強(qiáng)度高等特點(diǎn)使其在長期應(yīng)用在鐵路橋梁建設(shè)上。

輕質(zhì)混凝土的材料為輕質(zhì)的骨料，這種材料沒有被廣泛使用主要因?yàn)樗谑褂弥写嬖谝欢ㄈ毕?，比如在小跨徑的鐵路橋梁中運(yùn)用可以減輕自重達(dá)到抗震效果，但在大跨徑的鐵路橋梁就不能達(dá)到效果，所以它的運(yùn)用有局限性。

1.4其他復(fù)合材料

碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料具備質(zhì)量輕和強(qiáng)度大的特質(zhì)，而且熱膨脹系數(shù)低、耐腐蝕抗疲勞等。這些優(yōu)點(diǎn)都讓其備受關(guān)注，盡管許多國家研究的火熱，但鑒于其投入成本高，沒有被廣泛應(yīng)用。

2　橋梁基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展

（1）橋式時(shí)代發(fā)展。我國鐵路橋梁發(fā)展分為以下幾個(gè)時(shí)期：第一段時(shí)期：十九世紀(jì)中期到末期，鐵路橋梁的修建階段，材料多以熟鋼為主，而且很少涉及深水基礎(chǔ)；第二段時(shí)期：二十世紀(jì)初期到末期，鋼橋的發(fā)展突飛猛進(jìn)，鋼筋混凝土材料的橋也慢慢崛起，這個(gè)時(shí)期橋型多以拱橋?yàn)橹鳎藭r(shí)已開始用沉箱和沉井做深水基礎(chǔ)；第三段時(shí)期：二十世紀(jì)中期到今天，我國一直發(fā)展預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋，并同時(shí)開始涉獵新的橋型。

（2）橋梁種類。橋梁種類分為懸索橋、斜拉橋、拱橋等。懸索橋有一個(gè)突出的特點(diǎn)就是其的跨力大，它的跨徑范圍為1000～4000m左右，雖然這種類型的橋在我國應(yīng)用不是很多，但未來也是會有很多發(fā)展前景的。斜拉橋雖然沒有懸索橋跨徑那么大，但是它造價(jià)低和鋼度大的特點(diǎn)為其贏得很多國家的青睞，相比懸索橋的高造價(jià)斜拉橋顯得更加實(shí)用并適用。拱橋也具備跨度大的特點(diǎn)，它的歷史相比前兩個(gè)更加悠久，我國有許多著名的石拱橋，例如小學(xué)課本中的趙州橋，不禁感嘆古人的聰明才智，拱橋在五十年代左右是最興盛的時(shí)期，但由于其他更適合時(shí)代發(fā)展的橋型的出現(xiàn)，它逐漸淡出人們視線，就拱橋修建技術(shù)而言美國、德國及日本仍是技術(shù)水平較為先進(jìn)的國家。

3　施工技術(shù)發(fā)展

（1）橋垮結(jié)構(gòu)的架設(shè)。鐵路橋梁上部結(jié)構(gòu)的架設(shè)修建方法在國內(nèi)外已經(jīng)具備成熟技術(shù)水平，種類繁多。盡管架設(shè)方法上不同但是在施工技術(shù)上都很類似。比如安裝預(yù)制前方法會應(yīng)用在跨度大的鋼橋上，預(yù)制拼接架設(shè)就地支架和平衡懸臂的方法會應(yīng)用在混凝土橋上，我國在混凝土鐵路橋梁建設(shè)中應(yīng)用后者居多。（2）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工。由上述內(nèi)容我們可知，我國進(jìn)入九十年代，已經(jīng)具備先進(jìn)的技術(shù)水平，尤其在鐵路橋梁建設(shè)中的深水基礎(chǔ)已與日本漸漸縮小差距，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工中能利用全自動(dòng)技術(shù)進(jìn)行裝渣、排渣，而且配備精準(zhǔn)的檢測系統(tǒng)來完善整個(gè)流程，充分利用先進(jìn)的技術(shù)可以使鐵路橋梁建設(shè)中深水基礎(chǔ)的施工達(dá)到自動(dòng)機(jī)械化水平。

4　結(jié)語

雖然我國的鐵路橋梁工程技術(shù)發(fā)展水平已經(jīng)達(dá)到世界相關(guān)水平的中上層，但仍有某些方面落后于其他國家，我們要善于學(xué)習(xí)，無論是應(yīng)用材料上還是施工技術(shù)上，畢竟在鐵路橋梁工程上，材料是基礎(chǔ)，技術(shù)是脊梁，通過研發(fā)更加完善的材料和高水平的施工技術(shù)才會使鐵路橋梁工程蓬勃發(fā)展，才能讓我國鐵路橋梁更加安全，建設(shè)效率更高。相信通過我們各方面的不懈努力，進(jìn)入世界先進(jìn)水平隊(duì)伍并引領(lǐng)鐵路橋梁的建設(shè)并不是夢。

參考文獻(xiàn)：

［1］高宗余，方秦漢，衛(wèi)軍.中國鐵路橋梁技術(shù)發(fā)展與展望［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2007（01）.

［2］項(xiàng)海帆，吳定俊.我國鐵路橋梁的現(xiàn)狀和展望［J］.鐵道建筑技術(shù)，2001（02）.

［3］喬健.漫談中國鐵路橋梁發(fā)展的歷程［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2012（03）.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.104