城市临时桥展望
2015-10-21白学松傅萱
白学松 傅萱
【摘要】为了缓解城市施工建设对道路交通产生的影响,在城市发展建设的同时塑造良好的城市形象,并实现城市的可持续发展,本文在分析当前城市交通形势的基础上,从搭建过程、材料性能、结构受力等几个方面论证了建造可拆卸、可转移的钢结构桁架、铝合金结构桥面悬索桥的可行性,为各城市疏导交通、避免安全隐患提供了有价值的参考。
【关键词】交通拥堵;安全隐患;临时桥;疏导交通
1.绪论
随着城市的发展,各种工程建设项目正在如火如荼的进行着,但这些工程项目不免位于交通繁忙的主干道上,施工周期长,施工期间会不同程度地封闭车道、阻断交通,对交通运行和居民出行造成很大的影响,还增加了其他道路的交通压力,埋下了安全隐患。如何做到“安全交通”事关城市的可持续发展。本文正是为解决这类问题而进行的探究
1.1研究背景
车流量的增加,单位面积的交通负荷随之增加,“平面交通”已经无法解决此问题,所以必须采用“立体交通”。又因为此时的交通拥堵具有暂时性,为了满足人们的出行需要,给人民一个和谐的交通环境,建造的立体交通系统必须具备以下特点:临时性;可快速搭建;可拆卸,可转移;搭建与维护费用低。可拆卸、可转移的钢结构桁架、铝合金结构桥面悬索桥恰好可以达到此要求。
1.2临时桥的结构
临时桥可以是四脚桥架、四路口,也可以是三脚桥架、三路口。本文以三脚桥架、三路口进行分析说明。结构如图1所示:
图 1正视图
2.临时桥的可行性分析计算
2.1钢结构桁架的性能分析
高强钢是合金结构钢,它具有良好的综合力学性能、焊接性能及低温冲击韧性,冷冲压及可切削性均好,和普通钢相比,成分上多了一点锰,除具有同样好的塑性和焊接性外,而屈服强度却提高50%左右,耐大气腐蚀约提高20--38%,低温冲击韧性也比普通钢优越。 钢结构三角桁架稳定性强,充分发挥了杆件的潜力,节约用材和搭建时间;触地面积小,需要的作业空间小;可模块化生产并进行快速拼装;可生产不同的组件以应对不同的高度,跨度等。
2.2铝材料的性能
1、采用铝合金材料代替钢材或混凝土建造桥梁的上部结构可以大大减少结构自重和、承重荷载,将有效降低造价。
2、强度高,经过一定程度的冷加工可强化基体强度.
3、表面易自然生产一层致密牢固的三氧化二铝保护膜,能很好的保护基体不受腐蚀。
4、添加一定的合金元素后,可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。
5、易回收、再处理成本低、回收剩余价值高、环境保护好。
6、容易挤压成型,可以得到任何形状的型材,满足结构的不同需要。
7、工业化生产、施工周期短。所有构件均可在工厂制作、现场拼装、现场焊接量小、无养护期、不受工期影响,可缩短工期。
2.3悬索结构性能分析
铝合金结构桥面僅靠二十多条高强度钢悬索与钢桥架构成一个整体,无须加固既有桥梁的基础和基本桥跨结构,大大减轻结构的自重,较经济的跨越很大的跨度,便于创造优美的造型。侧向拉索确保桥面不受大风等天气的影响,桥面与地面无接触,可应对下方的复杂地形。
3.临时桥的搭建与使用
使用模拟如图2所示,铝合金结构桥面通过引桥与路面相连,且上下引桥与地面的接触要交错开。上,中,下(原路面)三层都可以通车。
图 2实地模拟图
可将三角桥架的顶部改建为调度平台,实现全场指挥。为保持稳定性,可以在三个支架底端安装液压装置。桥采用上下双层分流,每层三向交通形成环线,上层与下层连通,对于疏导交通有非常大的优势。侧向拉索确保桥面不受大风等天气的影响,桥面与地面无接触。
3.1桁架的拼装
先把三个桁架底座的位置选好,采取“自下而上”的顺序,三方一起开工。桁架模块图如图3桁架分解图所示:
图3桁架分解图
3.2桥面的组装
桥主架使用轻质的铝合金结构,桥面共分为12部分,如图4所示。各部分吧通过大型螺栓进行连接。路面铺以铝合金车道板。
引桥也使用铝合金结构桥面板,具体规格根据路面实地情况来确定。
图4
3.3悬索的吊装
高强钢悬索共需要24条。当桁架与桥面拼装好后就可以采用“空中穿线法”进行悬索的吊装了。
悬索在等距离的位置上要加上索夹,事先计算好长度的悬挂索被架在索夹上。这些悬挂索的另一端将来要固定桥面,使用专门的起重机,把悬索挂在桥面上。桥面从桥架下的地面上吊起。当桥面被挂上后,通过调节悬索可以使桥面达到计划的高度。
4.应用前景与展望
现在已建的桥梁大多数为较笨重的混凝土桥或纯钢桥,它们的劣势在要求快节奏,高速度,易建造,省材料的时代背景下已经越来越明显,我们的临时桥具有明显的优势,对优化建筑业产业结构,提高产业整体水平,实现可持续发展等均具有重大意义。可以预测,此桥在我国必将得到广泛应用和发展。
参考文献:
1.《城市道桥与防洪——桥梁结构》 2012年3月第3期
2. 姚常华 《铝合金结构桥梁的发展现状、前景与建议》
3. 杨建国 《西单铝合金桁架人行天桥载荷试验及承载能力分析》
4. GB 50429—2007 《铝合金结构设计规范》