铝合金在桥梁工程中应用

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1、铝合金在桥梁工程中应用　　摘要：铝合金作为一种新型的高性能建筑材料，具有密度小、强重比高、耐腐蚀、焊接性能好、易于装配、维护费用低及可循环利用等诸多优点，在土木工程中的应用越来越广，在桥梁工程中的应用也越来越引起人们的兴趣与重视。本文介绍了国内外铝合金桥梁应用实例及科技研发状况，并针对铝合金结构桥梁发展中存在的问题，提出了建议。中图分类号：TS912文献标识码：A1.概述铝合金材料因为具有其强重比高、耐腐蚀、断裂韧性和疲劳强度高、焊接性能好等诸多优点，在机械、航天、航空、船舶、汽车制造、军工、包装、电子和电力等领域得到广

2、泛应用。正是这些优点使得铝合金成为一种新型的建筑材料，开始应用于土木结构当中。铝合金结构桥梁在欧洲和北美已经有了很多实例，中主要应用于桥面板、主梁等受力构件。在我国，铝合金结构桥梁目前只在城市人行天桥中采用。2.国内、外铝合金桥梁发展概况2.1国外铝合金桥梁发展概况8铝合金在桥梁工程中的应用已有80多年的历史了。1933年，美国最先将铝合金材料应用于史密斯菲尔德街桥的桥面板上[1]。1946年，世界上第一座全铝合金结构的桥梁在美国纽约建成。此后，北美相继修建了一批铝合金桥梁，1946-1963年间，共建造9座铝合金桥梁，

3、其中8座目前仍在使用。8在欧洲，20世纪50年代至70年代，由于钢材价格上涨，加之钢桥成桥后维修费用高，人们开始寻找新的材料代替钢材，铝合金材料因其强重比高、耐腐蚀、维护费用低及可循环利用等特点符合了当时对桥梁结构材料的要求，使之铝合金桥梁得到了快速发展。其中德国在1950年-1970年间，共建造铝合金桥梁20座，包括人行桥和公路桥。1964年，英国在梅德斯通修建跨越Medway河的人行铝桥（悬索桥），跨径180m，桥面板采用薄铝结构，用6082-T6铝合金制成，其他部分用6063-T5铝合金制成。采用倒V型钢架，纤细的

4、桥身，碳纤维和不锈钢栏杆，使该桥异常轻巧，使整个桥轻盈的漂浮在Medway河上，加上铝合金材料的金属光泽，为整个桥增加了现代色彩，对视觉形成强烈的冲击，令人耳目一新。该桥荣获多项欧洲设计奖项。法国在20世纪70年代初期，修建了2座公路铝桥，第一座位于蒙梅勒，跨越索恩河，最初该桥的上部结构采用钢木结构，目前已被全桁架结构所代替。第2座位于格罗莱，跨越罗讷河，跨径174m，其中桁架主梁采用6082R31型铝合金，桥面板由原来的钢木组合结构替换为轻质混凝土结构【2】。1998年意大利借鉴法国两座桥改建的经验，对二战中受损严重的

5、雷亚尔.费迪南多悬索桥进行了翻新，纵梁采用7020T6型铝合金，横梁采用6060T6型铝合金，目前该桥仍在正常运营。荷兰充分利用铝合金质量轻、运输方便的优点分别于1999年、2003年在海尔蒙德和阿姆斯特丹建成一种别具风格的开启式桥，这两座桥分别于1999年和2003年获得“欧洲铝结构奖”。在此基础上，荷兰为了研究运输基础设施的创新方法，设计建造了一座单车道漂浮式公路浮桥，设计车辆最大通行速度为80km/h[2]。1949年，加拿大在魁北克省阿尔维达塞右奈河上建成一座单跨跨径达90m的铝合金桥，该桥桥墩高约15m，整个结

6、构由2014-T6铝合金制成，总质量163t。与原计划修建的钢桥相比，重量减轻约56%[2]。2.2国内铝合金结构桥梁发展概况8由于铝合金桥梁自身的特点很明显，我国已经开始关注铝合金桥梁的应用，2007年德国合作，建成了中国第一座铝合金桥——杭州市庆春路铝合金人行天桥。该桥位于杭州市庆春路与中河路交叉口，该桥采用新型的铝合金桁架结构，平面布置为工字形，有五个不连续的桥梁通过两个平台连接组成。整座桥有德国桥梁工程师设计、安装，所有桥梁结构的铝合金材料也是完全从德国进口，因为是第一座铝合金桥，我国没有相关的经验及材料，引进这

7、座全铝合金桥是为了以后自主设计和修建铝合金桥梁做准备。同年杭州市又一座铝合金人行天桥在环东公寓门口建成运营，该天桥主桥垂直跨国环城东路，桥下净高5.0m，能满足电车的净高要求。2007年9月29日国内首座完全自主设计、自行生产、自行建造的铝合金结构桥梁—上海徐家汇人行天桥工程在徐家汇漕溪北路投入运行，该桥外形类似“白渡桥”连接徐家汇第六百货以及太平洋百货。主材为6061-T6铝合金，单跨23m，宽度6m，主桥高2.6m，桥净高4.6m。铝合金天桥自重仅150kN，最大载质量可以达到50t，远低于“地铁上建设天桥总荷载不得

8、超过700KN”的标准，确保了该处地下地铁运行的安全且有效地缓解了该路段人行通道的拥挤状况。2008年7月，作为北京市迎奥运重点工程的西单商业区人行天桥工程投入试运行，铝合金上部结构为外资公司承建，主要铝合金型材（6082-T6铝合金型材）均为国内生产，铝合金步道板等附件从国外进口，为6005-T6铝合金。其中新建一