鑄鋼節(jié)點(diǎn)在輕型橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究

摘要：鑄鋼節(jié)點(diǎn)以其拓?fù)湫螤钸m應(yīng)性強(qiáng)、受力性能好、施工方便等特點(diǎn)，適用于輕型管狀結(jié)構(gòu)橋梁。輕型橋 梁中的鑄鋼節(jié)點(diǎn)按其連接作用類型可分為：鑄鋼交匯節(jié)點(diǎn)、鑄鋼支點(diǎn)以及鋼一混結(jié)合面的鑄鋼齒狀節(jié)點(diǎn)等。結(jié)合 鑄鋼節(jié)點(diǎn)在輕型橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),介紹其在橋梁中的應(yīng)用情況，并探討橋梁鑄鋼節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)一步研究的問題。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；輕型橋梁；鑄鋼節(jié)點(diǎn)；管狀結(jié)構(gòu)；樹狀橋墩

在橋梁工程中，鑄鋼件主要應(yīng)用于形狀復(fù)雜、應(yīng) 力集中的結(jié)構(gòu)部位，如：鑄鋼支座（搖軸支座和輻軸 支座）、耳板銷接節(jié)點(diǎn)、鑄鋼索夾、懸索橋鞍座等。

隨著輕型橋梁結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展，管狀結(jié)構(gòu)在 橋梁工程中極具發(fā)展?jié)摿ΑＴ卺娪霉軤顦?gòu)件的橋梁 中，由于在桿件交匯處直接釆用焊接或栓接存在困 難，其制造及受力可靠性成為一個(gè)技術(shù)瓶頸，而整體 鑄鋼節(jié)點(diǎn)是解決這一問題的好方法。目前，釆用鑄 鋼節(jié)點(diǎn)與管狀構(gòu)件的橋梁在我國(guó)還是空白；相比之 下，鑄鋼節(jié)點(diǎn)在我國(guó)的大型建筑結(jié)構(gòu)（體育場(chǎng)館、會(huì) 展中心、航站樓等）工程中已得到較多的應(yīng)用⑴。

鑄鋼節(jié)點(diǎn)配合管狀構(gòu)件在橋梁工程應(yīng)用中的優(yōu) 勢(shì)主要表現(xiàn)為：1.鑄鋼節(jié)點(diǎn)在工廠整體鑄造，避免了 管狀構(gòu)件焊接節(jié)點(diǎn)的相貫線切割及交叉焊縫，從而 減少熱影響區(qū)的缺陷和殘余應(yīng)力，保證了節(jié)點(diǎn)區(qū)域 優(yōu)良的力學(xué)性能；2.鑄鋼節(jié)點(diǎn)可以有復(fù)雜的外形和 內(nèi)腔，可按受力狀況采用合理的拓?fù)湫螤?3.鑄鋼節(jié) 點(diǎn)的化學(xué)成份要求很高，材質(zhì)均勻且具有良好的強(qiáng) 度、塑性、韌性、可焊性及疲勞性能等；4.鑄鋼節(jié)點(diǎn)既 可用于橋梁結(jié)構(gòu)中的管狀構(gòu)件交匯處，也可用于管 狀構(gòu)件與混凝土構(gòu)件的連接面等，其與周圍桿件的 連接方式主要為焊接，也可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成螺紋連 接或銷軸連接形式。

總之，鑄鋼節(jié)點(diǎn)將節(jié)點(diǎn)與構(gòu)件的焊接部位轉(zhuǎn)移 到應(yīng)力比較平順的節(jié)點(diǎn)區(qū)之外，可以大大提高橋梁 結(jié)構(gòu)的組拼質(zhì)量、施工速度和耐久性，有利于促進(jìn)橋 梁結(jié)構(gòu)向輕質(zhì)、高效方向發(fā)展。

2輕型橋梁中的鑄鋼節(jié)點(diǎn)形式

在管狀輕型結(jié)構(gòu)橋梁中，根據(jù)鑄鋼節(jié)點(diǎn)的連接作用分為3種類型：1.管狀構(gòu)件的鑄鋼交匯節(jié)點(diǎn)；2.鑄鋼支點(diǎn)；3.鋼一混結(jié)合面的鑄鋼齒狀節(jié)點(diǎn)。

3鑄鋼節(jié)點(diǎn)在橋梁工程中的應(yīng)用

目前在歐洲尤其是德國(guó)，鑄鋼節(jié)點(diǎn)配合管狀構(gòu) 件在橋梁工程中已得到一定應(yīng)用m ,包括人行橋、 公路橋和鐵路橋（見表Do

3.1人行橋

鑄鋼節(jié)點(diǎn)在國(guó)外的人行橋中得到了很多應(yīng)用， 如鋼一混連接部位及管狀構(gòu)件的交匯部位。

  鋼結(jié)構(gòu)鑄鋼件

3.2公路橋

德國(guó)斯圖加特的內(nèi)森巴赫橋是一座鋼一混組合結(jié)構(gòu)公路橋梁,位于狹長(zhǎng)而秀美的內(nèi)森巴赫山谷，其流暢的線形、通透的結(jié)構(gòu)形式，宛若空中交通聯(lián)廊掩映在郁郁蔥蔥的谷底，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)功 能與環(huán)境的高度統(tǒng)一。橋梁結(jié)構(gòu)中的混凝土橋面板 支承在鋼管桁架上，而上述兩者的重量又被幾個(gè)樹 狀鋼管橋墩支承。該橋中的鋼管桁架與混凝土橋面 的連接部位應(yīng)用了鑄鋼齒狀節(jié)點(diǎn)，鋼管桁架和樹狀鋼管橋墩釆用了鑄鋼交匯節(jié)點(diǎn)。德國(guó)的圣奇里安橋同樣采用了類似的鑄鋼節(jié)點(diǎn)。

德國(guó)的夏頓恩橋與昆特一慕新根橋分別為鋼一混凝土組合拱橋、管狀桁 架組合梁橋。管狀構(gòu)件的鑄鋼交匯節(jié)點(diǎn)、鋼一混結(jié)合部位的鑄鋼齒狀節(jié)點(diǎn)以及鑄鋼支點(diǎn)在上述兩橋中均得到了應(yīng)用。

3.3鐵路橋

德國(guó)柏林的新建火車站中的所有橋梁都被鋼管 樹狀橋墩支承。車站附近跨漢布特港 (Humboldthafen)河的橋梁為鋼一混組合拱橋。上述橋梁中均應(yīng)用了管狀構(gòu)件的鑄鋼交匯節(jié)點(diǎn)和鋼一混結(jié)合部位的鑄鋼齒狀節(jié)點(diǎn)。