中國焊接鋼橋四十年

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1、中國焊接鋼橋四十年清華大學(xué)陳伯蠡?⒈中國鋼橋發(fā)展概況常見的鋼橋型式有：梁橋（I型板梁、桁梁、箱梁），拱橋（系桿拱、下承拱、上承拱、中承拱），以及懸索橋和斜拉橋等。大跨徑公路鋼橋主要是懸索橋（圖1a）和斜拉橋（圖1b）；鐵路鋼橋多為梁橋和拱橋。圖1c為低塔斜拉公鐵兩用梁橋。按造橋方法，鋼橋可分為：?ab?????????Cd圖1焊接鋼橋的幾種橋型a---西陵長江大橋(公路橋)；b---南京長江二橋（公路橋）；c---蕪湖長江大橋（公鐵兩用橋）；d---貴州北盤江大橋（鐵路橋）鉚接橋(工廠制造和工地拼接均為鉚接)、栓焊橋(工廠制造為焊接，工地拼接為高強(qiáng)度螺栓連接)和全焊橋(工廠制造和工地

2、拼接均為焊接)。栓焊橋和全焊橋統(tǒng)稱為焊接橋。我國僅在長江上已有各種型式的橋梁29余座，其中接近半數(shù)為鋼橋?！叭f里長江成了中國當(dāng)代橋梁的展臺(tái)。”（北京日報(bào)，2002.07.17）。關(guān)于焊接鋼橋，可以公路橋?yàn)閷ο笞鞅容^，按大跨徑懸索橋的跨徑L≥600m，大跨徑斜拉橋L≥400m，進(jìn)行不完全統(tǒng)計(jì)，90年代以來中國已建成大跨徑懸索橋7座，大跨徑斜拉橋10座；同時(shí)期國外建成的大跨徑懸索橋有10座（其中日本6座），大跨徑斜拉橋有15座（其中日本6座）。按跨徑大小排序〔1〕〔2〕，在世界上建成的全部懸索橋中排名前十位的焊接鋼橋中，中國有2座：江陰長江大橋（L=1385m）排名第四，香港青馬大橋（L

3、=1377m）排名第五；日本明石海峽大橋L=1990m，居首位；丹麥的GreatBelt大橋L=1624m，排名第二。而在全部斜拉橋排名前十位的焊接鋼橋中，日本的多多羅大橋L=890m，居首位；中國有6座橋，排名第三、四、五、六、七和第九（南京長江二橋L=628m，排第三位；武漢長江三橋L=618m，排第四位）。其中“不少已躋身‘世界級(jí)’橋梁，展示出中國當(dāng)代建橋技術(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)水平”。（北京日報(bào)2002.07.17）。1996年布達(dá)佩斯國際焊接鋼橋會(huì)議中，日本東京大學(xué)伊藤教授在題為“東亞焊接橋的技術(shù)進(jìn)展”〔2〕(p.67)中講了日本的情況，并著重評(píng)述了中國鋼橋的發(fā)展，“中國當(dāng)前正在

4、蓬勃開展經(jīng)濟(jì)工作，條件允許，也需要在廣闊的中國大地上大規(guī)模建設(shè)永久性基礎(chǔ)設(shè)施。在建設(shè)大跨度索承載橋（cable-supportedbridge）方面，中國僅次于日本，也有顯著的成就?！薄埃ㄖ袊┠壳罢诜浅７e極地開發(fā)焊接橋梁?！薄瓣P(guān)于焊接橋，中國工程技術(shù)人員正努力開發(fā)幾百米跨徑的全焊結(jié)構(gòu)?！睂?shí)際上他還并不完全了解中國的發(fā)展情況。這時(shí)中國已經(jīng)建成第一座全焊鋼橋，即西陵長江大橋（L=900m，單跨懸索鋼橋，1996年）。當(dāng)然，這較之世界上第一座全焊懸索鋼橋Severn大橋（英國，1966年，L=987.6m）晚了30年。在〔2〕中，伊藤教授提到：“日本鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)超過了其它所有國家”，“

5、研究開發(fā)了多種用于日本鋼橋的焊接技術(shù)，但迄今為止，關(guān)于工地焊接方面似乎還有些保守。”這說明當(dāng)時(shí)日本還未全力開發(fā)全焊鋼橋。看來，中國焊接鋼橋已經(jīng)開始疾步趕上并進(jìn)入了世界的先進(jìn)行列。為了便于了解，將我國近50年來有代表性的鋼橋按建成年代排序，如表1所示。所謂有代表性，不涉及任何方面評(píng)價(jià)問題，而是為說明各時(shí)期橋型、鋼材及鋼梁制造安裝方法等的演變。中國焊接鋼橋的發(fā)展并不是一蹴而就的，而是設(shè)計(jì)、冶金、焊接各方面工程技術(shù)人員和技術(shù)工人密切配合，經(jīng)歷了幾個(gè)階段，努力不懈地試驗(yàn)研究，攻克一個(gè)個(gè)難關(guān)，才可以取得令世人矚目的成果。中國鋼橋是從建設(shè)鐵路橋起步的，相當(dāng)長的時(shí)間里是采用鉚接制造技術(shù)。采用的鋼材

6、是低碳鋼。60年代初，開始栓焊鋼橋的研制，并于1962年和1964年分別建成雒容(L=44.62m)和浪江(L=61.44m)兩座試點(diǎn)鋼橋，取得了初步經(jīng)驗(yàn)。修建成昆鐵路時(shí)，西南鐵路建設(shè)總指揮部于1965年組成“栓焊梁戰(zhàn)斗組”，集合有鐵路系統(tǒng)內(nèi)外19個(gè)單位共68人。其中，清華大學(xué)與哈爾濱焊接研究所擔(dān)負(fù)焊接試驗(yàn)工作，中國科學(xué)院聲學(xué)研究所負(fù)責(zé)超聲波探傷開創(chuàng)工作。以成昆鐵路建設(shè)為契機(jī)，中國開始進(jìn)入了栓焊鋼橋時(shí)代。成昆鐵路全線共建成栓焊鋼橋44座122孔，用鋼量1.2萬噸(16Mnq），高強(qiáng)螺栓100萬套?！八ê附Y(jié)構(gòu)基本上代替了鉚接結(jié)構(gòu)，是我國鋼橋技術(shù)的一次重大改革，并為我國鋼橋的進(jìn)一步發(fā)展提

7、供了大量實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，起到了促進(jìn)作用?！薄?〕我國在70～80年代，橋梁用鋼的質(zhì)量不理想，同時(shí)也存在對焊接技術(shù)可靠性的疑慮，而妨礙焊接技術(shù)在橋梁鋼結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用。1966年列為當(dāng)時(shí)重點(diǎn)工程的枝城長江大橋（701橋），為三跨連續(xù)桁梁鐵路橋，L=160m，原設(shè)計(jì)為栓焊梁。專為該橋開發(fā)了新橋梁鋼15MnVNq，并進(jìn)行了全部的焊接性和焊接工藝試驗(yàn)；但最終仍將栓焊結(jié)構(gòu)改變?yōu)殂T接結(jié)構(gòu)。只當(dāng)15MnVNq鋼經(jīng)過不斷優(yōu)化，并將白河大橋作為試驗(yàn)橋取得成功后，才在1992年應(yīng)用于