鑄鋼節(jié)點在輕型橋梁結構中的應用研究

摘要：鑄鋼節(jié)點以其拓撲形狀適應性強、受力性能好、施工方便等特點，適用于輕型管狀結構橋梁。輕型橋 梁中的鑄鋼節(jié)點按其連接作用類型可分為：鑄鋼交匯節(jié)點、鑄鋼支點以及鋼一混結合面的鑄鋼齒狀節(jié)點等。結合 鑄鋼節(jié)點在輕型橋梁結構中的應用優(yōu)勢,介紹其在橋梁中的應用情況，并探討橋梁鑄鋼節(jié)點需要進一步研究的問題。

關鍵詞：橋梁工程；輕型橋梁；鑄鋼節(jié)點；管狀結構；樹狀橋墩

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

隨著輕型橋梁結構的進一步發(fā)展，管狀結構在 橋梁工程中極具發(fā)展?jié)摿ΑＴ卺娪霉軤顦嫾臉蛄?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技術瓶頸，而整體 鑄鋼節(jié)點是解決這一問題的好方法。目前，釆用鑄 鋼節(jié)點與管狀構件的橋梁在我國還是空白；相比之 下，鑄鋼節(jié)點在我國的大型建筑結構（體育場館、會 展中心、航站樓等）工程中已得到較多的應用⑴。

鑄鋼節(jié)點配合管狀構件在橋梁工程應用中的優(yōu) 勢主要表現為：1.鑄鋼節(jié)點在工廠整體鑄造，避免了 管狀構件焊接節(jié)點的相貫線切割及交叉焊縫，從而 減少熱影響區(qū)的缺陷和殘余應力，保證了節(jié)點區(qū)域 優(yōu)良的力學性能；2.鑄鋼節(jié)點可以有復雜的外形和 內腔，可按受力狀況采用合理的拓撲形狀;3.鑄鋼節(jié) 點的化學成份要求很高，材質均勻且具有良好的強 度、塑性、韌性、可焊性及疲勞性能等；4.鑄鋼節(jié)點既 可用于橋梁結構中的管狀構件交匯處，也可用于管 狀構件與混凝土構件的連接面等，其與周圍桿件的 連接方式主要為焊接，也可根據需要設計成螺紋連 接或銷軸連接形式。

總之，鑄鋼節(jié)點將節(jié)點與構件的焊接部位轉移 到應力比較平順的節(jié)點區(qū)之外，可以大大提高橋梁 結構的組拼質量、施工速度和耐久性，有利于促進橋 梁結構向輕質、高效方向發(fā)展。

2輕型橋梁中的鑄鋼節(jié)點形式

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

3鑄鋼節(jié)點在橋梁工程中的應用

目前在歐洲尤其是德國，鑄鋼節(jié)點配合管狀構 件在橋梁工程中已得到一定應用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)點在國外的人行橋中得到了很多應用， 如鋼一混連接部位及管狀構件的交匯部位。

  鋼結構鑄鋼件

3.2公路橋

德國斯圖加特的內森巴赫橋是一座鋼一混組合結構公路橋梁,位于狹長而秀美的內森巴赫山谷，其流暢的線形、通透的結構形式，宛若空中交通聯(lián)廊掩映在郁郁蔥蔥的谷底，實現了結構功 能與環(huán)境的高度統(tǒng)一。橋梁結構中的混凝土橋面板 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 的連接部位應用了鑄鋼齒狀節(jié)點，鋼管桁架和樹狀鋼管橋墩釆用了鑄鋼交匯節(jié)點。德國的圣奇里安橋同樣采用了類似的鑄鋼節(jié)點。

德國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。管狀構件的鑄鋼交匯節(jié)點、鋼一混結合部位的鑄鋼齒狀節(jié)點以及鑄鋼支點在上述兩橋中均得到了應用。

3.3鐵路橋

德國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。上述橋梁中均應用了管狀構件的鑄鋼交匯節(jié)點和鋼一混結合部位的鑄鋼齒狀節(jié)點。