钢栈桥的结构和特点

基础部分

桩基础:在水域或软土地基等复杂地质条件下,钢栈桥常采用桩基础。钢管桩是较为常见的一种,其直径根据栈桥的荷载要求和地质条件确定,一般在 400 - 1000mm 左右。桩长则根据持力层的深度来设计,有的可达几十米。这些钢管桩通过打桩设备(如振动锤)打入地下,桩顶设置桩帽,用于连接上部结构。

扩大基础:在地质条件较好的地方,可采用扩大基础。它是通过开挖基坑,然后浇筑混凝土基础,基础尺寸通常比上部结构的立柱尺寸大,以分散栈桥传递下来的荷载。基础底部一般会铺设一定厚度的碎石垫层,用于增强地基的承载能力和均匀性。

下部结构(桥墩 / 立柱)

钢管立柱:由钢管制成,其管径和壁厚根据栈桥的荷载和跨度来确定。钢管立柱通常是垂直设置,其底部与桩基础的桩帽或扩大基础连接,连接方式可以是焊接或螺栓连接。在高度方向上,根据栈桥的设计要求,可能会设置多层横撑,用于增强立柱的稳定性。

型钢组合立柱:除了钢管立柱,也可以采用型钢(如工字钢、槽钢等)组合成立柱结构。这种立柱通过焊接或螺栓将不同型钢拼接在一起,形成具有足够强度和刚度的立柱。其与基础的连接方式和钢管立柱类似,且同样需要设置横撑来保证稳定性。

上部结构(梁体)

主纵梁:多采用型钢梁(如工字钢、H 型钢等)或贝雷梁。型钢梁具有较高的强度和较好的加工性能,其规格根据栈桥的荷载和跨度选用。贝雷梁是一种标准化的桁架梁,由多个单元通过销子或螺栓连接而成,具有组装方便、承载能力强的特点。主纵梁通常平行于栈桥的长度方向布置,间距根据设计要求确定,一般在 1 - 3m 左右。

横梁:垂直于主纵梁设置,用于将主纵梁连接成一个整体,并将桥面荷载均匀地传递给主纵梁。横梁一般采用槽钢或工字钢,其间距根据桥面面板的尺寸和承载要求确定,通常在 0.5 - 1.5m 之间。横梁与主纵梁之间通过焊接或高强螺栓连接。

桥面板:可以是钢板、花纹钢板或钢筋混凝土板。钢板桥面板厚度一般在 6 - 16mm 之间,具有自重轻、安装方便的特点;花纹钢板则能提供更好的防滑性能。钢筋混凝土桥面板厚度通常在 10 - 750px 之间,它的承载能力强,耐久性好,但自重较大。桥面板与横梁之间通过焊接、螺栓连接或预埋件连接。

特点

强度高、稳定性好

钢栈桥的主要材料是钢材,钢材具有较高的强度和弹性模量,能够承受较大的轴向压力、拉力和弯矩。通过合理的结构设计,如采用桁架结构(贝雷梁)或合理布置梁体的支撑体系,能够有效地提高栈桥的稳定性,使其在承受车辆、设备等荷载以及风荷载、水流力等自然力作用时,能够保持结构的安全和稳定。

施工速度快

由于钢结构构件可以在工厂预制加工,其尺寸和质量能够得到精确控制。在施工现场,这些预制构件可以通过起重机等设备快速进行组装,大大缩短了施工周期。例如,与传统的混凝土栈桥相比,钢栈桥的施工速度可以提高数倍,尤其是在一些紧急工程或对工期要求严格的项目中,这一优势更为明显。

适应性强

钢栈桥可以根据不同的使用场景和荷载要求进行灵活设计。无论是跨越河流、山谷的不同跨度,还是在不同的地形(如软土地基、岩石地基等)和环境(如海上、山区等)条件下,都可以通过调整基础形式、梁体结构和构件尺寸来满足要求。而且,钢栈桥的构件可以拆卸和重新组装,方便在不同地点重复使用。

耐久性和防腐性

钢材本身具有一定的耐久性,但在恶劣的环境条件下(如潮湿、有腐蚀性介质的环境),容易发生腐蚀。为了提高钢栈桥的耐久性,通常会采取防腐措施,如表面涂刷防腐涂料、热浸镀锌等。经过适当防腐处理的钢栈桥可以在较长时间内保持良好的性能,延长其使用寿命。

便于维护和检修

钢栈桥的结构相对简单、直观,便于对其进行日常维护和定期检修。可以通过检查构件的连接部位是否松动、钢材表面是否有腐蚀等情况,及时发现并处理潜在的安全隐患。而且,由于钢结构的修复技术比较成熟,如焊接修补、更换损坏的构件等操作相对容易,能够快速恢复栈桥的正常使用功能。