建桥的常用材料有哪些:分清适用场景
建桥的常用材料有哪些,主流包含钢材、混凝土、石材、木材、复合材料,搭配钢筋、预应力钢绞线等辅助用材,钢材适合大跨桥梁,混凝土多用于中小跨梁桥、拱桥,石材适配荷载偏小的仿古景观桥,木材仅适合人行小桥,复合材料多用于附属构件与加固工程,选材要对照桥梁设计荷载、跨度、环境腐蚀等级,长期处于沿海盐雾区域的桥梁优先避开普通碳素钢。
建桥的主材分类与性能
混凝土是国内桥梁用量占比很高的材料,分为普通钢筋混凝土和预应力混凝土,预应力混凝土会提前给构件施加压力,抵消通车后产生的拉力,减少开裂概率,对应规范为JTG3362-2018公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范。普通钢筋混凝土适合跨度20米以内的小桥,预应力混凝土可做到百米级跨度。
钢材以Q355钢、Q420钢为主,自重轻、抗拉能力突出,工厂预制后现场拼装,施工速度快。钢结构桥梁容易生锈,必须配套防腐涂装体系,定期检测涂层破损位置,潮湿环境下维护周期会缩短。
石材包含块石、料石,抗压性能尚可,抗拉能力偏弱,大多做成拱式人行桥或者仿古景观桥,不能承担重型车流荷载。天然石材缝隙多,渗水后在低温地区容易冻融剥落,北方严寒路段很少作为主体承重材料。
木材。
现代工程里的木材多选用经过防腐加压处理的硬木,只用来修建仅供行人、非机动车通行的小桥,车辆荷载会快速造成木梁弯曲断裂,耐久年限普遍低于其余主材,多数市政公路项目不会选用。
建桥辅助材料对比
| 材料名称 | 主要作用 | 适用限制 |
|---|---|---|
| 普通钢筋 | 和混凝土结合,承担拉力 | 不宜用于超大跨预应力主梁 |
| 预应力钢绞线 | 给混凝土构件预加应力 | 锚固位置要做好防水防护 |
| 纤维增强复合材料 | 加固、栏杆、检修步道板 | 一般不作为桥梁主承重结构 |
纤维增强复合材料也就是FRP,重量远轻于钢材,抗腐蚀能力较强,现阶段造价偏高,国内多数工程仅把它当成加固补强或者附属构件材料,直接做主梁的工程案例数量偏少。
同一座桥梁可以组合多种材料,钢混组合梁就是典型,顶部铺设混凝土桥面板,下部使用钢梁,兼顾钢材大跨优势和混凝土桥面耐磨的特点,城市快速路、互通匝道中应用较多。
选材判定边界是,公路机动车桥主体承重结构,不建议单独使用石材、原木,这类材料强度储备不足,难以满足车辆反复荷载带来的疲劳要求。
