金属桥简史

  现代的金属桥绝大多数是用高质量的，称为桥梁钢的钢铁来制造的。对于最巨型的结构以及需要重量为最轻的桥梁结构（例如，旋开跨）中，就用更高级的材料：高级钢，特制钢。

  在桥梁中，金属是用来作为上层结构，至于桥梁的墩台在大多数的情形下则用石块或混凝土，特别高的桥梁和栈桥，跨路桥及高架桥的墩台的地上部份（或水上部份）有时亦用金属制造。

  因为桥梁钢的强度很高，金属桥的跨径可以远大于由其他材料制造的跨径。近代最大的金属桥跨长达1000公尺以上。

  金属在老早就巳被用来作为桥梁的建筑材料。有过这样的纪载，就是最早的铁桥是在中国及印度用一组一组铁链作成的原始的铁悬桥。

  在欧洲，金属桥的出现是在十八世纪的后期。 这个时期中的铁桥是用铸铁来制造的，铸铁桥是作成梁式或拱式的跨径。 但是梁式的铸铁桥因为铸铁的抗弯作用较差，并没有得到推广。至于拱式体系，它的材料主要地是承受压力，最适合于铸铁的机械性能（抗压强度大而抗拉强度小），因此而得到很大的发展。 最初的拱式铸铁桥是由各个铸件装成空心的或实心的结构。

  在这个期间，在列宁格勒、莫斯科及其他的俄罗斯的城市中曾经建造了很多的铸铁桥。十九世纪，在俄罗斯建造了很多的金属桥，其中需要提出的是由杰出的俄国工程师C．B．盖尔别得茨（1810—1899年）在1850年所建造的有名的横跨湼瓦河的都市桥。这个桥梁在伟大的十月社会主义革命以后被命名为西米得中尉桥（下图），桥共七跨，跨长由32公尺至48公尺，为铸铁低拱（f/l=1/10），工字形截面，拱上结构由棚形的构件组成。 此外，桥还有用以通过船只的旋开跨。

  几乎与铸铁拱桥出现的同时，就开始有了悬桥的建造。 悬桥安装迅速而不复杂，并能作成很长的跨径，不用桥墩就可跨越广阔的河流，在俄罗斯及其他的国家中很快地就得到了发展。

  俄罗斯最初的悬桥是1823—1827年在彼得堡所建造的悬桥。1847—1853年，在基辅的德聂伯河建造了一座很大的悬桥，长约700公尺，共六跨，跨长篇68.3公尺及134公尺，并有一个旋开跨。

  与此同时（1853年），在奥斯特洛夫城威利基洞的两条支流上，建造了两座一样的都市链式桥。 这两座桥的跨长为93.2公尺，为工程师克拉西诺波列斯基所建造。

  在1820—1830年，由於使用钢丝索来代替一组—组的铁链而大大地促进了悬桥的发展。 ·

  在1853—1857年，俄国工程师C．B．盖尔别得茨在鲁加河造了一座铁棚桁架的大桥。这座桥的构造曾经过非常仔细的设计，并且非常艺术，远超过国外的桥梁建造凌术。鲁加河桥的构造之所以能如此正确地选定是要归功于工程师朱拉夫期基所仓心的多重腹杆桁架的计算理论。

  在1898年，苏联曾经在斯摩棱斯克的德聂伯河上建造了第一座都市悬臂桥；在1894年所建的横跨德聂伯河的桥跨长102公尺，上面有铁路及公路，是工程师博古斯拉夫斯基所设计。1900年所建造的横跨伏尔加河的都桥，跨长为93公尺，是土程师托奇斯基所设计，这座桥现在还在。

  1908年会经在基奇加斯附近的德聂伯河上建造了一座跨长190公尺的铁路公路两用悬臂桥（后来在1931年因为修建德聂伯河水电站的原故而拆掉了）。从跨长说来，这座桥是当时所有胶罗斯桥梁中最长的一个。

  金属桥的优缺点金属桥的主要优点是在于结构的制造及装配能采用工业化的方法。

  金属的上层结构可以在与工地建造实体墩台的同时在工厂中制造。 因此和钢筋混凝土桥及石桥比起来，金属桥可以用较快的速度建设起来。

  金属桥的另一主要优点是能够采用那种在安装时无需脚手架（用悬臂架装法）的上层结构，这就使横跨谷、急流以及航行频繁的河流中的桥梁的建造较为容易。

从使用的观点看来，金属桥要优于木桥，因为它所需要的养护及修理费用较少而且使用的期间亦要长得多。 在这一方面，金属桥又较逊于石桥及钢筋混凝土桥。

  金属桥的一个大缺点是在水气、硫化物气体及其他有害因素的作用下，金属就被侵蚀（生锈）。防止金属桥的生锈要涂以防锈油，并且要在桥梁的使用过程中仔细地检查金属的状况。1

  金属桥的施工金属桥的施工包括下列主要的步骤（1）墩台的建造；（2）金属上层结构在工厂中的制造；（3）将结构运至工地；（4）金属上属结构安装就位。

金属桥台的建造与其他材料的实体墩台的建造相似，因此以後只讨论结构在工厂中的制造、运输及安装就位。

  金属上层结构在工厂中的制造现在制造金属结构时，需要事先向工厂定购所需尺寸的型钢。

  在工厂中，画出金属结构的工作图，核对构件的材料规格尺寸并估计所有制造、加工，及安装的条件。如果在设计中没有考虑到桁架的建筑加拱待，则在工作图及材料规格表上应加以修正。

  简支粱式桁架的建筑加拱可合其等于在永久荷重及计算的静力临时荷重作用下的桁架的挠度。 以后当上层结构安装就位时，在计算荷重作用下，其尺寸能符合于所采用的计算简图，行车部份亦能保持水平。

  用来制作结构的金属，由冶金工厂运来时，可能由于辗压后冷却的不均匀及运输时的碰撞而有一些扭歪及损伤。 为了使所有的构件非常的平直，就需要将金属矫正。金属可放在专门的车床上，穿过辊轴之间而将其整平，或者用轮压机将构件扭歪的部份以动翰压直。金属的矫正普通均在冷态中进行。

  按照结构的工作图作出样板，作为金属放样之用。样板应作得非常的准确。

  在金属板上标志铆孔的位置时，如果将样板紧夹在束钣上，可大大地使工作迅速。

  在很长的构件上标志铆孔的位置时，用多孔钻眼机或多孔钻眼机代替街眼器瘦躜眼器，能大大地简化标志铆钉孔位置的工作。

  钻孔机有固定钻孔机及轻便的移动钻孔机。 多孔钻孔机可同时钻若干个铆孔，生产效率最高。初步钻成的孔要比所需的直径小些。铆孔最後的扩钻是在拼装结构时，当所有的构件拼在一起预备加铆时才迤行的。

  铆好的棒件通要重新油漆，先刷底漆，然後再油漆。底漆的油是由干燥油生产出来的，大麻油是用亚麻油或荸麻油加入干燥剂制成的。

  桥件中的缝隙及不紧密除应在刷底漆之前以铅质红丹或铁质红丹填补。

  金属桥结构最常用的油漆：亚铅华、铅质红丹、铁质红丹、绿青及石墨，对抵抗大气的侵蚀而言还是红丹油漆最好。

  待底漆干燥之后再用刷子或喷漆器壁刷油漆。

  金属桥上层结构的运输及拼装金属桥的上层结构可以在工地以各种方法施工。这些方法主要的有如下几种：

  1）将整个制成的上层结构运至工地并安装就位。

  2）直接在工地的脚手架上安装上层结构。

  3）上层结构在桥位附近装配好，用浮运法或拖曳法安装就位。

  4）不用脚手架的悬臂安装法。

  制造好的上层结构由工厂中运出时，是放在两个或两个以上的平车上（视需要而定），沿铁路线运至工地，沿公路运输是相当困难的。

  如果结构可以用木筏浮运到工地，那么运输的手续就简单得多了。整个运的上层结构可用轻型的脚手架或吊车安装就位。

  金属桥的行车部份金属桥的行车部份包括：承受动荷重轮压的桥面和行车部份的粱（格梁）。在主桁架间距较近的小型桥梁中，桥面板可不用格梁而直接支承于桁架上。

  桥面包括：直接承受荷重的面层或桥面板以及传达这些荷重行车部份的粱上的底层承重结构。

  都市桥梁的面层有如下的型式：木板、地沥青，偶而亦有砖石铺面及木块铺面等。

  桥面的底部承重结构可用木、金属或钢筋混凝土来制造。

  桥面的排水方法是把桥面作成横坡及纵坡，将水排至桥外，或由浅水管流至桥外。

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