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[技术] 木桥 ——不同国家 不同方法(上) [复制链接]

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桥梁网 发表于 2011-5-17 10:00:06 |显示全部楼层 |          |
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木桥 ——不同国家 不同方法(上)

文/Kurt SCHWANER(德)


        编者按:本文是2010年9月挪威国际木桥会议的主题报告。桥梁是人类生活和社会发展中不可或缺的交通工具,但是不能循环使用的建筑材料却往往形成生态垃圾,造成地球的负担。采用既能承担桥梁的功能,又能循环利用的绿色材料建造桥梁,是世界桥梁界共同寻求的目标。本文恰恰给我们展示了这一前景。文章通过木质材料在现代桥梁建造中新结构、新材料、新连接件的应用实例,介绍了木材这一绿色建材在桥梁建造中的发展空间。本刊特此分两期刊出,向业内广为推荐。
        概要:木质建筑物,尤其是桥梁,在设计和施工时需谨慎小心。设计特性、低能耗、不断上涨的能源价格以及其他建筑材料的处理问题均使得木材在桥梁建筑中的重要性日益增加。新结构、新材料和新连接件是木桥能够向前发展的三个原因。通过运用这些新的发明,再加上在构造方面采取的保护措施,便能够建造出经久耐用且经济实惠的超长跨径或高承载能力的桥梁。
引言
        桥梁,就像是一个生命有机体,需要经常进行状况检查和维护,平均寿命约为50年。由于资源有限和桥梁老龄化,业主需要有关桥梁状况的可靠信息,以便经济有效地对现有的桥梁进行管理。
        桥梁是连接人与人、地区与地区、国家与国家以及大洲与大洲的纽带。它们不仅造就了许多诗人、旅行者,也造就了工程师。没有其他任何一种建筑物能像桥梁那样,在功能和形式上具有如此密切的关系,仅就所处位置一项便经常使其成为焦点,同时也令景观或城市规划师责任重大。为了建造出一座成功的、经久耐用而且美观的桥梁,建筑师、规划师和建筑公司需从一开始便通力合作,这一点至关重要。
        跨越屏障最早采用的工具是简易独木桥。公元前3000年的文献中记载的第一座木桥是跨越尼罗河的Pharaoh Menses桥。时至今日,在亚洲仍有类似的简易梁桥或悬臂桥在使用。
        之所以决定修建木桥,最主要是因为木桥经久耐用、寿命长、维护简便。
        只有当设计、施工不当或用错材料时,才会导致木桥结构件损坏,而这种损坏几乎全部都是因为缺乏保护造成的。因此,   在进行桥梁设计和施工时,最为重要的一点就是要将保护理念充分考虑在内,其中包括设计、材料选择和施工细节。
德国根据DIN 1074:2006-09木桥标准,将木桥结构件分为“受保护件”和“未受保护件”两类,以便按照国际木桥会议(ITCB 2010)的要求测量或测试某些构造模式下桥梁的耐用性和效能。这是对各种木结构以及木结构和其他材料结构进行比较的唯一途径。受保护件无需任何化学处理。
        挪威工程师T. Dyken指出,挪威大部分现代化木桥的框架结构都暴露在外,理由是覆盖层无法达到满意的效果。因此,一直以来都采用其他方法对木材加以保护。在挪威,木材化学防腐剂的使用未被禁止,但受到限制,而浸有铜铬砷(CCA)防腐剂的木材必须作为危险废弃物进行处理。
        鉴于上述情况,双浸渍法成为保护木桥承重结构的首选方法:首先使用经CCA防腐剂处理的层压板制作出符合英国标准(BS)的木材,然后对完工件进行加压处理,并在孔和切口处涂上木溜油。为保护梁顶和拱顶免受天气侵蚀并防止水分进入垂直裂缝中,近年来,越来越多的桥梁使用金属覆盖件。尽管铜片费用较高,但是与其他材料相比,比如锌,铜片不仅能降低工作强度,而且更加美观。
        中央主管机构道路理事会桥梁分会通过方案研究和开发,从经济和实践两方面对现代木桥结构的发展发挥了积极的作用。在此尤其值得提出的是“木桥”综合研究方案。该方案命名为“北欧木材”,由斯堪的纳维亚的所有国家道路主管机关以及行业合作伙伴共同提出。如图1所示。

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