对日本钢结构桥梁建造技术的几点思考

对日本钢结构桥梁建造技术的几点思考

摘要：日本的钢结构桥梁建造技术堪称世界一流，设计上特别注重可靠性、合理性、经济性；制造技术上大量采用机械化、自动化设备，提高了效率，并减小了人为因素对质量的影响，而且，特别注重精细化管理。多年来，研究吸收

日本等国外先进经验的基础上，国在钢结构桥梁梁建设方面取得了可喜的效果，但仍有需要改进的地方，如：钢结构桥梁设计方面存在一些误区，钢结构桥梁制造、架设及精细化管理方面还有一定的差异。只有认识到缺乏并加以改进，才干全

面提升我国钢结构桥梁梁的建造水平，可供建设方、设计、制造单位参考。

1概述

近40年来，日本建造了多座有代表性的桥梁工程，尤其是受地震多发的影响，不论梁体和塔柱，大多采用钢结构；因此，日本在钢梁和钢塔制造、装置架设等方面均取得了一定的成绩，也被公认为世界桥梁强国。2011年7月，赴日本对钢梁制造厂、建工程及已建成运营的几个有代表性的桥梁工程进行实地考察，结合以前日本专家咨询的几个项目情况，发现日本在钢结构桥梁梁建造方面确有许多值得学习、借鉴和思考的地方。

2僮得学习和思考的地方

日本工业起步于第二次世界大战以后，而且发展很快，20世纪六七十年代，钢产量已完全能够满足发展需要，加之钢结构桥梁有利于工厂化制作且抗震性能好等原因，除了大跨度桥梁采用钢结构桥梁以外，市政匝道桥、高速公路跨线桥等也大多采用钢结构桥梁梁，故在钢结构桥梁梁建造方面积累了一定的经验，也取得了一定的成绩。

2.1桥位施工方案设计特别注重经济性

日本属于岛国，由4个大岛和若干个小岛组成，岛与岛之间或连接海湾的桥梁，大多采用大节段吊装，即不论桁梁还是箱梁，均在工厂制作成大节段（厂内制作时小节段或杆件之间一般采用焊接连接）船运到桥位后采用大型浮吊吊装，这样可以大大减少桥位的工作量。因为，日本人工费用高贵，而机械费用相对较低；同时，大部分作业在厂内完成也有利于保证产品质量。图1为东京临海大桥建造情况。

东京临海大桥分4个节段制作、吊装，节段之间包括顶板均采用栓接连接（不考虑拼接板、高强度螺栓头对铺装质量的影响）这样做最大的优点是桥位装置速度快，且不用考虑焊接缺陷对桥梁耐久性的影响。

乡村里的高架桥、匝道桥及桥墩等，出于抗震需要大多都采用钢结构（图2且大多采用箱型连续梁结构。考虑到乡村或陆地上大吨位吊机施工不方便、利息高等特点，施工架设方案与跨海及海湾的大跨度桥梁相反，均划分为小节段吊装（一般划分成便于陆路运输的节段或块体）且节段间采用栓接连接。其桥位采用栓接主要是考虑加快架设速度、降低利息等原因，并最大限度地降低对居民日常生活的影响。

2.2焊缝的设计同时兼顾合理性、可靠性、经济性日本相关规范口-1对钢梁杆件的焊缝有合理的要求，而不是一味提高焊接要求：对于钢桁梁箱形杆件，要求盖板和腹板之间的棱角焊缝最小有效厚度不小于~2￡（f为水平板厚度，mm工程实际设

计中往往选用~2f+35工形杆件一般采用角焊缝，焊肢大小根据腹板板厚确定，最大12mm

对于钢箱梁桥，顶、底板两两对接及桥位环缝对接与中国一样，均采用熔透焊；U肋焊缝熔深要求大于0.7saca为U肋板厚，mm但不能烧穿，与中国大多数桥要求一致；板肋与顶、底板，横隔板与顶、底板均采用角焊缝，厚度810mm板肋、横隔板角焊缝焊肢大小一般采用8mm;厚度1216mm昀角焊缝焊肢大小一般采用10mm

对于钢塔柱，壁板之间的棱角焊缝要求与钢桁梁桥箱形杆件一样，中间大部分范围棱角焊缝有效厚度一般选用~2f+35端部600mm适当增大，见图3腹板、纵肋与壁板连接焊缝，中间部位一般采用角焊缝，两端600mm范围内采用双面坡口角焊缝，焊缝熔深~2￡+5外加1/5板厚角焊缝，最小6mm见图4

a-端部．b一中部

图4钢塔腹板与壁板连接焊缝

2.3钢箱梁桥板单元制作全面实现机械化、自动化 日本钢结构桥梁梁制造厂在钢箱梁板单元制作方面全面实现了机械化、自动化，大大减少了操作员工数量，提高了产品质量，降低了劳动强度及制造成本，见图5

钢桁梁制作方面，实现了杆件精确丈量及计算机试拼装，大大减少了厂内实物试拼装的工作量，

并降低了制作本钱。

2.4钢结构桥梁梁制作过程中注重精细化管理

钢结构桥梁梁制作的精细化有助于提高其耐久性。日本厂家在钢结构桥梁梁制作过程中，特别重视精细化管理，包括板单元的平整度或杆件孔群的孔型质量及毛刺清理、自由边缘的倒圆处理、焊缝端部的匀顺过渡及修磨处理、焊接间隙控制、废品维护等，见图6