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我国胶合木拱桥现状与发展前景

屈波　杨冬冬

引言
在古代木结构建筑在全世界得到广泛的应用，但由于当时限于人们对木结构的认知和技术水平的不足，木结构桥梁主要以原木为主，越来越不能满足比如大跨、重载的要求。随着西方工业革命的兴起近现代建筑材料主要被混凝土取代，随着国门的打开，中国也被灌入了以混凝土为主的结构体系，中国传统木结构遭受到毁灭性打击，混凝土结构在中国飞速发展，不断创造多个世界第一。但在这种高耗能材料得到广泛应用的同时，环境问题越来越令人堪忧。人们开始寻求一种能够适应现代交通要求，同时又能减轻对环境负担的新材料。此时，胶合木被人们制造广泛用于工程实例中，胶合木很好的解决原木结构存在的缺点而且造型美观越来越受到人们的欢迎，随着胶合木结构技术的引进经过这些年的发展，我国在胶合木结构方面取得了些成果。本文以张花高速木结构人行天桥工程实例为依托探讨胶合木拱桥在我国发展现状及应用前景。
胶合木结构
胶合木结构是指用胶粘方法经过一系列加工过程将零碎的木料拼接成整体并满足工程要求的结构。
优点：不受材料尺寸限制，用较小尺寸的材料也能组成大跨构件；可以剔除木结、裂缝等缺陷提高构件强度；经过防腐、防火处理的材料具有很好的耐久性和防火性能；加工方便可以工厂化，大大缩短工期；构件自重比较轻方便运输和现场拼装；构件加工制造中能耗低，减少对环境的污染
缺点：胶合木结构主要由零碎材料经加工拼接而成结构通常在连接处破坏，构件连接处常常成为结构的薄弱环节；对于我国来说大跨胶合木拱桥主要采用美国进口的南方松，国产落叶松需要取得更大突破。
总体而言胶合木结构优势还是很明显，随着生态文明建设列入“五位一体”人们开始越来越重视对环境的保护，而胶合木结构在工程建筑领域正好符合政策需要和人类的需求。
木结构桥梁简介
胶合木结构桥按结构体系划分，主要有拱桥、桁架桥、梁式桥等，由于其具有环保、外形美观、自重较轻、安装简便、维修费用低等优点，在国内外得到了广泛应用。胶合木桥不仅适用于景观桥、人行天桥在国外还被广泛应用于公路桥，在美国公路桥就有7%左右为胶合木结构桥。在我国胶合木结构桥梁结构形式主要以拱桥为主的人行桥，例如江苏苏州的胥虹桥是我国最大的木拱桥也是世界上最大单跨的木拱形桥。本文介绍的张家界到花垣高速公路上的木结构人行天桥是我国第一座跨高速公路的木结构桥梁结构承重部分采用美国花旗松，辅材采用我国国产落叶松。
木结构桥梁现场试验
张花高速服务区人行桥为上承式三铰拱桥。桥面总长度为39.5m，计算跨径38.07m，桥面净宽3.0m，计算矢高9.0m，矢跨比为1：4.2。拱肋采用圆弧拱，半径为663m。
1.试验目的
主要是为了检验桥梁是不是符合设计标准、满足设计要求，综合评定该桥梁的使用安全性，为其它木结构桥梁提供理论借鉴。
2.试验方案
试验加载根据有限元计算结果采用水箱注水加载方式分级加载，选取拱脚、1/4L、1/2L、314L截面为控制截面，在1/4L、314L处贴应变片，拱顶使用应变花，挠度用百分表测量。测点布置图如下
3.试验结果分析
将试验结果与理论结果进行对比，应用公式q=S/Ss×100%，其中，S为试验荷载效应实测值，Ss为试验荷载效应理论计算值。测试结果各测点应变校验系数在0.74～0.89，挠度校验系数在0.79～0.87区间段都满足规范要求。
结论
随着我国对生态环境的重视，建筑行业钢筋混凝土等材料对环境的污染越来越被放大，木结构以其特有的特点势必被人们广泛应用于工程建设上，因此木结构的研究将蕴含着深远的意义和价值。
主要得到下面几个结论：
1.胶合木具有不限形式、制造能耗低等多方面的优点，而且加工过程清晰、技术全面能够进行流水化作业，生产周期快，与混凝土桥梁相比能够大大缩短建设工期。随着现代木结构防腐、连接等技术的成熟，木结构桥梁必然成为中小跨径桥梁的最佳选择。
2.通过本文木结构桥梁实例的成桥试验可以看出木结构桥梁性能能够满足设计要求。
3.由于木结构桥梁在我国发展起步比较晚，主要以人行桥为主。缺少公路方面的桥梁实例，
展望
胶合木结构尚处于起步阶段还有很多方面需要完善，建议对以下几点进行深入研究：
1.目前，我国应用于工程实例的木结构桥梁主要采用欧美进口材料制造，国产落叶松研究方面遇到很多瓶颈，要想真正将木结构在我国推广必须解决国产落叶松构件加工技术难题。
2.修建木结构公路桥，使木结构桥梁轻便安全的观念深入人心。结合我国国情，完善木结构规范，让设计、施工、监理有据可依，形成一个整体。

-全文完-