索桥受力构件索鞍索夹行业分析报告Word文档格式.docx
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(3)耐久性好、养护费用省10
(4)大跨距桥梁的最佳选择10
(5)城市景观桥梁的主要选择10
(6)跨山涧桥梁的重要形式11
5、国内悬索桥市场层次12
三、悬索桥行业细分及主要企业13
1、行业细分13
2、主要企业13
(1)武汉船用机械有限责任公司14
(2)柳州欧维姆机械股份有限公司15
(3)日本IHI公司16
(4)英国鼓德温(Goodwin)钢铁铸造有限公司17
3、与上游行业的关联性17
4、行业管理体制18
四、进入本行业的主要障碍19
1、技术壁垒19
2、资金壁垒19
3、业绩和资质壁垒20
五、行业风险特征20
1、宏观经济波动风险20
2、施工技术和设备风险20
3、市场竞争的风险21
六、影响行业发展的有利和不利因素21
1、有利因素21
(1)经济增长和结构升级拉升市场需求21
(2)交通运输行业的发展22
(3)自然环境带来的广阔市场空间23
2、不利因素23
(1)行业技术发展遇到瓶颈23
(2)产品生产周期长,不确定因素大24
(3)外资企业有技术优势,竞争力强24
一、悬索桥介绍
1、悬索桥概述
悬索桥,又名吊桥(suspensionbridge)指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。
其缆索几何形状由力的平衡条件决定,一般接近抛物线。
从缆索垂下许多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体系,以减小活载所引起的挠度变形。
悬索桥的构造方式是19世纪初被发明的,许多桥梁使用这种结构方式。
现代悬索桥,是由索桥演变而来。
适用范围以大跨度及特大跨度公路桥为主,当今大跨度桥梁大多采用此结构,是大跨径桥梁的主要形式。
悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁,由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。
悬索桥的主要承重构件是悬索,它主要承受拉力,一般用抗拉强度高的钢材(钢丝、钢缆等)制作。
由于悬索桥可以充分利用材料的强度,并具有用料省、自重轻的特点,因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大,跨径可以达到1000米以上。
1998年建成的日本明石海峡桥的跨径为1991米,是目前世界上跨径最大的桥梁。
2009年我国建成的舟山西堠门大桥(主跨1650米)为世界第二跨径悬索桥。
悬索桥的主要缺点是刚度较小,在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动,需注意采取相应的措施。
悬索桥的特点:
(1)相对于其它桥梁结构悬索桥可以使用比较少的物质来跨越比较长的距离。
悬索桥可以造得比较高,容许船在下面通过,在造桥时没有必要在桥中心建立暂时的桥墩,因此悬索桥可以在比较深的或比较急的水流上建造;
(2)悬索桥比较灵活,因此它适合大风和地震区的需要,比较稳定的桥在这些地区必须更加坚固和沉重;
(3)悬索桥的刚度较小,在大风情况下交通必须暂时被中断;
(4)悬索桥可作为公铁两用桥梁——目前城市公路和轻轨两用桥已建成,国内首座重型铁路悬索桥正在设计中;
(5)悬索桥的塔架对地面施加非常大的力,因此假如地面本身比较软的话,塔架的地基必须非常大和相当昂贵;
(6)悬索桥的悬索锈蚀后不容易更换。
2、悬索桥的基本类型
悬索桥按主缆的锚固形式有地锚式和自锚式两类。
绝大多数悬索桥,特别是大跨度的悬索桥,都采用地锚方式锚固主缆,即主缆的拉力由桥梁端部的重力式锚碇或隧道式锚碇传递给地基。
因此在锚碇处一般要求地基具有较大的承载力,最好有良好的岩层作持力地基。
悬索桥有时也可以采用自锚的形式锚固主缆,而不需单独设置锚碇。
自锚式悬索桥的主缆拉力直接传递给它的加劲梁来承受。
主缆拉力的垂直分力(一般较小)可以抵消边跨端支点部分反力,从而减小加劲梁的端支点反力,但水平分力则以轴向压力的方式传送到加劲梁中。
因此自锚式悬索桥的跨度不宜过大,否则,为了抵抗巨大的主缆水平分力,加劲梁的截面将非常庞大而很不经济。
另外,这种桥式一般必须先架设加劲梁,然后再安装主缆,实践中因施工困难、风险大等原因而极少采用。
3、索鞍索夹的简介
悬索桥因造型美观、跨越能力大在现代桥梁中得以迅速发展,特别在大跨径桥梁中占有绝对优势。
我国的现代悬索桥建设经历了从技术引进到自主设计、制造、施工的快速发展,当之无愧成为世界悬索桥大国。
索鞍、索夹造价在悬索桥整桥建设成本中比例小,作为核心受力构件,其质量决定了全桥的安全。
(1)索鞍是为主缆提供支撑并使其线形平顺改变方向的构件,主要承受主缆的竖向压力和主缆钢丝的水平力。
索鞍按位置分为:
主索鞍、转索鞍、散索鞍(套)。
其中散索套主要用于跨度较小的悬索桥。
按结构形式分为:
肋传力结构、壳传力结构。
肋传力结构用于砼基础支撑,壳传力结构用于钢结构支撑。
按成型方式分为:
铸造结构、焊接结构、铸焊结构。
按位移方式分为:
滑动式、滚动式、摆动式、滑转式。
(2)索夹的是紧箍主缆索股并连接主缆与吊索(如有)的构件。
主要承受吊索的拉力。
按作用分为:
有吊索索夹、无吊索索夹。
无吊索索夹仅对主缆进行紧固,有吊索索夹既对主缆进行紧固,又通过吊索承受桥面荷载。
销接式、骑跨式。
铸造结构、焊接结构、铸焊结构
二、行业环境分析
1、悬索桥行业发展历史
悬索桥有着悠久的历史发展。
我国早在公元250年,李冰在四川境内建有人行竹索桥,唐宋时期,都江堰建成的岷江安澜悬索桥,主跨已达60米。
1706年四川泸定县大渡河铁索桥,主跨103米,已经是当时世界上最大跨度的悬索桥。
1949年,新中国成立后,悬索桥建造与公路交通事业同步发展,,国内悬索桥建造实现了快速发展。
以1991年破土动工,1995年建成的广东汕头海湾大桥为中国现代悬索桥的起点,至2009年,世界建成和在建800米以上悬索桥有40座,中国占16座,跨度1000米以上悬索桥有26座,中国占10座;
目前,国内已建和在建悬索桥达到100余座。
从国外欧、美、日等发达国家悬索桥发展历史分析,近几年,中国悬索桥建造进入了超常规发展时期。
未来随着中国经济的快速发展和城市化的加速推进,悬索桥在21的中国将掀起新的建设高潮。
2、悬索桥与基础设施行业的关系
悬索桥作为基础设施行业中的一个细分市场,悬索桥与基础设施行业的关系如下图:
3、悬索桥建造前景
悬索桥以其优美的柔性著称,其景观性好,跨越能力强越来越受到路桥设计者、施工者的青睐,随着国家“一带一路”战略的实施,以及重载铁路悬索桥的技术突破,未来国内公路、铁路悬索桥将可以大量兴建;
作为一种景观桥梁,与党的十八大提出“美丽中国”建设遥相呼应,随着中国城市化的不断加快,悬索桥将在中国掀起建设新高潮。
近十年来悬索桥的建设速度和投资额度快速增长。
4、悬索桥的比较优势
通过四种桥梁的分析,可以知道悬索桥在大跨径桥梁和景观桥梁上有比较大的优势,概况来看包括以下四个方面。
(1)大跨度悬索桥总用钢量较省
悬索桥的主要承重结构是缆索、塔和锚,其加劲梁处于从属地位。
索缆、拉杆受力均匀,而不是像梁那样,其腹板材料强度难以充分利用。
因为钢丝既属高强,又可充分利用,由此可以减轻梁的负担,降低用料,也就是说,对大跨度悬索桥即使是多费一点缆索钢丝,但总的用钢量仍较省。
(2)悬索桥架设施工简便、无风险
悬索桥的架设施工,缆索便是其天生悬吊脚手架。
若其加劲梁先在预拼场地预拼为节段,只需用跨缆吊机等起吊方式,就可以将这样的节段起吊到位,其机械设备少,费用也低廉。
且将已拼接好的结构随时吊在缆索之下,其风险度较悬臂拼装小。
(3)耐久性好、养护费用省
1883年建成的纽约布鲁克林桥,其缆、塔、锚三大件至今无恙。
而且悬索桥改建、更换难度相对较低。
(4)大跨距桥梁的最佳选择
国内外桥梁工程中,主跨超过1000米的桥梁,除了2009年新近建成的苏通大桥是斜拉桥之外,其他的都是悬索桥。
1931年国外建成的悬索桥主跨已经超过1000米,目前超大跨径悬索桥的规划和设计方案也在进行中,其中著名的有意大利墨西拿海峡的3300米和直布罗陀海峡的5000米的方案。
(5)城市景观桥梁的主要选择
城区所有的桥梁都无非具有通行、观赏两大用途。
一般来说,处于景区的桥梁应重点考虑桥梁的美观与艺术性。
另外对于多桥的城市来说,一般都会考虑桥梁形式的多样性,因此虽然在城市景观桥梁中,悬索桥造价较高,但是在大多数城市,悬索桥设计方案也有很高的中标率。
(6)跨山涧桥梁的重要形式
在山涧溪谷上架桥对结构功能有特别要求,一般桥梁架设高度较高,同时还要避免洪水的冲击,所以一般选用上部受力的桥梁。
古代悬索桥大多建在一些跨度较小的山涧溪谷之中。
以前修建山区高速公路的时候,一般遇到跨度较大的山涧,由于桥梁建设水平限制,都会考虑绕行,导致道路里程大大增加,成本也增加很多。
随着道路工程技术水平的进步,山区高速公路建设中隧道和桥梁的建设频率明显增加,悬索桥的优势也得以体现。
因此,随着中西部地区高速公路网建设的不断推进,悬索桥数量也会大幅增加。
概括来看,当主跨大于600米时,悬索桥的经济性相对于其他桥梁具有绝对的优势;
当主跨在300-600米之间时,斜拉桥相对于其他桥型有一定的经济优势,但是悬索桥也具备一定竞争力。
在城市景观桥梁中,斜拉桥和悬索桥是主要选择的两个桥型,虽然斜拉桥成本较低,但是在一些经济水平较高的城市,或者说已经建设过斜拉桥的城市中,选择建设悬索桥的比例也比较高。
5、国内悬索桥市场层次
从国家投资来看,按照《国家高速公路网规划》,我国高速公路网主要包括7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线,总规模为86601公里。
到2010年,建成5-5.5万公里,占总里程的60%左右,总体上将实现“东网、中联、西通”的目标,至2020年建成高速公路10万公里。
随着国家“一带一路”战略的逐步实施,基础设施的互联互通是一带一路建设的优先领域。
未来的5年,是高速公路建设最重要的黄金期。
而悬索桥作为一种重要的桥梁形式必将得到广泛应用,这对悬索桥上部受力体系产品制造业来说将是一个重大的机遇。
从地方投资来看,城区所有的桥梁都无非具有通行、观赏两大用途。
一方面是悬索桥是城市景观桥梁的重要选择桥型,其建成以后往往会成为地标性建筑;
另一方面对于多桥的城市,为了增加城市桥梁的多样性,悬索桥也会成为重要的考虑对象。
按照中国行政区划,全国合计城市数量有656个(包括:
4个直辖市,15个副省级城市,268个地级市和369个县级市),其中人口数量超过50万的按照2006年人口数量统计,有466个。
假设平均1个这样的城市有1个城市景观悬索桥,那么中国至少还需要建超过400个悬索桥。
据不完全统计,目前重庆已经建成的悬索桥就有6个,而包括广州、武汉、宜昌、大连、万州、绍兴、牡丹江等很多城市悬索桥数量都超过2个,所以预计未来20年间在466个人口数超过50万的城市中建设400个悬索桥还算是比较谨慎的估计。
三、悬索桥行业细分及主要企业
1、行业细分
悬索桥是以受拉主缆为主要承重构件的桥梁结构。
它主要由
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