我认识的钢桁梁桥

我认识的钢桁梁桥我认识的钢桁梁桥摘要介绍钢桁梁桥的组成、构造、计算等内容，以及本人对钢桁梁桥的浅见1概述钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式，结构整体上为梁的受力方式，即主要承受弯矩和剪力的结构。1.1基本组成钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式，结构整体上为梁的受力方式，即主要承受弯矩和剪力的结构。下图1.1-1为下承式钢桁梁桥的基本组成情况。图1下承式钢桁梁桥的基本组成情况主桁主桁是钢桁梁桥的主要承重结构，最常采用的是平面桁架，在竖向荷载作用下其受力实质是格构式的梁。主桁由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。联结系1）分类：纵向联结系和横向联结系2）作用：联结主桁架，使桥跨结构成为稳定的空间结构，能承受各种横向荷载3）纵向联结系分上部水平纵向联结系和下部水平纵向联结系；主要作用为承受作用丁桥跨结构上的横向水平荷载、横向风力、车上横向摇摆力及离心力。另外是横向支撑弦杆，减少其平面以外的自由长度。4）横向联结系分桥门架和中横联；主要作用为是增加钢桁梁的抗扭刚度。适当调节两片主桁或两片纵联的受力不均。桥面系1）组成：由纵梁、横梁及纵梁之间的联结系2）传力途径：荷载先作用丁纵梁，再由纵梁传至横梁，然后由横梁传至主桁架节点。制动联结系制动联结系也称为制动撑架，设置在丁桥面系相邻的平纵联的中部，通常由四根杆件组成。作用是将纵梁上的纵向水平制动力传至主桁，以减小制动力对横梁的不利影响。桥面、支座及墩台与其它桥梁相似。1.2主桁架的图式及特点1.主桁架的常用类型（a）三角形用架（I））斜杆形桁架（c）K形桁架3）双重腹杆形桁架图2主桁架的常用类型主桁架的主要尺寸先确定桥梁跨度，再确定主桁架的主要尺寸包括：桁架高度、节间长度、斜杆倾角和两片主桁架的中心距。1）主桁高度桥型铁路桥公路桥平行弦桁架多边形桁架平行弦桁架多边形桁架下承式1/7L(1/5~1/6.5)L(1/7T/10)L(1/5.5T/8)L上承式(1/77/8)L(1/87/10)L2）节间长度铁路钢桥：中、小跨径的桁架，上承式桁架的节间长度一般为3~6m下承式桁架的节间长度一般为6~10m跨径较大的下承式桁架节间可达12~15m公路钢桥：节间长度可适当增大。3）斜杆倾角斜杆倾角由主桁高度与节间长度的比值决定，有竖杆的桁架的合理倾角为50°左右；无竖杆的桁架的合理倾角为60°左右。斜杆倾角与桁高、节长有矛盾时，可在合理范围内进行调整。4）主桁架中心距主桁架的中心距离由横向刚度和稳定性决定；下承式钢桁梁桥的主桁中心距还应满足桥梁建筑限界的要求，上承式桁梁桥的主桁中心距还要考虑横向倾覆稳定性的要求，抗倾覆稳定安全系数不得小丁1.3。1.3连续桁梁及悬臂桁梁桥连续桁架梁跨度大丁120m的多孔桥，采用连续桁梁桥较为合理。优点：比简支梁节省约8~10%勺钢材；竖向及横向刚度均比简支梁大；内力分布更趋合理，破坏性小易修复。结构布置：每联跨数是两跨或三跨，极少超过五跨；二孔连续梁应做成等跨的。三孔时为使各孔弯矩平衡，跨度的合理比例是7:8:7。但为了美观，特别是遇到两联以上的长桥时，也常采用等跨布置。梁高：通常为跨度的1/7~1/8,支座处可适当加高。悬:臂桁梁组合跨锚跨悬跨锚跨钗''J■.160*1./CrdUn图3悬臂梁桥跨一般伸臂长与锚跨之比为1/4~1/3;组合跨与锚跨之比按1.1~1.4为宜对丁挂梁及锚梁的跨中部分高度约为跨度的1/6.5~1/72桁梁桥构造2.1主桁杆件构造；主桁杆件的截面形式：主桁杆件一般米用双壁式截面，有H形和箱形两种主桁杆件的外廓尺寸应考虑下列因素：同一主桁中各杆件的宽度b必须一致；上、下弦杆在各节间的高度应尽可能一致；外廓尺寸不宜过大和过小；制作和操作空间以及标准化制造主桁杆件板件厚度最小板厚限值；H形腹板、翼缘厚度及二者的厚度比；局部稳定所需的板件宽厚比；4主桁杆件的刚度要求为了防止过大的挠度和振动，杆件有最大长细比限值2.2桥面系梁格构造与连结我国铁路下承式各种跨度的栓焊钢桁梁标准设计其桥面系采用统一布置及统一尺寸，见图4、图5、图6图4纵梁立面】一】uni■■au■■HiiiS*»■sv■•凄■&图6纵梁平面2.3节点构造钢桁梁的节点既是主桁杆件交汇的地方，也是纵、横联杆件及横梁连接丁主桁的地方，它连结位丁主桁、纵联、横联三个正交平■面内的杆件，构造比较复杂。节点构造形式1）外贴式节点图7外贴式节点2）内插式节点图8上弦杆的节点构造12图9上弦杆锐角部支点的节点构造3）全焊节点图10stuttgart-vaihingen桥的节点构造节点的基本要求受力上：各杆件轴线应尽量在节点处交丁一点，如有偏心，应计算偏心影响；对丁联结系杆件偏心影响不大，可不考虑。所需的连接螺栓个数：主桁杆件应按杆件的承载力计算；联结系杆件按杆件内力计算。杆件进入节点板的第一排螺栓数，可适当少布置几个，以减少杆件的截面削弱。弦杆在节点中心中断时，一般均需添设弦杆拼接板。所有杆件应尽量向节点中心靠拢，连接螺栓应布置紧凑，使节点板平面尺寸小些，也有利丁降低节点刚性次应力和增加节点板在面外的刚度。为了加强节点板在面外的刚度、屈曲稳定和抗碰撞能力，必要时得在节点板的自由地段设置加劲角钢或隔板。制造、安装与养护节点板形状应简单端正，不得有凹角。标准设计的节点板。同一杆件两端的螺栓排列应尽量一致。应避免不同平■面内的栓钉钉头发生冲突。所有工地安装螺栓的位置，均应考虑施工时螺栓扳手工作的空间。节点内不得有积水、积尘的死角及难丁油漆和检查的地方。3桁梁桥的计算3.1概述桁梁桥是由主桁架、平纵联、横联和桥面系组成的空间结构。空间桁架的结构分析，主要可分为两类。第一类方法是把桁架作为空间杆系结构，按结构矩阵分析的方法进行。第二类方法是把空间桁架转换成薄壁闭口截面梁，按弯曲扭转的结构进行分析。简化计算方法桁梁桥的简化计算方法是把钢桁梁的杆件内力分析分为两步进行：第一步，把刚性节点的空间结构分解为纵梁、横梁、主桁、纵联、横联这样一些独立的平面结构分别进行计算，并假定各节点为皎接的。各平面结构只承受作用丁该结构平■面内的荷载,两个平■面结构共有的杆件的内力按两个平面结构分别计算出的内力叠加。第二步，采用近似方法计算在第一步中没有考虑的节点刚性和结构空间作用的影响。一般把第一步按皎接平面结构算出的应力称为主要应力或主应力，而把第步考虑节点刚性与结构空间作用影响算出的应力称为次应力。图10荷载作用下钢桁梁实际工作状况3.2主要计算内容主桁架的计算：包括永久荷载计算、活载内力计算。活载内力计算时要考虑活载发展均衡系数、冲击系数以及横向分布系数的影响。桥面系计算：将纵横梁分别按简支梁计算内力，对支点弯矩进行调整。包括：纵梁内力计算、中间横梁内力计算、端横梁内力计算、纵梁与横梁的连接计算、横梁与主桁的连接计算。节点计算:杆件的连接计算：杆端连接螺栓个数的计算：主桁杆件按杆件的承载能力计算；主桁腹杆可按1.1倍的杆件内力与75%的杆件净面积强度较大值进行计算；对联结系按杆件内力N计算。节点的强度检算节点板撕破强度的检算节点板中心竖直截面的法向应力和剪应力检算腹杆与弦杆间节点板水平截面的法向应力与剪应力检算联结系的计算：计算杆件内力时，可将简支桁架桥的纵向联结系当作水平放置的简支皎接桁架计算。钢桁梁的挠度与预拱度及横向刚度：桥梁挠度《桥规》规定：简支桁架桥由静活载(不计冲击力)所引起的竖向挠度铁路桥不应超过挠度的1/900,公路桥不应超过挠度的1/800。预拱度《桥规》要求桥跨结构应设预拱度，对简支桁架桥而言，预拱度曲线应与包载和一半静活载所产生的挠度曲线基本相同，而方向则相反。横向刚度《铁路桥规》要求：下承式简支桁梁及连续桁梁的边跨，其宽度与跨度之比不宜小丁1/20,连续梁中跨的宽跨比不宜小丁1/15。4我对钢桁梁桥的认识钢桁梁桥由桁架杆件组成，尽管整体上看钢桁梁桥以受弯和受剪为主，但具体到每根桁架杆件则主要承受轴向力。与实腹梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板，从而节省钢材和减轻结构自重，乂由丁腹杆钢材用量比实腹梁的腹板有所减少，钢桁梁可做成较大高度，从而具有较大的刚度及更大的跨越能力。但是，钢桁梁的杆件和节点较多，构造较为复杂，制造较为费工。因而我国早期钢梁桥多是铁路桥，常用的截面形式有钢桁梁、钢板梁两种。如南京长江大桥就届丁钢桁梁桥，陇海线咸阳渭河大桥是下承式钢桁梁桥。