钢桥与组合结构桥梁-1
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梁的高度可等高或变高
1.1 桥梁基本概念
• 刚构桥
➢ 门式刚构桥 ➢ 斜腿刚构桥 ➢ T形刚构桥 ➢ 连续刚构桥
• 刚构桥主梁和腿或墩（台）身构成刚性连接。在竖向荷载作用下,梁的 弯矩通常比同等跨径连续梁或简支梁小,其跨越能力大于梁桥。刚构桥 具有桥下净空大、造型美观、桥面平顺性好等优点，可作为跨线桥， 也适用于跨越深阔河谷等情况。刚构桥是超静定结构，相对于简支梁 桥其抗震性能更高。
第2章 钢结构的材料
0.012 0.015
C Si Mn 其它 Fe
Q345qC 化学成分
强度
塑性
冷弯性能
力学 性能
冲击韧性
钢材4个基本力学性能
➢ 弹性阶段(OA段)
比例极限fp
➢ 弹塑性阶段(AB段)
➢ 塑性阶段(BC段)
B
屈服强度fy ➢ 强化阶段(CD段)
fu fy
fp
A
C
抗拉强度fu
➢ 颈缩阶段(DE段)
O
D
E
E
E=2.06×105 MPa 有屈服点钢材的应力-应变曲线
fu fy=f0.2
0.2%
εp
没有屈服阶段，塑性变形小，破坏突然。
钢材的单调拉伸应力－应变曲线
化学元素
Al C Cr
H
M n
N
Ni
N b
O
P S Si
Ti
V
第2章 钢结构的材料
化学元素
Al C Cr
H
M n
N
Ni
N b
O
桥梁工程方向主要课程体系
1.混凝土桥 2.钢及钢-砼组合结构桥 3.大跨度桥梁和城市桥梁 4.桥梁振动及抗风抗震 桥梁课程设计 桥梁毕业设计
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
钢桥的定义
➢“所谓钢桥，以钢结构作为承重结构的桥梁，大跨桥梁中特指 以钢结构作为主梁结构桥梁”
钢-混凝土组合结构桥的定义
➢“所谓钢-混凝土组合桥，是指主要结构由钢及混凝土材料构成 的桥梁。”
P S Si
Ti
V
1.4.1 化学成分
碳（C） <0.2％
随着含碳量的提高，钢的 强度逐渐增高，而塑性和 韧性下降，冷弯性能、焊 接性能和抗锈蚀性能等也 变劣。
• 拱肋形式：钢桁拱、钢箱拱及 钢管混凝土拱
• 施工方法：有支架和无支架施 工
中
承
三铰拱
式
上
承
两铰拱
式
无铰拱
下 承 式 系杆拱
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念 • 斜拉桥
主梁 索塔 斜拉索
• 形式：由梁、塔和斜索组成的组合体系，结构型式多样，造型优美壮观
• 受力：在竖向荷载作用下，梁以受弯为主，塔以受压为主，斜索则承受 拉力
1.1 桥梁基本概念
经济性： 经济是衡量技术水平和作出方案选择的主要 因素。桥梁设计应体现出经济特性，需要对 桥梁的建造消耗、施工、技术发展和今后使 用等因素进行统筹考虑，得出合理的经济结 论。
1.1 桥梁基本概念
耐久性： 耐久性是桥梁结构抵抗自身材料性能退化和 自然环境双重因素长期破坏作用的能力。即 保证其经久耐用的能力。耐久性越好，结构 的使用寿命越长。
1.1 桥梁基本概念
土木工程结构的基本属性
• 在满足一定的功能的同时，还应该能够安全地承受自然 界和人类活动所施加的各种荷载；
• 社会所能为结构建造支付的人力、物力和财力都是有限 的，所以，又必须讲求经济；
• 结构固定在不同位置，其规划、设计和施工需因时因地 而异，逐个进行；
• 与人类活动密切相关，其是否美观，是否与环境协调， 受到重视。
1.1 桥梁基本概念
美观性： 桥梁具有优美的外形，并与周围的环境相协 调，这就是对桥梁美观的基本要求。合理的 轮廓造型和布局、正确表达力的传递、以及 结构风格和色彩与周围环境的和谐一致，是 体现美观的主要因素。
1.1 桥梁基本概念
创新性： 创新是人类所特有的创造性劳动的体现，是 人类社会进步的核心动力和源泉。桥梁工程 的创新性主要体现在对原有设计理论、结构 体系及施工方法的突破和对既有工程实践的 超越。
平箱梁，桥塔可采用钢筋混凝土或钢 • 跨度：因悬索的抗拉性能得以充分发挥且大缆尺寸基本上不受限制，
故悬索桥的跨越能力一直在各种桥型中名列前茅
36
1.1 桥梁基本概念
1.2 课程主要内容
本课程主要讲述钢及 钢-混凝土组合结构桥的设 计和计算方面的知识， 包括： ➢简支桁梁桥 ➢钢板梁桥 ➢钢箱梁桥 ➢正交异性板桥面 ➢结合梁桥 ➢大跨钢桥
0.3 0.3
0.012 0.015
E
0.020 0.010
C Q345q D
E
≤0.20
≤0.18
≤0.55
0.9 -1.7
0.030 0.025 0.025 0.020 0.06 0.08 0.03 0.8 0.5 0.2 0.020 0.010
0.012 0.015
C Q420q D
E
≤0.18
高级优质钢 P≤0.035%，S≤0.03%
低合金钢 <5%
中合金钢 5%~10% 高合金钢
>10%
1.4 钢材及桥梁用钢
钢材
用途 脱氧方式
结构钢 工具钢 特殊钢
沸腾钢 镇静钢 半镇静钢
成型方法 化学成分 冶炼方法
轧制钢 锻钢 铸钢 碳素结构钢 低合金高强度结构钢 优质碳素结构钢
平炉钢 转炉钢 电炉钢
钢材特点： 轻质高强、易加工、延性好、本构关系简单准
确 、易腐蚀。
钢桥的特点主要由钢材的特点所决定
钢桥的特点： (1) 跨越能力大； (2) 制造、架设、维修方便； (3) 安全、可靠； (4) 耐候性差、噪声大、维护费用高； (5) 腐蚀、疲劳及失稳是钢桥失效的主要原因。
1.4 钢材及桥梁用钢
金属
钢桥的结构
钢板组合件为钢桥基本构件，钢板局部稳定问题相对突出。
5种连接形式
(1) 铆接 (2) 普通螺栓 (3) 高强螺栓 (4) 栓焊 (5) 全焊接
2种结构形式 (1)实腹式
板梁、箱梁
(2)空腹式 桁梁
现代钢桥以焊接(或栓焊)为主要连接形式；焊接钢桥的疲劳 和脆断问题相对突出。
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
1.4 钢材及桥梁用钢
钢材规格
钢板
厚钢板 薄钢板
扁钢
薄壁型钢 角钢
H型钢
型钢
工字钢
槽钢
钢管
等边 不等边 普通工字钢 轻型工字钢
牌号
等 级
C
P Si Mn
S Nb V Ti Cr Ni Mo N ≤
Al ≥
C
0.030 0.030
Q235q D ≤0.17 ≤0.35 ≤1.4 0.025 0.025
1.1 桥梁基本概念
土木工程结构的基本属性
• 在满足一定的功能的同时，还应该能够安全地承受自然 界和人类活动所施加的各种荷载；
• 社会所能为结构建造支付的人力、物力和财力都是有限 的，所以，又必须讲求经济；
• 结构固定在不同位置，其规划、设计和施工需因时因地 而异，逐个进行；
• 与人类活动密切相关，其是否美观，是否与环境协调， 受到重视。
• 随历史演进和社会进步逐步发展 • 动力——陆地交通运输工具的变化与发展 – 意义： • 技术，涉及工程设计、建筑材料和制造工艺水平 • 经济，涉及投资，对山区线路尤其如此 • 美学，工程结构物与建筑艺术实体
浙江泰顺仕阳碇步桥
圆木桥：梁桥的雏形
Postbridge_Clapper_Bridge_14 century UK
1.1 桥梁基本概念
桥梁是科学、技术、工程和艺术的结晶
1.1 桥梁基本概念 桥梁设计特点： 6个原则和3个统一
桥梁设计的3个统一
6个设计 原则的统一
遵循设计 规范和合理 突破规范
的统一
理论性和 经验性的统一
1.1 桥梁基本概念
• 桥梁的生命周期
规划
勘察
设计
孕育期
生产
施工
成长期
使用
退化期
垮塌
拆除
6
庐山天桥 半坡村遗址
天然石梁桥——贵州水城干 河天生桥,高135m，宽35m， 横顶厚度15m，跨度50—60m
早期石梁桥
半坡村遗址
7
世界上最长的天然石拱桥，跨度 119.5米，位于美国犹他州国家公园
法国阿尔代什峡谷天然石拱桥
中国最长的天然石拱桥，跨 度80米，位于四川涪陵小溪8
藤桥
索桥
墨脱藤桥
• 栓焊桥和全焊桥统称为焊接桥
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
组合结构的分类
材料
构件
钢材
钢构件
组合构件
混凝土
混凝土构件
结构
组 合 结 构
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
◇组合结构桥梁
◆组合钢板梁桥 ◆组合箱梁桥 ◆组合桁架桥 ◆组合刚构桥 ◆混合梁桥 ◆组合拱桥 ◆组合斜拉桥
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
消亡期
1.1 桥梁基本概念 • 桥梁5种结构体系
梁桥
拱桥
刚构桥
斜拉桥
悬索桥
1.1 桥梁基本概念
• 梁桥
➢ 简支梁桥 ➢ 悬臂梁桥 ➢ 连续梁桥
• 梁为承重结构，主要以其抗弯能力来承受荷载；在竖向荷载作用下， 其支承反力也是竖直的；简支的梁部结构只受弯受剪，不承受轴向力
• 增加中间支承，可减少跨中弯矩，更合理地分配内力，加大跨越能力 • 梁式体系分实腹式和空腹式，前者为箱梁与板梁，后者指桁架结构；
钢桥与组合结构桥梁(2018)
1绪论
任课教师: 卫 星 西南交通大学土木学院
1 绪论
➢ 1.1 桥梁基本概念 ➢ 1.2 课程主要内容 ➢ 1.3 钢桥及组合结构桥梁概述 ➢ 1.4 钢材及桥梁用钢 ➢ 1.5 课程任务及方法
1.1 桥梁基本概念
• 桥梁的定义
橋
说文:“橋，水梁也”
樑
古人称凿壁架木的悬空仄道为“栈”；称凌空跨沟的 横木为“桥”；称作为水上过道的木制建筑为“梁”。
1.1 桥梁基本概念
适用
安全
创新 美观
设计6原则 经济
耐久
1.1 桥梁基本概念
安全性： 结构在使用年限以内，在各种自然情况和荷 载作用下，能具有足够的承载能力，能保持 适当的安全度，是对每一座桥梁的基本要求。
1.1 桥梁基本概念
适用性： 能保证行车的通畅、舒适和安全；运量既能 满足当前需要，也可适当照顾今后发展；不 妨碍桥下交通或通航；综合考虑桥位地区的 环境和发展；在使用年限内，桥梁一般只需 常规养护维修就可保证日常使用。 。
黑色金属 有色金属
铸铁 铁合金 铁碳合金 非铁金属 贵金属 稀有金属
C<0.04% 纯铁
钢 生铁 C>2.3%
碳素钢 合金钢
1.4 钢材及桥梁用钢
碳素钢
钢材
低碳钢 C<0.25%
中碳钢 0.25%<C<0.6%
合金钢
高碳钢 C>0.6%
普通钢 P≤0.045%，S≤0.05%
优质钢 P≤0.035%，S≤0.035%
桥梁的目的: 实现跨越
1.1 桥梁基本概念
桥梁的定义 供汽车、 火车、行人等 跨越障碍（河流、山谷 或其它线路）的建筑工 程物。
跨越
4
1.1 桥梁基本概念
– 工程——土木工程——ห้องสมุดไป่ตู้梁工程 – 桥梁工程：
• 桥梁建筑的实体 • 建造桥梁所需的科技知识（理论研究、规划、勘
测设计、建造和养护维修等） – 桥梁起源：
• 将钢-混凝土组合梁与混凝土桥墩或组合结构桥墩相固结可以形成组合 刚构桥。
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
• 拱桥
• 结构特征：主要承重结构具有 曲线外形；
• 受力特点：在竖向荷载作用下， 拱主要承受轴向压力，但也受 弯受剪。支承反力不仅有竖向 反力，也承受较大的水平推力
• 静力学分类：单铰拱、两铰拱、 三铰拱和无铰拱
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
钢桥的分类
• 常见的钢桥结构型式有：
梁桥（I型板梁、桁梁、箱梁） 拱桥（系杆拱，箱形拱、桁架拱） 索桥（悬索桥和斜拉桥）
• 按造桥方法，钢桥可分为：
铆接桥(工厂制造和工地拼接均为铆接) 栓焊桥(工厂制造为焊接，工地拼接为高强度螺栓连接) 全焊桥(工厂制造和工地拼接均为焊接)
≤0.55
1.0 -1.7
0.030 0.025 0.025 0.020 0.06 0.08 0.03 0.8 0.7 0.35 0.012 0.015 0.020 0.010
C Q550q D
E
≤0.18
≤0.55
1.0 -1.7
0.030 0.020 0.025 0.015 0.06 0.08 0.03 0.8 1.0 0.4 0.020 0.010
• 材料：斜索采用高强钢丝制成，塔采用钢筋混凝土或钢，梁采用钢箱梁、 钢桁梁或结合梁
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
• 悬索桥
锚锭
缆
加劲梁
塔
• 组成：主要由索（又称缆）、塔、锚碇、加劲梁等组成 • 受力：在竖向荷载作用下，索受拉，塔受压，锚碇受拉拔反力 • 材料：索通常用高强度钢丝制成圆形大缆，加劲梁多采用钢桁架或扁
绳索桥——绵阳窦团山
9
雅鲁藏布大峡谷索桥
10
1.1 桥梁基本概念
基本类型：梁、拱、索 受力特点：弯、压、拉
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
➢跨越行为是桥梁结构的本质； ➢跨越能力是桥梁结构的最重要指标。
影响桥梁结构跨越能力实现的主要因素： • 结构形式 • 材料 • 计算、分析、设计水平 • 施工能力 • 运营荷载（用途） • 经济能力 • 主观意识
1.1 桥梁基本概念
• 刚构桥
➢ 门式刚构桥 ➢ 斜腿刚构桥 ➢ T形刚构桥 ➢ 连续刚构桥
• 刚构桥主梁和腿或墩（台）身构成刚性连接。在竖向荷载作用下,梁的 弯矩通常比同等跨径连续梁或简支梁小,其跨越能力大于梁桥。刚构桥 具有桥下净空大、造型美观、桥面平顺性好等优点，可作为跨线桥， 也适用于跨越深阔河谷等情况。刚构桥是超静定结构，相对于简支梁 桥其抗震性能更高。
第2章 钢结构的材料
0.012 0.015
C Si Mn 其它 Fe
Q345qC 化学成分
强度
塑性
冷弯性能
力学 性能
冲击韧性
钢材4个基本力学性能
➢ 弹性阶段(OA段)
比例极限fp
➢ 弹塑性阶段(AB段)
➢ 塑性阶段(BC段)
B
屈服强度fy ➢ 强化阶段(CD段)
fu fy
fp
A
C
抗拉强度fu
➢ 颈缩阶段(DE段)
O
D
E
E
E=2.06×105 MPa 有屈服点钢材的应力-应变曲线
fu fy=f0.2
0.2%
εp
没有屈服阶段，塑性变形小，破坏突然。
钢材的单调拉伸应力－应变曲线
化学元素
Al C Cr
H
M n
N
Ni
N b
O
P S Si
Ti
V
第2章 钢结构的材料
化学元素
Al C Cr
H
M n
N
Ni
N b
O
桥梁工程方向主要课程体系
1.混凝土桥 2.钢及钢-砼组合结构桥 3.大跨度桥梁和城市桥梁 4.桥梁振动及抗风抗震 桥梁课程设计 桥梁毕业设计
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
钢桥的定义
➢“所谓钢桥，以钢结构作为承重结构的桥梁，大跨桥梁中特指 以钢结构作为主梁结构桥梁”
钢-混凝土组合结构桥的定义
➢“所谓钢-混凝土组合桥，是指主要结构由钢及混凝土材料构成 的桥梁。”
P S Si
Ti
V
1.4.1 化学成分
碳（C） <0.2％
随着含碳量的提高，钢的 强度逐渐增高，而塑性和 韧性下降，冷弯性能、焊 接性能和抗锈蚀性能等也 变劣。
• 拱肋形式：钢桁拱、钢箱拱及 钢管混凝土拱
• 施工方法：有支架和无支架施 工
中
承
三铰拱
式
上
承
两铰拱
式
无铰拱
下 承 式 系杆拱
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念 • 斜拉桥
主梁 索塔 斜拉索
• 形式：由梁、塔和斜索组成的组合体系，结构型式多样，造型优美壮观
• 受力：在竖向荷载作用下，梁以受弯为主，塔以受压为主，斜索则承受 拉力
1.1 桥梁基本概念
经济性： 经济是衡量技术水平和作出方案选择的主要 因素。桥梁设计应体现出经济特性，需要对 桥梁的建造消耗、施工、技术发展和今后使 用等因素进行统筹考虑，得出合理的经济结 论。
1.1 桥梁基本概念
耐久性： 耐久性是桥梁结构抵抗自身材料性能退化和 自然环境双重因素长期破坏作用的能力。即 保证其经久耐用的能力。耐久性越好，结构 的使用寿命越长。
1.1 桥梁基本概念
土木工程结构的基本属性
• 在满足一定的功能的同时，还应该能够安全地承受自然 界和人类活动所施加的各种荷载；
• 社会所能为结构建造支付的人力、物力和财力都是有限 的，所以，又必须讲求经济；
• 结构固定在不同位置，其规划、设计和施工需因时因地 而异，逐个进行；
• 与人类活动密切相关，其是否美观，是否与环境协调， 受到重视。
1.1 桥梁基本概念
美观性： 桥梁具有优美的外形，并与周围的环境相协 调，这就是对桥梁美观的基本要求。合理的 轮廓造型和布局、正确表达力的传递、以及 结构风格和色彩与周围环境的和谐一致，是 体现美观的主要因素。
1.1 桥梁基本概念
创新性： 创新是人类所特有的创造性劳动的体现，是 人类社会进步的核心动力和源泉。桥梁工程 的创新性主要体现在对原有设计理论、结构 体系及施工方法的突破和对既有工程实践的 超越。
平箱梁，桥塔可采用钢筋混凝土或钢 • 跨度：因悬索的抗拉性能得以充分发挥且大缆尺寸基本上不受限制，
故悬索桥的跨越能力一直在各种桥型中名列前茅
36
1.1 桥梁基本概念
1.2 课程主要内容
本课程主要讲述钢及 钢-混凝土组合结构桥的设 计和计算方面的知识， 包括： ➢简支桁梁桥 ➢钢板梁桥 ➢钢箱梁桥 ➢正交异性板桥面 ➢结合梁桥 ➢大跨钢桥
0.3 0.3
0.012 0.015
E
0.020 0.010
C Q345q D
E
≤0.20
≤0.18
≤0.55
0.9 -1.7
0.030 0.025 0.025 0.020 0.06 0.08 0.03 0.8 0.5 0.2 0.020 0.010
0.012 0.015
C Q420q D
E
≤0.18
高级优质钢 P≤0.035%，S≤0.03%
低合金钢 <5%
中合金钢 5%~10% 高合金钢
>10%
1.4 钢材及桥梁用钢
钢材
用途 脱氧方式
结构钢 工具钢 特殊钢
沸腾钢 镇静钢 半镇静钢
成型方法 化学成分 冶炼方法
轧制钢 锻钢 铸钢 碳素结构钢 低合金高强度结构钢 优质碳素结构钢
平炉钢 转炉钢 电炉钢
钢材特点： 轻质高强、易加工、延性好、本构关系简单准
确 、易腐蚀。
钢桥的特点主要由钢材的特点所决定
钢桥的特点： (1) 跨越能力大； (2) 制造、架设、维修方便； (3) 安全、可靠； (4) 耐候性差、噪声大、维护费用高； (5) 腐蚀、疲劳及失稳是钢桥失效的主要原因。
1.4 钢材及桥梁用钢
金属
钢桥的结构
钢板组合件为钢桥基本构件，钢板局部稳定问题相对突出。
5种连接形式
(1) 铆接 (2) 普通螺栓 (3) 高强螺栓 (4) 栓焊 (5) 全焊接
2种结构形式 (1)实腹式
板梁、箱梁
(2)空腹式 桁梁
现代钢桥以焊接(或栓焊)为主要连接形式；焊接钢桥的疲劳 和脆断问题相对突出。
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
1.4 钢材及桥梁用钢
钢材规格
钢板
厚钢板 薄钢板
扁钢
薄壁型钢 角钢
H型钢
型钢
工字钢
槽钢
钢管
等边 不等边 普通工字钢 轻型工字钢
牌号
等 级
C
P Si Mn
S Nb V Ti Cr Ni Mo N ≤
Al ≥
C
0.030 0.030
Q235q D ≤0.17 ≤0.35 ≤1.4 0.025 0.025
1.1 桥梁基本概念
土木工程结构的基本属性
• 在满足一定的功能的同时，还应该能够安全地承受自然 界和人类活动所施加的各种荷载；
• 社会所能为结构建造支付的人力、物力和财力都是有限 的，所以，又必须讲求经济；
• 结构固定在不同位置，其规划、设计和施工需因时因地 而异，逐个进行；
• 与人类活动密切相关，其是否美观，是否与环境协调， 受到重视。
• 随历史演进和社会进步逐步发展 • 动力——陆地交通运输工具的变化与发展 – 意义： • 技术，涉及工程设计、建筑材料和制造工艺水平 • 经济，涉及投资，对山区线路尤其如此 • 美学，工程结构物与建筑艺术实体
浙江泰顺仕阳碇步桥
圆木桥：梁桥的雏形
Postbridge_Clapper_Bridge_14 century UK
1.1 桥梁基本概念
桥梁是科学、技术、工程和艺术的结晶
1.1 桥梁基本概念 桥梁设计特点： 6个原则和3个统一
桥梁设计的3个统一
6个设计 原则的统一
遵循设计 规范和合理 突破规范
的统一
理论性和 经验性的统一
1.1 桥梁基本概念
• 桥梁的生命周期
规划
勘察
设计
孕育期
生产
施工
成长期
使用
退化期
垮塌
拆除
6
庐山天桥 半坡村遗址
天然石梁桥——贵州水城干 河天生桥,高135m，宽35m， 横顶厚度15m，跨度50—60m
早期石梁桥
半坡村遗址
7
世界上最长的天然石拱桥，跨度 119.5米，位于美国犹他州国家公园
法国阿尔代什峡谷天然石拱桥
中国最长的天然石拱桥，跨 度80米，位于四川涪陵小溪8
藤桥
索桥
墨脱藤桥
• 栓焊桥和全焊桥统称为焊接桥
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
组合结构的分类
材料
构件
钢材
钢构件
组合构件
混凝土
混凝土构件
结构
组 合 结 构
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
◇组合结构桥梁
◆组合钢板梁桥 ◆组合箱梁桥 ◆组合桁架桥 ◆组合刚构桥 ◆混合梁桥 ◆组合拱桥 ◆组合斜拉桥
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
消亡期
1.1 桥梁基本概念 • 桥梁5种结构体系
梁桥
拱桥
刚构桥
斜拉桥
悬索桥
1.1 桥梁基本概念
• 梁桥
➢ 简支梁桥 ➢ 悬臂梁桥 ➢ 连续梁桥
• 梁为承重结构，主要以其抗弯能力来承受荷载；在竖向荷载作用下， 其支承反力也是竖直的；简支的梁部结构只受弯受剪，不承受轴向力
• 增加中间支承，可减少跨中弯矩，更合理地分配内力，加大跨越能力 • 梁式体系分实腹式和空腹式，前者为箱梁与板梁，后者指桁架结构；
钢桥与组合结构桥梁(2018)
1绪论
任课教师: 卫 星 西南交通大学土木学院
1 绪论
➢ 1.1 桥梁基本概念 ➢ 1.2 课程主要内容 ➢ 1.3 钢桥及组合结构桥梁概述 ➢ 1.4 钢材及桥梁用钢 ➢ 1.5 课程任务及方法
1.1 桥梁基本概念
• 桥梁的定义
橋
说文:“橋，水梁也”
樑
古人称凿壁架木的悬空仄道为“栈”；称凌空跨沟的 横木为“桥”；称作为水上过道的木制建筑为“梁”。
1.1 桥梁基本概念
适用
安全
创新 美观
设计6原则 经济
耐久
1.1 桥梁基本概念
安全性： 结构在使用年限以内，在各种自然情况和荷 载作用下，能具有足够的承载能力，能保持 适当的安全度，是对每一座桥梁的基本要求。
1.1 桥梁基本概念
适用性： 能保证行车的通畅、舒适和安全；运量既能 满足当前需要，也可适当照顾今后发展；不 妨碍桥下交通或通航；综合考虑桥位地区的 环境和发展；在使用年限内，桥梁一般只需 常规养护维修就可保证日常使用。 。
黑色金属 有色金属
铸铁 铁合金 铁碳合金 非铁金属 贵金属 稀有金属
C<0.04% 纯铁
钢 生铁 C>2.3%
碳素钢 合金钢
1.4 钢材及桥梁用钢
碳素钢
钢材
低碳钢 C<0.25%
中碳钢 0.25%<C<0.6%
合金钢
高碳钢 C>0.6%
普通钢 P≤0.045%，S≤0.05%
优质钢 P≤0.035%，S≤0.035%
桥梁的目的: 实现跨越
1.1 桥梁基本概念
桥梁的定义 供汽车、 火车、行人等 跨越障碍（河流、山谷 或其它线路）的建筑工 程物。
跨越
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1.1 桥梁基本概念
– 工程——土木工程——ห้องสมุดไป่ตู้梁工程 – 桥梁工程：
• 桥梁建筑的实体 • 建造桥梁所需的科技知识（理论研究、规划、勘
测设计、建造和养护维修等） – 桥梁起源：
• 将钢-混凝土组合梁与混凝土桥墩或组合结构桥墩相固结可以形成组合 刚构桥。
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
• 拱桥
• 结构特征：主要承重结构具有 曲线外形；
• 受力特点：在竖向荷载作用下， 拱主要承受轴向压力，但也受 弯受剪。支承反力不仅有竖向 反力，也承受较大的水平推力
• 静力学分类：单铰拱、两铰拱、 三铰拱和无铰拱
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
钢桥的分类
• 常见的钢桥结构型式有：
梁桥（I型板梁、桁梁、箱梁） 拱桥（系杆拱，箱形拱、桁架拱） 索桥（悬索桥和斜拉桥）
• 按造桥方法，钢桥可分为：
铆接桥(工厂制造和工地拼接均为铆接) 栓焊桥(工厂制造为焊接，工地拼接为高强度螺栓连接) 全焊桥(工厂制造和工地拼接均为焊接)
≤0.55
1.0 -1.7
0.030 0.025 0.025 0.020 0.06 0.08 0.03 0.8 0.7 0.35 0.012 0.015 0.020 0.010
C Q550q D
E
≤0.18
≤0.55
1.0 -1.7
0.030 0.020 0.025 0.015 0.06 0.08 0.03 0.8 1.0 0.4 0.020 0.010
• 材料：斜索采用高强钢丝制成，塔采用钢筋混凝土或钢，梁采用钢箱梁、 钢桁梁或结合梁
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
• 悬索桥
锚锭
缆
加劲梁
塔
• 组成：主要由索（又称缆）、塔、锚碇、加劲梁等组成 • 受力：在竖向荷载作用下，索受拉，塔受压，锚碇受拉拔反力 • 材料：索通常用高强度钢丝制成圆形大缆，加劲梁多采用钢桁架或扁
绳索桥——绵阳窦团山
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雅鲁藏布大峡谷索桥
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1.1 桥梁基本概念
基本类型：梁、拱、索 受力特点：弯、压、拉
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
➢跨越行为是桥梁结构的本质； ➢跨越能力是桥梁结构的最重要指标。
影响桥梁结构跨越能力实现的主要因素： • 结构形式 • 材料 • 计算、分析、设计水平 • 施工能力 • 运营荷载（用途） • 经济能力 • 主观意识