材料力学在桥梁上的应用
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预应力钢筋 钢筋 钢筋 预应力钢筋
钢筋
焊钉
钢筋
连接件的设计
◆焊钉群的布置实例 ◆节点处的焊钉间距沿纵桥向为杆部直径的5倍、即 125mm。 ◆沿横桥向有2种布置、即3×150mm与6×75mm。 ◆节点间焊钉间距一般取为125mm，尽可能把预留 孔设计小一些。 ◆预留孔以外的上弦杆与桥面板间设置橡胶垫，减 小施加预应力时两者间摩擦。
(a) 交会上弦截面形心
(b) 交会组合截面形心
杆件交会点不同时的节点构造形式(单位:mm)
连接件的设计
◆强度高、直径大、长度长的焊钉连
接件 ◆直径为25mm、长度为500mm的高 强度焊钉。 ◆考虑到需要根数较多、布置容易， 采用较少使用的直径大、强度高的 焊钉。 ◆为了保证能够有效地承担拉拔力， 所取焊钉长度，就需要确保能够伸 到桥面板中性轴附近，可是过长的 焊钉焊接在钢桁架上不便于运输及 吊装。 ◆该桥考虑到这些因素，使用由两段 通过螺帽接合而成的焊钉，下段杆 长度有2种、即75mm及其150mm， 相互分开布置，焊接在钢桁架上弦 杆，待架设完毕后再与上段杆用螺 帽连接。 ◆焊钉头部也加工成螺纹，拧上螺帽 来代替以往焊钉的柱头。
连接件的设计
◆焊钉群的使用
◆组合板梁、箱梁主要受弯剪作用，轴力很小； 而组合桁架在节点处还受到很大的轴力，由这 个弦杆轴力所引起的弦杆与桥面板间的水平剪 力很大。 ◆因而，组合桁架在节点处附近的弦杆与桥面板 间就有2种水平剪力作用、即由截面剪力与弦 杆轴力各自产生的水平剪力，其大小也比节点 间要大很多，这样节点处就需要集中布置相当 多的焊钉连接件。 ◆采用焊钉群，即把几个焊钉以较小间距集中设 置，再以较大间距把焊钉群分散布置。给桥面 板施加预应力后，再用无收缩砂浆填充焊钉群 的预留孔。
桥面板 预留孔
◆各跨跨径为 56.0m+60.0m+56.0m，桥面宽 为11.5m
◆纵向节点间距为4.0m，不设上 平联，横撑仅设在支座上的主桁 之间
(a) 立面布置 日本的小白仓桥的结构布置(mm)
(b) 横截面
•
•
该桥通过焊钉连接件把钢桁架上弦 杆与混凝土桥面板相连，使两者成 为一个整体共同工作，达到利用混 凝土桥面板支援钢桁架上弦承担压 力的目的。 ◇同时在桥面板两个方向都施加预 应力，不仅提高自身强度，也达到 省去上横联、简化结构体系、节省 造价的目的。
(a) 立面布置
(b) 横截面 Nesenbach铁路桥(mm)
混凝土 分布钢筋 主钢筋
焊钉
底钢板 L型钢 T型钢
日本的板桥川桥的桥面板构造
向家坝大桥
向家坝大桥的立面图(cm)
(a) 立面布置
(b) 支座上的横截面 (c) 跨中横截面 板桥川公路桥的结构布置
◇实行多跨连续梁体系，少设或不设伸缩缝
上弦 预应力混凝土桥面板
下弦
◆杆件交会点不同时的节点构造形式
◆杆件交会点取为组合截面形心时，节点板所
需长度增大；
◆杆件交会点取为组合截面形心时，各杆件截
面力稍为变小，而节点会产生较大的局部拉 应力；
◆杆件交会点取为组合截 面形心时，焊钉连接件上 作用很大的拉拔力，最大 值达到取为弦杆截面形心 时的大约8倍。
力与桥
演讲者：肖昌凯 组员： 肖昌凯 刘 竞
张淼森 缪宇迪
◇德国于1984年建成的铁路桥是 一座3跨简支的上承式组合桁架 体系。 ◇跨径分别为33.5m，43.5m， 33.5m。 ◇该桥当初计划为3跨连续体系， 考虑到负弯矩区需要设置预应 力钢筋，而改成简支体系。 ◇上弦杆与腹杆的节点埋设在混凝 土桥面板中，通过上弦杆上面 及其两侧面焊接的直径22mm的 焊钉连接件与混凝土桥面板相 接合。
钢筋
焊钉
钢筋
连接件的设计
◆焊钉群的布置实例 ◆节点处的焊钉间距沿纵桥向为杆部直径的5倍、即 125mm。 ◆沿横桥向有2种布置、即3×150mm与6×75mm。 ◆节点间焊钉间距一般取为125mm，尽可能把预留 孔设计小一些。 ◆预留孔以外的上弦杆与桥面板间设置橡胶垫，减 小施加预应力时两者间摩擦。
(a) 交会上弦截面形心
(b) 交会组合截面形心
杆件交会点不同时的节点构造形式(单位:mm)
连接件的设计
◆强度高、直径大、长度长的焊钉连
接件 ◆直径为25mm、长度为500mm的高 强度焊钉。 ◆考虑到需要根数较多、布置容易， 采用较少使用的直径大、强度高的 焊钉。 ◆为了保证能够有效地承担拉拔力， 所取焊钉长度，就需要确保能够伸 到桥面板中性轴附近，可是过长的 焊钉焊接在钢桁架上不便于运输及 吊装。 ◆该桥考虑到这些因素，使用由两段 通过螺帽接合而成的焊钉，下段杆 长度有2种、即75mm及其150mm， 相互分开布置，焊接在钢桁架上弦 杆，待架设完毕后再与上段杆用螺 帽连接。 ◆焊钉头部也加工成螺纹，拧上螺帽 来代替以往焊钉的柱头。
连接件的设计
◆焊钉群的使用
◆组合板梁、箱梁主要受弯剪作用，轴力很小； 而组合桁架在节点处还受到很大的轴力，由这 个弦杆轴力所引起的弦杆与桥面板间的水平剪 力很大。 ◆因而，组合桁架在节点处附近的弦杆与桥面板 间就有2种水平剪力作用、即由截面剪力与弦 杆轴力各自产生的水平剪力，其大小也比节点 间要大很多，这样节点处就需要集中布置相当 多的焊钉连接件。 ◆采用焊钉群，即把几个焊钉以较小间距集中设 置，再以较大间距把焊钉群分散布置。给桥面 板施加预应力后，再用无收缩砂浆填充焊钉群 的预留孔。
桥面板 预留孔
◆各跨跨径为 56.0m+60.0m+56.0m，桥面宽 为11.5m
◆纵向节点间距为4.0m，不设上 平联，横撑仅设在支座上的主桁 之间
(a) 立面布置 日本的小白仓桥的结构布置(mm)
(b) 横截面
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该桥通过焊钉连接件把钢桁架上弦 杆与混凝土桥面板相连，使两者成 为一个整体共同工作，达到利用混 凝土桥面板支援钢桁架上弦承担压 力的目的。 ◇同时在桥面板两个方向都施加预 应力，不仅提高自身强度，也达到 省去上横联、简化结构体系、节省 造价的目的。
(a) 立面布置
(b) 横截面 Nesenbach铁路桥(mm)
混凝土 分布钢筋 主钢筋
焊钉
底钢板 L型钢 T型钢
日本的板桥川桥的桥面板构造
向家坝大桥
向家坝大桥的立面图(cm)
(a) 立面布置
(b) 支座上的横截面 (c) 跨中横截面 板桥川公路桥的结构布置
◇实行多跨连续梁体系，少设或不设伸缩缝
上弦 预应力混凝土桥面板
下弦
◆杆件交会点不同时的节点构造形式
◆杆件交会点取为组合截面形心时，节点板所
需长度增大；
◆杆件交会点取为组合截面形心时，各杆件截
面力稍为变小，而节点会产生较大的局部拉 应力；
◆杆件交会点取为组合截 面形心时，焊钉连接件上 作用很大的拉拔力，最大 值达到取为弦杆截面形心 时的大约8倍。
力与桥
演讲者：肖昌凯 组员： 肖昌凯 刘 竞
张淼森 缪宇迪
◇德国于1984年建成的铁路桥是 一座3跨简支的上承式组合桁架 体系。 ◇跨径分别为33.5m，43.5m， 33.5m。 ◇该桥当初计划为3跨连续体系， 考虑到负弯矩区需要设置预应 力钢筋，而改成简支体系。 ◇上弦杆与腹杆的节点埋设在混凝 土桥面板中，通过上弦杆上面 及其两侧面焊接的直径22mm的 焊钉连接件与混凝土桥面板相 接合。