钢结构课程设计--简支钢板梁桥解析
钢桥的主要结构形式与受力特点解析
混合体系桥梁(hybrid structure bridge)
一、梁式桥(GIRDER BRIDGE)
梁式桥在竖直荷载作用下，主梁的截面只有弯矩和 剪力，不产生轴力，支座只承受竖直方向的力，不 承受水平力。 多孔梁桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁桥(simply supported bridge)。
二、拱桥
拱桥是以曲线形拱作为
主体结构的桥梁，具有 外形美观、受力合理、 跨越能力大、适用范围 广等诸多优点，在钢桥、
混凝土桥、污工桥梁以
及钢与混凝土组合结构 桥梁中都得到广泛应用。
拱不仅外形与梁不同，受力与梁也有 很大的区别。 拱桥在受力上最大的区别是，在竖向 荷载作用下，在拱的两端支承处除有 竖向反力外，还有水平推力，使得拱 内弯矩和剪力大大减小，主要以受压 为主。 如果拱桥不能充分承受两端支承处的 水平力，拱脚不仅会产生很大的位移， 而且拱内产生很大的弯矩，不能充分 发挥拱的优势。
钢梁式桥按主梁形式还可以分为：
钢板梁桥(steel plate girder bridge)
钢箱梁桥(steel box girder bridge)
钢桁梁桥(steel truss girder bridge)
目前梁式桥最大跨度的是1917年建成的加拿大魁北克公路铁路
两用悬臂钢桁梁桥，跨度达到548. 8 m。
与门式刚架相比，斜腿刚架的腿是斜臵的，两腿和梁中部的轴线 大致呈拱形，这样，斜腿和梁所受的弯矩比同跨度的门式刚架显 著减小，而轴向压力有所增加。 同上承式魁桥相比，这种桥不需要拱上结构，构件数目较少;当桥 面较窄(如单线铁路桥)而跨度较大时，可将其斜腿在桥的横向放 坡，以保证桥的横向稳定。 意大利的斯法拉沙桥虽己建成近40年，但其简洁明快的桥型，其 梁的底缘线呈现的微弯曲线表现着刚里有柔，特别是至今仍保持 的同桥型世界第一的跨径。
什么是钢梁桥？
什么是钢梁桥？钢梁桥是一种利用钢材作为主要承重结构的桥梁类型。
相较于传统的石拱桥或砖拱桥，钢梁桥具有更高的抗压和抗拉强度，能够承载更大的荷载，因此在现代交通领域得到了广泛应用。
下面，我们将详细介绍钢梁桥的构造、制造和优点。
一、钢梁桥的构造钢梁桥的主要结构由上、下承重梁、桥墩和桥面板组成。
上、下承重梁是桥梁的主要部分，承担着横向荷载的传递和承载作用。
桥墩则起到稳定和支撑上、下承重梁的作用。
桥面板则是行车和行人施行的表面，通常由混凝土或其他耐久材料制成。
二、钢梁桥的制造钢梁桥的制造一般分为设计、制造和安装三个阶段。
首先，根据设计要求，工程师进行桥梁结构的设计与计算。
然后，选择合适的钢材，通过切割、焊接等工艺将钢材制成符合设计要求的梁体。
最后，将制造好的梁体安装在预先布置好的桥墩上，形成完整的钢梁桥。
三、钢梁桥的优点1. 高承载能力：钢梁桥采用钢材作为主要承重结构，具有较高的抗压和抗拉强度，能够承载更大的荷载，满足现代交通的要求。
2. 跨度大：相较于传统的桥梁结构，钢梁桥的自重较轻，因此能够实现更大跨度的设计，充分利用钢材的优势。
3. 施工周期短：由于钢梁桥的构造简单且钢材加工相对容易，因此施工周期较短，能够在较短时间内完成桥梁的建设。
4. 维护成本低：钢材具有耐腐蚀的特性，因此钢梁桥的维护成本相对较低，能够有效降低桥梁的运行成本。
综上所述，钢梁桥作为一种现代桥梁结构，以其高承载能力、大跨度设计、短施工周期和低维护成本等优点，受到了广泛的应用。
随着科技的不断进步，钢材的研发和制造技术也在不断提高，相信今后的钢梁桥将更加安全可靠，为人们出行提供更好的交通条件。
钢板梁桥设计课程设计
钢板梁桥设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解钢板梁桥的基本结构组成及其工作原理。
2. 学生能够掌握钢板梁桥设计的基本步骤和关键参数的计算方法。
3. 学生能够了解钢板梁桥的受力分析和影响其稳定性的因素。
技能目标：1. 学生能够运用专业知识，独立完成钢板梁桥的初步设计。
2. 学生能够使用相关软件或工具，对钢板梁桥设计进行模拟和优化。
3. 学生能够通过团队协作，合理分配任务，有效沟通，共同完成设计项目。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对桥梁工程设计和建设的兴趣，增强对工程学科的认识和热爱。
2. 学生能够树立安全意识，注重工程质量，认识到工程对环境和社会的责任。
3. 学生能够在团队合作中学会尊重他人，培养合作精神和解决问题的能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为工程专业课程，旨在让学生掌握钢板梁桥设计的基本知识和技能。
学生处于高年级，具备一定的专业知识基础，具有较强的逻辑思维和分析能力。
教学要求注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和创新意识。
二、教学内容1. 钢板梁桥结构概述- 桥梁结构分类与特点- 钢板梁桥的结构组成与功能2. 钢板梁桥设计原理- 钢板梁桥设计的基本要求- 钢板梁桥的受力分析- 影响钢板梁桥稳定性的因素3. 钢板梁桥设计计算方法- 钢板梁桥截面尺寸设计- 荷载作用及组合- 内力分析与计算- 刚度、强度和稳定性校核4. 钢板梁桥设计流程与案例分析- 钢板梁桥设计的一般步骤- 设计软件应用与操作- 案例分析与讨论5. 钢板梁桥设计实践- 初步设计及方案优化- 设计成果展示与评价- 团队合作与沟通技巧教学内容安排和进度：本教学内容分为五个部分，共计15个课时。
第一、二部分各占2个课时，第三部分占6个课时，第四部分占3个课时，第五部分占2个课时。
教学过程中，将结合教材相应章节，确保内容的科学性和系统性。
同时，注重实践环节，提高学生的实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：教师通过生动的语言和形象的表达，对钢板梁桥设计的基本理论、原理和计算方法进行讲解，使学生掌握课程核心知识。
第2章 钢板梁桥
(3)下平纵联平面：承受主梁下半部的风力;其计算简图为 两端简支的桁架梁。
强调说明： 由于上平纵联、下平纵联的计算同钢桁梁的内容相同， 所以，本讲只讲述主梁的设计计算。
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
上承式板梁
上平纵联与主梁的连接
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
上承式板梁
下平纵联与主梁的连接
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
c.横联的位臵，应与竖向加劲肋的布臵一起考虑，横联 的间距不应大于4m。 d.顶梁，在架设及养护过程中，常需将梁端顶起，梁端 需架设顶梁，见下图所示。
第八章 钢板梁桥
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
上承式板梁端加劲肋与下翼缘连接、端横联与下翼缘和 竖向加劲肋的连接、支座与主梁的连接
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
（3）上承式板梁构造要求 主梁（两片） 由翼缘、腹部以及加劲肋组成； 两主梁的中心矩不小于跨度的1/15，且不小于2.2m。 对翼缘腹板加劲肋构造要求如下： ①翼缘 主梁截面承受弯矩能力大致符合弯矩图，节省钢材，主梁 做成变截面，可以采用一块或两块钢板，通过调整翼缘的宽 度和厚度实现主梁的变截面，截面变化时应采用斜坡过渡。 宽度不陡于1：4；厚度不陡于1：8；末端宽度不小于20mm ②腹板 标准设计中当L=24m，腹板高度h=1900mm；当L=32m， 腹板高度h=2500mm；当L=40m，腹板高度h=3200mm。以 上尺寸满足用料经济并适应运输条件。
①确定k；沿梁选取若干截面，按各截面影响线顶点位臵 及加载长度，活载为铁路列火车荷载，计算时必须采用中华 人民共和国铁路标准荷载，即“中-荷载”，计算采用“中荷载”的换算均布荷载k（将查表的数值除以2得到k）；
第2章 钢板梁桥
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
③加劲肋 为了保证腹板的局部稳定，常需设置加劲肋（端加劲肋、 中间加劲肋、水平加劲肋）。
加劲肋的构造要求： a.保证主梁的腹板稳定，腹板的两侧常需设置竖向加劲 肋，当腹板较高时，有时还需加水平加劲肋;
b.竖向加劲肋是采用一对板条 用角焊缝对称地焊连于腹板的两 侧，焊缝的两端至翼缘角焊缝的 距离，不小于80mm；加劲肋与 上翼缘相连的焊缝，其端头至翼 缘角焊缝的距离，应不小于 50mm，以免焊缝相距太近而降 低了该处的疲劳强度(见右图所示)
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
上承式板梁端加劲肋与下翼缘连接、端横联与下翼缘和竖 向加劲肋的连接、支座与主梁的连接
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
（3）上承式板梁构造要求
主梁（两片） 由翼缘、腹部以及加劲肋组成； 两主梁的中心矩不小于跨度的1/15，且不小于2.2m。
对翼缘腹板加劲肋构造要求如下： ①翼缘 主梁截面承受弯矩能力大致符合弯矩图，节省钢材，主梁
做成变截面，可以采用一块或两块钢板，通过调整翼缘的宽 度和厚度实现主梁的变截面，截面变化时应采用斜坡过渡。 宽度不陡于1：4；厚度不陡于1：8；末端宽度不小于20mm
②腹板 标准设计中当L=24m，腹板高度h=1900mm；当L=32m， 腹板高度h=2500mm；当L=40m，腹板高度h=3200mm。以 上尺寸满足用料经济并适应运输条件。
桥梁工程
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
e.加劲肋应用半自动焊与腹板相连，不应采用手工焊，以 免降低焊接质量;
f.端加劲肋既是端部横联的一部分，它还要传递板梁桥的支 承反力。因此，端加劲肋上端应与上翼缘顶紧焊牢，下端应
磨光顶紧并与下翼缘焊牢(见图所示)。
钢板梁桥的设计特点和应用前景分析
钢板梁桥的设计特点和应用前景分析钢板梁桥是指以钢板为主要构件组成的桥梁结构。
它具有以下设计特点和应用前景分析：一、设计特点：1. 结构简洁：钢板梁桥的构造相对简单，由于采用钢制材料，可以通过焊接等技术将各构件连接在一起，使桥梁结构更加紧凑。
2. 强度高：钢板梁桥采用高强度的钢材制造，具有较高的承载能力和抗震性能，可以满足大跨度、大载荷的要求。
3. 施工快捷：钢板梁桥采用模块化设计和现场焊接施工，可以缩短施工周期，提高工程效率。
4. 维护方便：钢板梁桥的结构相对独立，维护和检修较为方便，可以降低维护成本和减少交通影响。
二、应用前景分析：1. 适用范围广：钢板梁桥适用于各种不同的桥梁类型，如公路桥、铁路桥、高速公路桥等，可以满足不同交通需求。
3. 经济效益显著：相较于传统的混凝土桥梁，钢板梁桥的施工时间短、工程费用低，且可以使用钢材的可回收性，有助于降低工程成本，提高经济效益。
4. 环境友好可持续发展：钢板梁桥的建设过程中，减少了对土地资源的占用和对环境的破坏，同时钢材的回收利用也符合环保理念和可持续发展的要求。
5. 技术创新潜力大：钢板梁桥的设计和施工过程中，可以应用一些新的技术和材料，如钢板混凝土复合桥梁、抗震装配式钢板梁桥等，进一步提高了桥梁的性能和效益。
钢板梁桥具有结构简洁、强度高、施工快捷、维护方便等设计特点，其应用前景广阔。
随着社会经济的发展和交通需求的增加，钢板梁桥将在公路、铁路和其他交通领域得到更广泛的应用，为城市建设和交通运输提供更稳定、安全和经济的桥梁解决方案。
钢板梁桥的技术创新潜力也很大，有望在未来推动桥梁工程技术的发展。
第六章 _简支钢板梁和钢桁梁桥77页PPT
按以前的习惯叫法：
我国桥梁用钢系列按屈服点大致分成三级。
240MPa级的有3号钢(A3q)、16桥(16q)；
340MPa级的有16锰桥(16Mnq)、14锰铌桥(14MnNbq)；
420MPa级的有15锰钒氮桥(15MnVNq-A，-B， -C) 碳素钢，按其质地软硬程度，从1—7，分为7个号，号码 越大者越硬。还按供货条件，只保证机械性能者用A(或甲) 表示，只保证化学成分者用B(或乙)表示，对机械性能和 化学成分均需保证者用C(或特)表示。桥梁钢，还在钢号 后加一个q(或桥)字。 对于低合金钢，是先列平均含碳量(以0．01％为单位)， 然后依次列出其主要合金元素。若某合金元素平均含量不 大于1．5％，在该元素之后就不加数字，若某合金元素平 均含量是1．5％一2．5％，就在该元素之后加注2字。
有些国家(包括我国)也曾试用铝合金和玻璃钢作建桥材 料，特点是重量轻，耐腐蚀性好，但弹性模量和强度低， 造价高。
二、钢桥的连接 钢桥连接有铆接、焊接和高强度螺栓连接(栓接)三种
1．铆接(rivetconnection) 铆接是钢桥连接的传统方式，使用历史很长。
第二次世界大战后，钢梁制造引进了焊接技术。 焊接结构的截面无孔削弱，比铆接结构省料，加 工快，且可改善工作环境(但在野外恶劣天气下作 业时受到一定的限制)。铆接逐步被取代 。
1 上承或下承式简支钢板梁 多用于中小跨度的铁路桥
2 上承或下承式简支(或连续)钢桁架梁 常用于较大跨度铁路桥(通常在60-200m跨度以内)
3 钢斜拉桥 常用于大跨度在公路桥
4 钢悬索桥 常用于大跨度在公路桥
5 钢-混凝土结合梁桥 多用于城市桥梁
本章主要介绍 铁路桥
一 钢桥用的材料
钢桥所用的钢种主要是低碳钢和低合金钢两类。 低碳钢是指含碳量为0．03％一0．25％的钢； 低合金钢是指各种合金元素总含量不超过3％的钢。
钢板梁桥的设计特点和应用前景分析
钢板梁桥的设计特点和应用前景分析
钢板梁桥是一种采用钢板作为主要结构材料的桥梁。
它的主要设计特点是具有轻质、
高强度、结构简单、施工快速等优点，因此在现代的桥梁建设中得到了广泛应用。
首先，钢板梁桥具有轻质的特点。
相较于其他材料，钢板的密度相对较小，在桥梁设
计中采用钢板作为主要结构材料可以大幅减轻桥梁自重，从而在施工时降低对地基的负荷，减小了建筑材料采购和运输的成本。
其次，钢板梁桥具有高强度的特点。
钢材自身具有高强度，采用钢板梁桥可以提高桥
梁的承载能力和抗震性能，因此它通常比混凝土梁桥具有更长的使用寿命和更好的安全性能。
再次，钢板梁桥的结构简单，具有快速施工的优点。
传统桥梁在建设时需要进行复杂
的铸造和浇筑过程，而钢板梁桥可以在工厂中预制，然后在现场快速拼装安装，有效减少
了施工时间和成本，优化了施工进度。
最后，随着科技的不断发展，钢板梁桥在未来的应用前景非常广阔。
它可以适用于不
同的单孔和跨径范围，不仅可以用于道路桥梁，还可以用于高速铁路桥梁、城市轨道交通
桥梁等，可以满足日益增长的股票需求。
总之，钢板梁桥的设计特点和应用前景非常值得关注。
在未来的桥梁建设和维护中，
我们可以利用钢板梁桥的优点，提高建设效率和质量，为城市的交通发展做出贡献。
钢板梁桥的设计特点和应用前景分析
钢板梁桥的设计特点和应用前景分析钢板梁桥是指由钢板材料制成的桥梁结构，具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点。
它的设计特点主要包括结构简单、施工方便、经济节材等，因此在各种桥梁中得到了广泛的应用。
本文将从设计特点和应用前景两个方面进行分析。
一、设计特点1. 结构简单：钢板梁桥的设计结构相对简单，主要由钢板和连接件组成，不需要复杂的支撑结构，因此施工方便，成本较低。
2. 节材经济：相比于传统的混凝土桥梁，钢板梁桥在材料使用上更加节约，且钢板的可回收性很高，对资源的利用更为环保。
3. 轻质高强：钢板梁桥的钢材具有较高的强度，与其它材料相比，具有较轻的重量，可以降低对地基的承载要求，适用于各种地质条件。
4. 耐腐蚀：钢板经过防锈处理后，能够抵御长期的腐蚀，延长使用寿命，减少了维护成本。
5. 灵活性强：钢板梁桥设计可以根据不同的要求进行调整和改变，可以满足各种特殊的场地条件需求。
二、应用前景分析1. 市政基础建设领域：随着城市化进程的加快，对桥梁的需求越来越大，钢板梁桥由于其自身的设计特点，能够更好地适应城市基础建设的需求，通过工厂预制的方式来实现快速建设，从而更适合城市交通迅速发展的需求。
2. 交通运输领域：钢板梁桥作为桥梁建设的一种创新形式，能够更好地适应道路交通的要求，可以在短时间内快速搭建，同时对于临时性交通需求也能够得到满足，对于临时性交通拥堵的缓解有着积极的意义。
3. 农村公路建设：在农村地区，钢板梁桥由于其轻质、施工方便的特点，能够更好地适应农村公路建设的需求，通过简单的设计和施工方式，实现快速建设，更有利于农村地区基础设施建设的快速发展。
4. 山区地质灾害应急通道建设：钢板梁桥由于其灵活性强，能够更好地适应山区地质灾害的应急通道建设，其轻便便于运输、快速搭建的特点，对于灾害地区的紧急救援和抢险工作具有很大的意义。
钢板梁桥具有结构简单、施工方便、经济节材、轻质高强、耐腐蚀和灵活性强等设计特点，适用于各种桥梁建设领域。
钢桥设计课件之钢板梁桥、钢结合梁桥、钢箱梁桥的构造特点、设计要点,各类型桥的传力路径
2.1 钢板梁桥的类型及构造特点 上承式钢板梁桥上部结构：联结系
• 主梁之间带撑杆的交叉体系结构 上平纵联、下平纵联、中间横联、端横联。 • 联结系作用：
将两片主梁联成一体形成一个稳定的空间结构 平纵联还能传递桥跨结构的横向荷载。
2.1 钢板梁桥的类型及构造特点 上承式钢板梁桥上部结构
4.6 扁平钢箱梁 抗扭、抗弯惯矩大，抗风能力好，过去主要用 于悬索桥。
顶板和底板通常均采用U形纵肋加强
箱室内不设中间腹板，横隔板间距较小 横隔板通常采用实腹式 连接板、隔板、竖向加劲肋、横向加劲肋
4.7 钢箱梁结构分析方法概述 在竖向荷载和横向荷载作用下，箱形梁是按空 间结构承受外力。 箱梁截面采用正交异性钢桥面板和带加劲肋的 薄钢板组成，充分发挥薄钢板的力学性能特点， 有利于焊接。
• 收缩引起的钢梁的轴力
N s ,st ,t N s,b,t
• 收缩引起的钢梁的弯曲
M s,st ,t Ns,b,t a M s,b,t
第四章 钢箱梁桥
4.1钢箱梁桥的构造特点 定义
• 钢箱梁桥是指主梁为薄壁闭合截面形式的桥，主梁 常为箱形截面梁或箱形梁。 • 箱形梁不但可以作为梁式桥的主梁形式，而且是其 他大跨度桥梁，如悬索桥、斜拉桥所经常采用的主 梁形式。
4.7 钢箱梁结构分析方法概述
箱形梁在受力分析中属于闭口薄壁结构，按薄 壁结构理论进行计算。 箱形梁受力后会产生纵向弯曲、横向弯曲、扭 转与畸变变形，并产生相应的应力。
2.2.3 主梁截面的选择
• 先定腹板和翼缘板的尺寸，然后进行截面强度验算
– 选定梁高，估算腹板高度和厚度 – 估算所需翼缘截面积 – 截面应力验算（弯曲应力验算、剪应力验算）
第六章简支钢板梁和钢桁梁桥
28
二、主桁的几何图式
2019年2月19日
李亚东：《桥梁工程概论》第六章
29
三、主桁的主要尺寸
桁高－经济高度，桁高的1/5~1/10，满足桥上净空要求 节间长度－一般为桁高的0.8~1.2倍 斜杆倾度－与竖直线的交角在30°~ 50°范围内为宜 主桁中心距－不应小于跨长的1/20，满足桥上净空要 求 主桁尺寸与主桁图式有密切关系，各主要尺寸之间也 相互关联 标准设计－跨度为48、64、80m时，主桁采用三角形 桁架，桁高11m，节间长度8m，主桁中心距5.75m，斜 杆倾度在30°~ 50°范围内
2019年2月19日
李亚东：《桥梁工程概论》第六章
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杆件截面形式及选择
杆件截面：H型和箱形 H型：构造简单，易于施焊，焊接变形较易控制， 截面对x-x轴的回转半径小；常见型式 箱形：抗扭刚度大，制造较费工
2019年2月19日
李亚东：《桥梁工程概论》第六章
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四、桁架内力分析原理
简化：空间结构→平面结构（两平面结构所共有杆件的内力叠加） （半）刚性连接→铰接，计算内力的修正 主桁下弦杆伸长对 纵、横梁的影响
公路：型钢，连接销 铁路：联结角
2019年2月19日
李亚东：《桥梁工程概论》第六章
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公路结合梁桥
2019年2月19日
李亚东：《桥梁工程概论》第六章
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铁路结合梁桥构造图
2019年2月19日
李亚东：《桥梁工程概论》第六章
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抗剪器
2019年2月19日
李亚东：《桥梁工程概论》第六章
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桥例：石家庄南二环钢箱公路桥
2019年2月19日
李亚东：《桥梁工程概论》第六章
钢桥的主要结构形式与受力特点解析ppt课件
安康汉江桥位于陕西省安 康水电站的专用线上，主 跨为176米斜腿刚构，在目 前世界上同类型的铁路钢 桥中，跨度领先。本桥附 近河段顺直，平时河面宽 约180米，水深13米左右， 水流平稳。
四、斜拉桥
斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在索塔上的结构形式.斜 拉索不仅为梁提供弹性支承，而目其水平分力对梁产生 很大的轴力。
钢桁梁桥
永宁黄河特大桥是 新建铁路工程中跨越 黄河 的一座单线铁路 钢桁梁桥，全长 3942.08m，孔跨布置为 2 孔 32m+4 孔 24m+38 孔 32m 单线简支 T 梁、18 孔 48m 单线简支箱梁、13 孔 96m 简支钢桁结合梁、5 孔 48m 单线简支箱梁、4 孔 32m 单线简支 T 梁。
与门式刚架相比，斜腿刚架的腿是斜置的，两腿和梁中部的轴线 大致呈拱形，这样，斜腿和梁所受的弯矩比同跨度的门式刚架显 著减小，而轴向压力有所增加。 同上承式魁桥相比，这种桥不需要拱上结构，构件数目较少;当桥 面较窄(如单线铁路桥)而跨度较大时，可将其斜腿在桥的横向放 坡，以保证桥的横向稳定。 意大利的斯法拉沙桥虽己建成近40年，但其简洁明快的桥型，其 梁的底缘线呈现的微弯曲线表现着刚里有柔，特别是至今仍保持 的同桥型世界第一的跨径。
二、拱桥
拱桥是以曲线形拱作为 主体结构的桥梁，具有 外形美观、受力合理、 跨越能力大、适用范围 广等诸多优点，在钢桥、 混凝土桥、污工桥梁以 及钢与混凝土组合结构 桥梁中都得到广泛应用。
拱不仅外形与梁不同，受力与梁也有 很大的区别。
拱桥在受力上最大的区别是，在竖向 荷载作用下，在拱的两端支承处除有 竖向反力外，还有水平推力，使得拱 内弯矩和剪力大大减小，主要以受压 为主。
如果拱桥不能充分承受两端支承处的 水平力，拱脚不仅会产生很大的位移， 而且拱内产生很大的弯矩，不能充分 发挥拱的优势。
简支钢板梁桥课程设计
简支钢板梁桥课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解简支钢板梁桥的基本结构特点，掌握其设计原理和计算方法。
2. 学生能掌握桥梁工程中相关术语和概念，了解简支钢板梁桥的施工工艺及注意事项。
3. 学生能了解桥梁工程在国民经济和交通运输中的重要性，认识到桥梁设计与施工的技术要求。
技能目标：1. 学生具备运用力学原理对简支钢板梁桥进行受力分析和计算的能力。
2. 学生能够根据实际工程需求，设计出符合规范和功能要求的简支钢板梁桥。
3. 学生通过课程学习，能够运用专业软件或手工绘图，完成简支钢板梁桥的设计图纸。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对桥梁工程事业的热爱，增强对工程质量和安全的责任感。
2. 学生通过学习简支钢板梁桥设计，培养团队协作精神和沟通能力，提高解决问题的能力。
3. 学生在学习过程中，树立正确的人生观和价值观，认识到科学技术对社会发展的推动作用。
课程性质：本课程为工程专业实践课程，旨在通过简支钢板梁桥设计，提高学生的理论知识和实践技能。
学生特点：学生具备一定的力学基础和桥梁工程知识，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求：教师需结合理论知识与实践操作，引导学生运用所学知识解决实际问题，培养学生的创新意识和实践能力。
在教学过程中，注重培养学生的团队合作精神和沟通能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。
通过课程目标的实现，为学生未来从事桥梁工程设计和管理奠定基础。
二、教学内容1. 简支钢板梁桥结构特点及设计原理- 桥梁工程概述- 简支钢板梁桥结构组成及受力特点- 设计原理及计算方法2. 简支钢板梁桥施工工艺及注意事项- 施工工艺流程- 施工中的质量控制要点- 施工安全注意事项3. 简支钢板梁桥受力分析及计算- 钢板梁桥荷载分析- 受力计算方法- 稳定性和强度计算4. 简支钢板梁桥设计及绘图- 设计依据和规范- 设计步骤和方法- 设计图纸绘制5. 桥梁工程案例分析与讨论- 典型简支钢板梁桥工程案例介绍- 案例分析及讨论- 学生设计作品展示与评价教学内容安排与进度：第1周：简支钢板梁桥结构特点及设计原理第2周：简支钢板梁桥施工工艺及注意事项第3周：简支钢板梁桥受力分析及计算第4周：简支钢板梁桥设计及绘图第5周：桥梁工程案例分析与讨论教学内容与教材关联性：本教学内容与教材中桥梁工程章节紧密相关，结合教材内容，系统讲解简支钢板梁桥的设计与施工，使学生能够掌握桥梁工程的基本知识和实践技能。
21第二章简支板梁桥上部结构上部结构结构课件
(a)
吊钩
纵向预应力筋
(b)
横向竖缝
横向预应力筋
纵向竖缝
第二章 简支板梁桥上部结构-1
17
➢ 横向分段块件
(a)
(b)
(c)
纵向预应力筋孔道
横向预应力筋孔道
第二章 简支板梁桥上部结构-1
剪力键槽
18
2.1.2 结构布置与构造
板 桥 ➢ 整体式板桥 ➢ 装配式板桥 ➢ 钢筋混凝土空心板常见使用范围6~ 13 m，
109
109
5.2 7.6 5.2 18
预应力混凝土梁中预应力筋布置方式
（a）
（b） （c） （d）
a a
预应力混凝土梁（后张法）锚固区构造
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
15×10＝150
Ⅱ-Ⅱ
后浇封头混凝土 垫板d=2CM
30 210
锚具
φ8圆 钢筋
φ90
Ⅲ
Ⅰ
Ⅱ Ⅲ-Ⅲ
钢筋网 间距10CM
直径8MM
Ⅲ
10
10
2
2
4φ6 80
4
2
2
25 10
4.5
9×10
4.5
99
12 14 30 28
2.5
2
板 中 心 线
25 10
30
25φ6 203
3 93
标准跨径20m的装配式T形梁钢筋构造
横隔梁钢筋构造
29
160
29
130 15
4.2 15 30
12 10 10 10 10 10 10 10 10 6
及桥下净空等因素 ➢ 标准设计还要考虑梁的标准化，提高
互换性。
第二章 简支板梁桥上部结构-1
钢结构课程设计桥梁
钢结构课程设计桥梁一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解钢结构的桥梁设计原理和方法，掌握钢结构的基本知识和桥梁设计的流程。
知识目标包括：了解钢结构的材料特性、桥梁设计的力学原理和常见桥梁类型的受力特点。
技能目标包括：培养学生运用钢结构知识进行桥梁设计的能力，以及分析和解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标包括：培养学生对钢结构和桥梁设计的兴趣，提高他们的创新意识和团队协作能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括钢结构的基本知识、桥梁设计的原理和方法，以及钢结构桥梁的案例分析。
首先，介绍钢结构的材料特性，如强度、刚度和稳定性等。
然后，讲解桥梁设计的力学原理，包括受力分析、内力计算和变形控制。
接着，介绍常见桥梁类型的受力特点和设计要点，如梁桥、拱桥和悬索桥等。
最后，通过案例分析，让学生运用所学的知识进行钢结构桥梁设计，提高他们的实际操作能力。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标，将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
首先，通过讲授法向学生传授钢结构的基本知识和桥梁设计的原理。
然后，采用讨论法引导学生进行思考和交流，提高他们的分析问题和解决问题的能力。
接着，运用案例分析法让学生结合实际案例进行桥梁设计，培养他们的实践能力。
最后，通过实验法让学生亲身体验钢结构和桥梁设计的乐趣，提高他们的创新意识和团队协作能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材和参考书将为学生提供系统的理论知识，多媒体资料将帮助学生形象地理解钢结构桥梁的设计过程，实验设备将让学生亲身体验钢结构和桥梁设计的实践操作。
通过这些教学资源的使用，将丰富学生的学习体验，提高他们的学习效果。
五、教学评估本节课的教学评估将采取多元化方式进行，包括平时表现、作业、考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问回答和小组讨论等情况，以考察他们的学习态度和积极性。
钢板梁桥设计课程设计
钢板梁桥设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习钢板梁桥的设计，让学生掌握钢板梁桥的基本理论知识，了解钢板梁桥的设计原理和流程，培养学生运用力学知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：a.掌握钢板梁桥的基本概念、结构和类型。
b.理解钢板梁桥的设计原理和计算方法。
c.熟悉钢板梁桥的施工技术和验收标准。
2.技能目标：a.能运用力学知识分析和解决钢板梁桥设计中的问题。
b.具备钢板梁桥设计的基本能力，能独立完成钢板梁桥的设计计算。
c.能撰写钢板梁桥设计报告，对设计方案进行评价和优化。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生对钢板梁桥工程事业的热爱和敬业精神。
b.增强学生的团队合作意识和沟通协调能力。
c.培养学生关注交通安全，提高社会责任感和职业道德。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括钢板梁桥的基本理论、设计原理、计算方法和施工技术等方面。
具体安排如下：1.钢板梁桥的基本理论：介绍钢板梁桥的定义、结构和类型，使学生了解钢板梁桥的基本组成和功能。
2.钢板梁桥的设计原理：讲解钢板梁桥的设计流程、计算方法和注意事项，培养学生运用力学知识解决实际问题的能力。
3.钢板梁桥的计算方法：教授钢板梁桥截面尺寸、材料选择和内力计算等方面的方法，让学生掌握钢板梁桥设计的核心技术。
4.钢板梁桥的施工技术：介绍钢板梁桥的施工工艺、质量控制和验收标准，提高学生的实际操作能力。
5.钢板梁桥设计实践：学生进行钢板梁桥设计实践，培养学生的动手能力和创新意识。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、讨论法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解钢板梁桥的基本理论、设计原理和计算方法，使学生掌握钢板梁桥的设计基础知识。
2.案例分析法：分析实际工程案例，使学生了解钢板梁桥设计的具体问题和解决方案。
3.讨论法：学生进行课堂讨论，培养学生的思考能力和团队合作意识。
4.实验法：安排钢板梁桥设计实验，让学生动手操作，提高实际操作能力。
02钢板梁桥
第二章 钢板梁桥
2.2 上承式焊接板梁桥的设计
2.2.6 主梁的局部稳定和腹板加劲肋的布置 保证主梁的局部稳定
腹板加劲肋要求 1、加劲肋需具有足够的刚度来支承腹板，使其在加 劲肋外不发生翘曲，规范有详细的构造要求规定 2、端加劲肋需要计算：整体稳定、承压强度、焊缝
第二章 钢板梁桥
2.2 上承式焊接板梁桥的设计
2.2.1 板梁桥的基本尺寸拟定 计算跨度(支座中心线之间的距离)
第二章 钢板梁桥
2.2 上承式焊接板梁桥的设计
2.2.1 板梁桥的基本尺寸拟定
主梁高度： 最大梁高(建筑容许高度) 最小梁高(刚度要求)
αM h= [σ w ]δ 5 [σ w ] l = ⋅ ⋅ 24 E f l 1
经济梁高(经济条件) 参考已有设计或采用估算公式
α --系数25~27 M--计算最大弯矩 δ --腹板厚度 f--最大挠度 l--计算跨径 1+μ --动力系数
hmin
P、k --均布恒载和活载(换算均布活载)
1+ µ + p k
⋅
第二章 钢板梁桥
2.2 上承式焊接板梁桥的设计
2.2.1 板梁桥的基本尺寸拟定
主梁的中心距： 桥枕的合理跨度 桥跨结构在水平力下横向倾覆稳定性 横跨结构的横向刚度 用架桥机整孔架设的可能性
第二章 钢板梁桥
2.1 钢板梁桥的类型及构造特点
建筑高度
第二章 钢板梁桥
2.2 上承式焊接板梁桥的设计
桥梁基本尺寸拟定 荷载计算 主梁内力计算 主梁截面尺寸拟定 主梁变截面位置的确定 焊缝强度检算 腹板加劲肋布置 各项验算：强度、疲劳、稳定、刚度、横向倾覆稳定
第二章 钢板梁桥
2.2 上承式焊接板梁桥的设计
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本科生课程设计报告书教学单位专业班级学生姓名学号指导教师《钢结构设计原理》课程设计一、设计目的1、巩固、提高、充实和运用所学的《钢结构》课程有关理论知识；2、培养和锻炼独立工作能力及分析和解决实际问题的能力；3、为将来毕业设计打下基础。
二、设计要求必须符合钢结构设计规范GBJ17-88规定的有关设计公式及设计内容。
三、设计题目按照表格中所给设计任务条件，进行简支钢板梁桥的主梁设计，截面都采用焊接双轴对称工型截面。
四、设计内容包括主梁的截面选择、变截面设计、截面校核、翼缘焊缝计算、腹板加劲肋配置、支座处支承加劲肋设计等内容，并画出设计后的主梁构造图。
五、已知条件跨度：14米 钢号：Q345 焊条号：E50 恒荷载标准值：88kN活载标准值：196kN 集中荷载个数：6个 集中荷载跨度C=2米六、其它说明1、恒、活荷载的分项系数分别为1.2、1.4；2、表中恒荷载标准值包括主梁上的次梁自重，且集中荷载F 是恒、活荷载通过次梁传到主梁上；3、主梁自重估计值均为m kN q /4=，且主梁钢板采用手工焊接；4、主梁允许最大挠度值[]400/1/=l v T ；5、主梁的截面建筑容许最大高度为mm 2500。
七、设计过程㈠主梁设计1主梁自重标准值m kN q G K /4=，设计值为m kN m kN q /8.4/42.1=⨯=。
则主梁最大剪力（支座处）为kN kN ql F V 6.11732148.438026226max =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=+⨯= 最大弯矩（跨中）为m kN m kN F F F F ql Rl M ⋅=⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⨯-⨯-⨯-⨯-⨯=-⨯-⨯-⨯--=4.444238033805380723808148.4214133035728222max采用焊接工字形组合截面梁，估计翼缘板厚度mm t f 16≥，故抗弯强度设计值2/295mm N f =。
计算需要的截面模量为 3336101434229505.1104.4442mm mm f M W x x x ⨯=⨯⨯==γ2、试选截面⑴确定腹板高度0h①建筑允许最大高度 mm h 2500max = ②按刚度条件，梁的最小高度为[]mm mm l v l f h T 12861400040010285.1295/10285.166min =⨯⨯⨯=⋅⨯=③经济梁高，按经验公式mm W h x ce 140130073=-⋅= 取梁的腹板高度为 mm h 14000= ⑵确定腹板厚度w t①按抗剪要求腹板厚度为 mm mm f h V t v w 6.51801400106.11732.12.130max =⨯⨯⨯=≥②按经验公式 ()cm cm h t w 1.111/14011/0==≥取腹板厚度 mm t w 12=⑶确定翼缘尺寸每个翼缘所需截面积为2230074446140012140010143426mm mm h t h W A w x f =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯=-= 翼缘宽度为h/5b =～1400/5h/3=～2801400/3mm =～467mm 取320mm b =翼缘厚度为 mm mm b 3.23320/7444/A t f === 取26mm t =3、截面验算⑴梁的截面几何参数()mm mm t 145226214002h h 0=⨯+=⨯+= ()mm mm t h 14262/26214002/2h 01=⨯+=⨯+=()[]()4433303x 11204191408.302.14532121121I cm cm h t b bh w =⨯-⨯=⨯--=33x 154332.145112041922W cm cm h I x =⨯==()()2204.3446.23221402.12A cm cm bt h t w =⨯⨯+⨯=+=⑵强度验算①验算抗弯强度22236x /295/1.274/101543305.1104.4442M mm N f mm N mm N W nx x =<=⨯⨯⨯==γσ ②验算抗剪强度()22243max /170/4.77/121011204193501270071326320106.1173V m m N f m m N m m N t I S v w x =<=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯==τ③主梁的支承处以及支承次梁处均配置支承加劲肋，故不验算局部承压强度（即0c =σ）。
④验算折算应力（腹板端部）()()22460max 1/277/1011204192/1400104.44422/mm N mm N I h M x =⨯⨯⨯==σ 224311/4.8/121011204197132632010190mm N mm N t I VS w x =⨯⨯⨯⨯⨯⨯==τ 则折算应力为222222121ZS /5.3241.1/4.277/4.832773mm N f mm N mm N =<=⨯+=+=τσσ⑶刚度验算全部永久荷载与可变荷载的标准值在梁跨中产生的最大弯矩为()kN kN R 1024154284284621=⨯++⨯=m kN m kN M k ⋅=⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯-⨯-⨯⨯-⨯-⨯=5.23896284628462845.72842181542159302 []400162311011204191006.2483.114000105.23895483.15456=<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯≈l v EI l M l v T x k T 4、变截面的设计⑴变截面位置和端部截面尺寸梁的截面在半跨内通常做一次改变，可以节约钢材，一般在距支座7/l 处改变截面比较经济。
此处的弯矩 m kN M ⋅='4.2270，剪力 kN V 4.1130=' 变截面所需的翼缘宽度363610330.729505.1104.2270mm mm f M W x ⨯=⨯⨯='='γ()()22236213031431426/6/140012145210330.7/6/mm mm h h t h W t b w =⨯-⨯⨯=-'='令厚度mm t 26=不变，采用mm b 200='仍满足各项要求。
⑵变截面后强度验算①变截面的几何参数()[]()[]494333031003.81400122001452200121121m m m m h t b h b I w x ⨯=⨯--⨯=-'-'='373910106.114521003.822mm mm h I W x x ⨯=⨯⨯='='()()363111071.32/1426262002/mm mm h t b S ⨯=⨯⨯='='36360011065.64140012214001071.342mm mm h t h S S w ⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯=⋅⋅+'='②变截面强度验算a.验算抗弯强度22276/295/5.195/10106.105.1104.2270m m N f m m N m m N W M x x =<=⨯⨯⨯=''='γσb.验算抗剪强度222963/170/0.78/121003.81065.6104.1130m m N f m m N m m N t I S V v wx =<=⨯⨯⨯⨯⨯='''='τc.验算折算应力（腹板端部）()()229601/91.197/1003.82/1400104.22702/m m N m m N I h M x=⨯⨯⨯=''='σ 2296311/52.43/121003.81071.3104.1130mm N mm N t I S V wx =⨯⨯⨯⨯⨯='''='τ 则折算应力为222222121/5.3241.1/8.211/52.43391.1973mm N f mm N mm N ZS =<=⨯+='+'='τσσ③变截面刚度验算跨中有6个间距（m C 2=）相等的集中荷载kN F k 284=,近似折算成均布荷载mm kN C F q k k /147522844=+=+=，变截面位置在距支座7/l 处，即7/1=α。
最大相对挠度为()[]4001415171347111003.81011204192.311011204191006.21400012438453412.31384539445333=<=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫⎝⎛-'+=l v I I EI l q l v T x x Xk T αα 5、翼缘焊缝设计⑴支座处mm mm f I S V h w f x f 39.12001003.84.11071.3106.11734.19631max =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=''≥ ⑵变截面处mm mm f I S V h w f x f 14.22001011204194.171326320104.11304.1431=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯='≥'对于手工焊 mm t h f 65.7265.15.1max min =⨯=≥，采用 mm h f 10=。
㈡设计和布置其腹板加劲肋66/235807.11612/1400/0=>==y w f t h ，并且140/235170/0=<y w f t h ，应配置横向加劲肋。
按构造要求横向加劲肋的间距应为mm mm h a 70014005.05.00=⨯=≥，mm mm h a 28001400220=⨯=≤。
故在两个次梁与主梁连接处之间应增设一个横向加劲肋，加劲肋之间的间距取为mm a 2000=，加劲肋成对布置于腹板两侧，如图所示，1、计算区格腹板的局部稳定仅布置横向加劲肋，由于0=c σ，故按公式122≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛cr crττσσ进行计算。
2、临界应力计算⑴cr σ的计算：由于主梁受压翼缘扭转受到约束 85.0799.023534517712/1400235177/0<=⨯==yw b f t h λ则2/295mm N f cr ==σ⑵cr τ的计算：0.14.11400/2000/0>==h a ，故 ()()8.028.12353452000/1400434.54112/1400235/434.541/2200>=⨯⨯+⨯=+=y ws f a h t h λ 则()[]()[]22/856.121/1708.028.159.018.059.01mm N mm N f v s cr =⨯-⨯-=--=λτ3、各区格计算4、加劲肋的设计横向加劲肋采用对称布置，其尺寸为 外伸宽度为mm mm h b s 7.864030140040300=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+≥取mm b s 90=。