06钢桥破坏形式与设计方法6p
钢桥面铺装典型结构的破坏形式与维修措施分析
坑槽采 用挖补 的处理 方式 ， 出现 坑槽 的位 置 挖 除 ， 将 填入环 氧沥青混合料 ， 压实并 整平 。在新 旧界 面处最 好涂刷 一层环氧沥青 ， 以防止水分沿界面处下渗 。
３ 结论
应力 时 ， 防水粘 结层 产生破 坏 ， 钢桥 面板 和铺装 层之 间失 去粘 结力 ， 车辆荷 载 的继续作 用 下 ， 面铺装 在 桥
氧 沥青混 凝 土铺装 结 构 ， 氧 沥 青 混凝 土综 合 性 能 环
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比较优 良， 车辙动稳定度较高， 耐腐蚀性能较好 ， 目 前在国内外有大量 的实体工程应用。还有很好的耐
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后形 成平 整 的路面 ， 填补 材 料 可 以采 用 热拌 沥青 混
钢结构的破坏形式及计算方法
3.1.3板件局部失稳破坏
• 某些情况下，组成构件结构的板件 的局部丧失稳定会先于构件整体失稳 出现。局部失稳的发生可能最终促成 或导致结构或结构构件的整体丧失稳 定，造成破坏。
•
• 但在某些特定条件下，局部失稳并不 是构件承载能力的最终极限，则可以 容忍其发生，甚至有目的的对屈曲后 强度加以利用。
N
f yk
f yk＝ [ ]
A K1K2K3 K
N--构件截面的内力； A--构件截面几何特征； K1--荷载系数； K2--材料系数; K3--调整系数；
fyk--钢材的屈服强度标准值； [σ]--钢材容许应力
(1 2)
b、近似概率极限状态设计法 （现行钢结构设计规范(GB50017－2003)）
[λ]--规范规定的受拉、受压构件容许长
细比，按规范采用。
（三）使用设计表达式的注意事项 1.计算静力强度和稳定时，采用荷载的设计值；疲劳 计算、变形计算采用荷载的标准值。 2. 强度设计指标f 1)强度设计值的种类、性质； 2)按板厚或直径分组； 3)强度设计值的折减。 例如:按轴心受力计算单面 连接单角钢的强度时。 见教材，
塑性破坏
• 塑性变形后出现内力重分布，使应力 趋于均匀，提高了结构的承载能力
• 建筑钢材的塑性性能一定条件下可以 加以利用，如简支钢梁可以容忍塑性 在最大弯矩截面上有一定的发展、连 续梁及钢框架结构按照塑性方法设计 时，允许结构中出现塑性铰及内力重 分布。
桥梁破坏形式
桥梁破坏形式
桥梁作为连接城市和乡村、两岸和两地之间的重要交通设施，在现代社会扮演着至关重要的角色。然而，由于自然灾害、交通事故、老化以及错误的设计等因素，桥梁可能会经历各种各样的破坏形式。本文将介绍一些常见的桥梁破坏形式，以及对应的原因和可能的预防措施。
1. 桥面沉降与变形
桥梁的桥面沉降与变形是指桥面的下沉或变形，通常由于桥梁基础材料的不足、地震、地面沉降、水流冲击等原因引起。这样的破坏将导致桥梁承载能力下降和交通安全问题。为预防这种情况，应在桥梁设计时考虑合适的基础材料，进行充分的地质勘察，并定期检查和维护桥梁。
2. 钢结构腐蚀
钢结构是许多桥梁的重要组成部分，然而，由于湿度、酸雨、盐雾等环境因素的影响，钢结构可能会发生腐蚀。腐蚀会使钢结构的强度和稳定性下降，从而引发桥梁的破坏。为预防钢结构腐蚀，
可以采用防腐剂、定期涂漆、隔离层等防护措施，并确保及时检查和修复任何腐蚀点。
3. 桥墩倒塌
桥墩是桥梁的支撑结构，起到承载和分散载荷的重要作用。然而，由于地震、车辆冲撞、水流冲击等因素的影响，桥墩可能会倒塌。桥墩的倒塌将导致桥梁整体失去支撑，对交通和人员安全造成严重威胁。为预防桥墩倒塌，应采取合理的桥梁设计和建造标准，并定期检查桥墩的状态和稳定性。
4. 桥面铺装开裂
桥面铺装开裂是指桥面铺装材料表面出现裂纹。这种破坏形式通常由于材料老化、温度变化、车辆过载等因素引起。开裂的桥面铺装会导致行车不稳定、损坏车辆以及对桥梁结构的进一步破坏。为预防桥面铺装开裂，应选用耐久性强、抗冲击和耐磨损的材料，并进行定期维护和修补。
钢桥设计课件之六 钢桥的制造与架设
钢桥的制造与架设是设计过程中至关重要的一步。本节将介绍钢桥的制造过 程和架设过程，以及需要注意事项。
钢桥的制造过程
1
钢材的选择与加工
根据选材原则选择合适的钢材并进行压力加工，然后通过焊接或者铆接连接。
2
制造各部分
制造弯板与直板，主梁以及支撑结构等核心部分。
完工验收
6
置。
检查部分符合标准，测量桥面垂直度。
注意事项
安全问题
在制造和架设钢桥过程中要 注意安全，确保工作人员的 安全。
环保问题
采取环保措施，遵守相关法 规，减少对环境的污染。
质量问题
严格控制钢桥的质量，确保 其结构稳定，使用寿命长。
结束
本节介绍了钢桥的制造与架设过程以及需要注意的事项。希望这些内容能够 帮助您更好地理解和设计钢桥。
3
防腐处理
对钢桥进行防锈处理和喷涂防腐剂，确保其使用寿命和稳定性。
钢桥的架设过程
1
现场准备工作
对地基和路面进行处理，准备派工和装
前置工程
2
备。
搭建作业平台，进行单位板控制。
3
安装各部分
起吊和安装主梁，安装支撑结构。
焊接和修整
4
对各部分进行焊接，修整关键节点。
5源自文库
测量和调整
测量桥梁水平度，调整桥梁的高度和位
钢桥知识点
1、钢桥优缺点
钢桥——桥梁上部构造的主要承重局部用钢材制成。
优点：
a)钢材是一种抗拉、抗压、抗剪强度高的匀质材料
b)韧性、延性好，可提高抗震性能。
c)工厂制造，桥梁上部构造和下部构造可同时施工；
d)旧桥可回收，资源可再利用，有利于环保。
缺点：
e)对温度和动载效应敏感，易疲乏；
f)受大气侵蚀，易生锈。
g)铁路钢桥行车时噪声与振动比较大。
2、钢桥的主要形式
钢桥的主要构造形式——钢桥依据主要承重构造的受力体系可以分为：
1 梁式桥
2 拱桥
3 刚构桥
4 斜拉桥
5 悬索桥
6 组合体系桥梁
3、拱桥分为：
⏹上承式拱桥〔桥面在拱助的上方〕；
⏹中承式拱桥〔桥面一局部在拱肋上方；一局部在拱肋下方〕
⏹下承式拱桥〔桥面在拱肋下方〕
4、钢桥的破坏形式:
1、强度
2、疲乏
3、稳定
4、腐蚀、脆性断裂
5、钢构造疲乏定义：
钢构造疲乏：在反复荷载作用下，钢材应力低于极限强度时发生的破坏现象。
初始缺陷、裂纹或应力集中等局部位置形成裂纹→反复荷载作用下不断裂纹扩展→构件裂断
6、什么是钢板梁桥：
钢板梁桥——指由钢板焊接、栓接或铆接，形成工字形的实腹式钢梁作为主要承重构造的桥梁。
7、主梁梁高
主梁以截面应力掌握设计时的用钢量比刚度掌握设计的用钢量要省。
8、桁梁桥的组成：
一.桁梁桥的组成：1、主桁；2、联结系；3、桥道系
二．钢桁梁的受力特点：1 桥面 2 纵梁 3 横梁 4 主桁 5 支座 6 墩台
9、1.钢桁梁桥依据桥面相对主桁架的位置不同分类：上承式桁架桥；下承式桁架桥；双层桁梁桥；
9.2依据承受荷载的性质分类:铁路桁架桥；大路桁架桥；
钢桥设计之六钢桥的制造与架设PPT课件
• 9.2 钢梁的架设 • 悬臂拼装法 • 安装采取的措施 • 对安装应力最大的杆件采取临时加固措施 • 在伸臂安装应力最大区段加设上加劲梁 • 在安装应力最大区段铺设预施拉力的吊索 • 墩旁设托架 • 使用水上吊船 • 采用半悬臂拼装法 • 采用中间合龙法
第11页/共22页
第全1悬2页臂/共拼2装2页法
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• 9.2 钢梁的架设 • 悬臂拼装法 • 拖拉法 • 浮运法
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• 9.2 钢梁的架设 • 悬臂拼装法 • 适合条件 • 桥墩较高、跨度较大的桥以及在通航河流或水深流急，有流冰或有较多木排的河流上架设的 桥梁 • 钢梁的结构形式有利于悬臂架设时，如连续桁梁、悬臂桁梁等。 • 安装采取的措施 • 对安装应力最大的杆件采取临时加固措施。 • 在伸臂安装应力最大区段加设上加劲梁。 • 在安装应力最大区段铺设预施拉力的吊索。 • 墩旁设托架。 • 使用水上吊船。
第1半3页悬/共臂2拼2页装法
第1中4页间/共合2龙2页法
• 9.2 钢梁的架设 • 拖拉法架设钢梁 • 半悬臂的纵向拖拉 • 全悬臂的纵向拖拉
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
中间临时墩架的纵向拖拉
中间浮运支承的纵向拖拉 半悬臂的纵向拖拉
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全悬臂的纵向拖拉
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06ch6.铁路预应力混凝土简支梁的设计
第4页
09:01
下面以矩形截面说明预加应力的基本概念。
当钢筋上有Ny的张拉力时
第5页
09:01
A、设上面矩形梁上的作用荷载为M，截面为。则在荷载和预 应力的作用下上、下缘应力为：
上
Ny bh
6M bh2
下
Ny bh
6M bh2
若设计不容许下边缘出现拉应力，即
则有 N y 6 M h
Ch6 铁路预应力砼简支梁设计
§ 6.1 预应力概念 § 6.2 预应力混凝土简支梁构造 § 6.3 后张法预应力砼简支梁设计计算
第1页
09:01
§ 6.1 预应力概念
• 众所周知，混凝土的抗拉强度很低，只有抗压强度的： 1/10~1/15 。而且混凝土的收缩和温差等影响也要使 混凝土梁中产生拉应力，所以素混凝土梁在没有外载 的情况下，也可能发生断裂。混凝土抗拉强度的可靠 性很低，素混凝土梁破坏时抗压强度的利用率又很小， 它的最大纤维拉应力还不到抗压强度值的1/10，因而 在梁的受拉区混凝土中埋设钢筋来承受拉力，并控制 裂缝的开展。
• 先张法的主要优点是：工艺简单，不需要用压注水泥浆来 防护钢筋免遭锈蚀；预应力钢丝或钢绞线可不用特制的锚 具，靠与混凝土的粘结作用传递预应力。而且先张梁的承 载能力及抗裂性能均优于后张式预应力混凝土梁。
• 主要缺点：需要强大的张拉台座。放松钢筋时，构件缩短 将引起较大的预应力损失。（弹性压缩损失）
桥梁工程-钢梁桥的设计
上世纪90年代以来，在铁路桥梁方面，1993年使用国产 15MnVNq钢建成了主跨214m的九江长江大桥（公铁两用 钢桁拱桥），2002年使用国产14MnNbq钢建成了的主跨 312m的芜湖长江大桥（公铁两用低塔斜拉桥），2009年 建成了主跨504m的武汉天兴州长江大桥已经建成（3片钢 桁主梁公铁两用斜拉桥），现在，主跨336m的南京大胜 关长江大桥（高速铁路钢桁拱桥）已经合拢，创造了我国 公铁两用桥的多项新纪录。
北京交通大学土木建筑工程学院
（3）工业化制造程度高。钢构件多在工厂加工，受环境影 响小、易控制、精度高、能大批生产、质量有保证、工业 化程度高。
（4）运输方便、安装速度快、施工工期短。通常，钢桥是 由小构件运至现场拼装而成的，便于运输，便于无支架安 装施工，相对于混凝土结构可缩短工期。
（5）钢桥构件易于修复和更换。
（6）钢桥的缺点主要有：不耐火、易受侵蚀，维护费用高； 杆件细长，稳定问题大；列车诱发的振动、噪声相对较大。
由于钢桥的诸多优点，特别是其结构的实际受力状况与理 论计算结果非常相符，准确可靠，遂成为近、现代桥梁建 造的主要结构。
第三章 钢结构的破坏形式及计算方法
幅折算为等效应力幅Δσe，按下式进行疲劳计算：
e
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1/
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吊车梁：根据实测结果，推算出设计基准期50年内各种吊车梁的应力
循环总次数n(等效于满荷载时n= 2106次)，相应的欠载效应的等效系数 f值如表2-3所示，重级工作制吊车梁的疲劳验算公式为
重庆大学城市科技学院钢结构课件
Streel Stucture
第 三 章
第三章 钢结构的破坏形式及计算方法
第一节 钢结构的可能破坏形 式
五、脆性断裂破坏 钢材虽然有较高的塑性和韧性，但在一定的条件下，
仍然有脆性破坏的可能性。 构件脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，
计算应力可能小于钢材的屈服强度，断裂从压力集中处开 始。
剧。当荷载反复循环达一定次数n（疲劳寿命）时，裂纹扩展
使得净截面承载力不足以承受外力作用时，构件突然断裂， 发生疲劳破坏。 疲劳破坏一般经历裂纹形成、裂纹缓慢扩展 和最后迅速断裂三个阶段。
重庆大学城市科技学院钢结构课件
Streel Stucture
第 三 章
二、疲劳计算 反复荷载作用产生的应力重复一周叫做一个循环。
在某些特定条件下，局部失稳并不是构件承载能力 的极限，则可以容忍其发生，甚至有目的地对屈曲后强 度加以利用。
重庆大学城市科技学院钢结构课件
钢结构桥梁设计与施工技术
钢结构桥梁设计与施工技术
随着交通建设的不断发展，钢结构桥梁作为一种重要的桥梁建设方式，越来越受到人们的关注。钢结构桥梁具有结构轻巧、施工周期短、使用寿命长等优势，因此在现代桥梁建设中得到广泛应用。本文将对
钢结构桥梁的设计与施工技术进行详细介绍。
一、钢结构桥梁设计技术
1. 桥梁结构形式选择
钢结构桥梁的结构形式多样，根据实际情况选择合适的结构形式对
桥梁的设计至关重要。常见的钢结构桥梁形式包括梁式桥、拱桥、斜
拉桥等。在选择结构形式时，需要考虑桥梁跨度、地质条件、交通量
以及建设预算等因素，确保桥梁结构的安全可靠性。
2. 桥梁荷载计算
桥梁的荷载计算是设计过程中的重要环节，需要对桥梁承受的交通
荷载、自重荷载、风荷载等进行细致计算。钢结构桥梁的设计中，荷
载计算要充分考虑桥梁的受力特点和荷载分布规律，确保桥梁结构的
强度与稳定性。
3. 材料选择与优化
在钢结构桥梁设计中，选择合适的材料是保证桥梁质量和性能的关键。钢材具有高强度、轻质的特点，能够有效减轻桥梁自重，提高结
构的承载能力。同时，钢材的可塑性强，便于加工成各种形状，适应
不同桥梁结构需求。
4. 结构整体设计
钢结构桥梁的整体设计包括桥体形象设计、连接节点设计等。桥体
形象设计要求美观、大气，体现桥梁的功能与特点。连接节点设计要
确保连接处的刚性和稳定性，避免出现断裂或松动等安全隐患。
二、钢结构桥梁施工技术
1. 施工方案制定
钢结构桥梁施工前，需要制定详细的施工方案。施工方案要考虑到
桥梁的复杂结构、地理条件、施工进度等因素，制定合理的施工顺序
和方法，确保施工过程的顺利进行。
钢结构基本原理 3 钢结构的可能破坏形式
事故后果：305人开会期间倒塌，造成42人死亡、179人 受伤。
❖美国Connecticut州Hartford城一体育馆网架， 1978年1月大雨雪后倒塌。
工程概况：91.4m×109.7m网架，四个等边角 钢组成的十字形截面杆件。
例如： 1957年前苏联古比雪夫列宁冶金厂锻压车间，7榀1200m2 屋盖塌落。起因是一对尺寸相同的拉压杆装配颠倒。
1974年，苏联一个俱乐部观众厅24×39m钢屋盖倒塌。起 因是受力较大的钢屋架端斜杆失稳。
❖1990年2月，辽宁省某重型机械厂新增一会议室。 破坏原因：只有14.4m跨的轻钢梭形屋架腹杆平面外出
对于具有良好塑性特征的材 料，无论构件截面上有多大的 残余应力（由热轧、冷弯、焊 接等工艺产生）或应力集中 （开孔、截面突变等引起）， 随着截面内力的增加，截面应 力分布将最终趋于均匀分布的 现象为应力塑性重分布。
残余应力分布
应 力 集 中
应力均匀分布
4. 何为内力塑性重分布？
对一般超静定结构，在若干个 截面处相继出现塑性铰的过程 中，结构中的内力分布将处于 不断的变化过程中，直到整体 结构形成机构而不能继续承担 荷载。这种因塑性铰的出现使 内力分布状态不断变化的现象 称为内力塑性重分布。
解具有单值性
桥梁钢结构的设计方法及要点分析
桥梁钢结构的设计方法及要点分析
摘要：桥梁作为公共基础建筑的组成部分，承载着重要的运输作用。钢结构被
广泛应用于桥梁工程中，桥梁钢结构设计与桥梁的稳定性密切相关。由此，本文
着重分析了桥梁钢结构的设计方法与要点，期望以此提高钢结构的质量，确保桥
梁的可靠性。
关键词：桥梁钢结构；设计方法；要点分析
随着我国公共交通事业发展逐渐发展，桥梁建设在公共交通建设中的重要性
逐渐凸显。桥梁打破空间的限制，以纵横交错的方式形成庞大而复杂的交通网络，给拥塞的交通提供了便捷通道，为人们交通生活带来极大便利。然而目前，桥梁
设计过程中存在的一些弊端与问题，往往会导致桥梁坍塌、断裂发生，对社会稳
定及人们的安全造成极大威胁。钢结构是桥梁的重要组成部分，为了提高桥梁的
可靠性，我们需要加大对桥梁设计的研究，设计出更科学、合理的桥梁钢结构，
保证桥梁的可靠性，保障人们的交通安全。
一、桥梁钢结构设计中存在的弊端
钢结构设计是工程建设的重要部分，关乎建筑工程实施的进度、质量和成本。目前，我国部分建筑工程设计中仍然存在一定的弊端，主要体现在设计理念不合
理与设计要求不达标两方面，严重阻碍桥梁钢的建设。
在桥梁钢设计要求方面不达标。桥梁钢结构设计要求主要集中在承载力方面，因此钢结构设计需要同时具备安全、可操作、完整等性能，才可投入设计建设中。由于桥梁受力主体在混凝土与钢筋上，因此设计过程中需要注重钢结构的性能与
质量，以此保证桥梁钢结构的稳定性。然而，目前大部分情况是，设计者并未依
循国家标准进行相关的设计与建造，甚至在未结合桥梁周边实际环境的情况下，
桥梁破坏形式
混凝土桥梁常见病害的表现形式
收录时间：2010-06-23 作者：上海颖川加固来源：中国桥梁网
文本摘要：混凝土桥梁的病害表现在外观特征上有：混凝土破损、梁体裂缝、柱墩裂缝、钢筋锈蚀、基础冲刷、支座病害、桥面铺装破损、伸缩缝损坏及防撞护栏破损等。
关键词：混凝土破损开裂钢筋锈蚀基础冲刷
桥梁在成桥运营中，由于自然环境和使用环境的变化，结构不可避免会产生损伤和性能指标的退化，导致桥梁结构产生病害、出现缺陷，严重影响桥梁正常使用。为了保证交通畅通，就需要对桥梁进行维修、加固和改造。
混凝土桥梁的病害表现在外观特征上有：混凝土破损、梁体裂缝、柱墩裂缝、钢筋锈蚀、基础冲刷、支座病害、桥面铺装破损、伸缩缝损坏及防撞护栏破损等。
弯曲引起受拉区竖向裂缝
剪切引起的斜裂缝
主梁钢筋锈蚀、保护层剥落
底板混凝土剥落
底板空洞露筋导致钢筋锈蚀
底板水化物渗出
腹板露筋导致钢筋锈蚀
钢绞线锈蚀
预应力管道压浆不饱满
钢筋锈蚀引起的顺筋裂缝
墩柱钢筋锈胀引起混凝土剥落1
墩柱钢筋锈胀引起混凝土剥落2
桩基被水冲刷后钢筋外露
支座病害
桥面铺装层破损
防撞护栏破损
钢桥设计规范
钢桥设计规范
钢桥设计规范是指在设计钢构桥梁时，需要遵守的一系列标准和规范。以下是一份简要的钢桥设计规范，共计1000字。
1. 强度设计规范
钢桥的强度设计需要符合相关规范，如GB 50017-2017《钢结
构设计规范》。根据桥梁的不同使用要求和跨径，采用相应的强度设计方法，确保桥梁在使用过程中的稳定性和安全性。
2. 荷载设计规范
在设计钢桥时，需要考虑各种荷载的作用，如自重、活载、风荷载、地震荷载等。根据GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》和JTG/T 3360-2018《公路桥梁及涵洞设计规范》，确定合理
的荷载组合和荷载分布。
3. 断面设计规范
钢桥的断面设计需要符合相关规范，如GB 50017-2017《钢结
构设计规范》和JTG/T D11-2014《公路桥涵概要设计规范》。根据荷载和跨径，选择合适的断面形式，同时考虑刚度、抗弯承载力、抗剪承载力等因素。
4. 防腐设计规范
钢桥的防腐设计是非常重要的，可采用喷涂、热浸镀锌、热喷镀锌等方法进行防腐处理。同时，应根据环境条件和使用要求，选择合适的防腐等级和防腐材料。具体的规范参考GB 50017-2017《钢结构设计规范》和JTG/T D11-2014《公路桥涵概要
设计规范》。
5. 桥面系设计规范
桥面系是指桥梁的上部结构，包括桥面铺装、人行道、栏杆等。钢桥的桥面系设计应符合相关规范，如JTG D60-2015《公路
桥梁设计细则》和JTJ 041-97《公路桥面铺装设计规范》。根
据桥梁的使用要求和荷载，确定合适的桥面铺装材料和结构形式。
桥梁破坏形式
桥梁破坏形式
桥梁作为人们出行的重要交通工具，在现代社会中扮演着不可或缺的角色。然而，由于自然灾害、人为破坏或长期使用等原因，桥梁也面临一定的破坏和损害风险。本文将探讨桥梁破坏的形式及其造成的原因，以期为桥梁的设计和维护提供参考。
1. 弯曲破坏
弯曲破坏是指桥梁由于荷载超载或者地震等外力作用下，发生弯曲超限而导致的破坏形式。在这种破坏形式下，桥梁的主要受力构件，如梁、横梁等，会发生形变，甚至超过其承载能力，导致结构失稳，最终导致桥梁崩塌或失效。弯曲破坏常见于大跨度和高荷载的桥梁中。
2. 疲劳破坏
桥梁长期承受交通荷载的作用，在频繁的加载和卸载下，可能会导致疲劳破坏。疲劳破坏是指桥梁材料在交替荷载下发生裂纹、断裂的过程。这种破坏形式受到各种因素的影响，如材料的质量、
荷载频率和强度等。疲劳破坏往往逐渐发展，但难以察觉，如果不
能及时检测和维修，将对桥梁的结构安全造成威胁。
3. 锈蚀破坏
桥梁的主要构件通常是由钢材制成，长期暴露在空气和湿润环
境中，容易受到氧气和水的侵蚀，从而产生锈蚀。锈蚀会导致钢材
表面失去保护，减弱桥梁的承载能力。在严重的情况下，锈蚀可能
导致桥梁构件的破裂、甚至崩塌。因此，定期检查和维护以防止桥
梁遭受锈蚀破坏至关重要。
4. 混凝土破坏
混凝土桥梁常常遭受龟裂、剥落和鼓包等破坏形式。这些破坏
主要是由于混凝土结构材料的性质和使用条件引起的。例如，长期
风吹日晒、温度变化等因素会导致混凝土桥梁发生龟裂和剥落。这
种破坏形式会影响桥梁的强度和稳定性，需要及时进行维修和修复。
5. 地基沉降
桥梁的安全性不仅取决于自身结构的牢固程度，还与其所处的
钢结构桥梁的设计与施工
钢结构桥梁的设计与施工
钢结构桥梁是现代桥梁工程中常见的一种桥梁类型，它具有高强度、重量轻、设计灵活、施工速度快等优点，在市政工程和公路建设中得
到广泛应用。然而，钢结构桥梁的设计与施工是一个复杂而细致的过程，要求设计师和施工人员具备丰富的经验和专业知识。本文将重点
讨论钢结构桥梁的设计与施工的关键要点。
一、桥梁设计
1.1 结构选型
桥梁设计的第一步是确定合适的结构类型。考虑到桥梁的使用环境、荷载要求、跨度等因素，在设计前需要充分了解桥梁的使用需求，并
选择合适的结构类型，如钢桁架梁、钢箱梁、悬索桥等。
1.2 强度计算
在钢结构桥梁设计中，安全性是至关重要的。设计人员需要进行详
细的荷载计算和结构强度计算，确保桥梁能够承受来自交通荷载、自
重和风荷载等各种力的作用，并具备足够的强度和刚度。
1.3 材料选择
钢材是钢结构桥梁的主要材料，合理选择材料对桥梁的性能和寿命
具有重要影响。在材料选择时，需要考虑钢材的强度、韧性、耐腐蚀
性等因素，并根据实际情况进行合理搭配。
二、桥梁施工
2.1 基础施工
桥梁的基础施工是确保桥梁稳定性和安全性的关键环节。施工人员需要按照设计要求，进行地基处理、基础坑开挖、钢筋绑扎和混凝土浇筑等工作，确保基础的承载能力和稳定性。
2.2 钢结构安装
钢结构桥梁的施工过程需要进行钢构件的精确制作和安装。在安装过程中，施工人员需要按照设计图纸进行组装和焊接，并采取合适的吊装设备，确保钢结构的精确安装和相互连接。
2.3 防腐处理
钢结构桥梁在使用过程中容易受到腐蚀的影响，为了延长桥梁的使用寿命，施工人员需要对钢结构进行防腐处理。常见的防腐方法包括喷涂、涂覆或热浸镀锌等，对桥梁进行全面保护。
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0 ( 0.2)
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2013-7-12 大连
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
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2013-7-12 大连
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
31
考虑剪力滞的有效宽度
表 5.1.7-1 梁 段 号 简 支 梁 符 号 适用公 式 翼缘有效宽度计算的等效跨度 计算图式 腹板单侧翼缘有效宽度计算 等效跨度
25
3. 稳定
3. 稳定
钢结构稳定
钢结构稳定
2013-7-12 大连
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
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3. 稳定
3 稳定破坏
整体稳定设计计算方法 《钢结构设计规范 受力 (GB50018(GB50018-2003)》 构件 轴心 毛截面： N 受压 fd 《公路钢结构桥梁设计规范 (JTGD64JTGD64-2011) 2011) 》 有效截面：考虑局部稳定
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4
3. 稳定
3. 稳定
钢结构稳定
钢结构稳定
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n
0
受拉件
屈服塑性变形→强化→断裂
净截面 My Mx 受弯 fd xWexn yWeyn 净截面 拉弯 压弯
有效截面：考虑剪力滞和局部稳定 My Mz fd Wy ,eff Wz ,eff 有效截面：考虑剪力滞和局部稳定
My Mx N fd An xWexn yWeyn
b
e,L2
考虑局部稳定和剪力滞的有效宽度
b
e,S1
b
e,S2
Aeff be,i ti As ,i
be,k
在该区间两端点值之间 线性插值
b b
s e ,i i
bep, k
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15
3. 稳定
3. 稳定
钢结构稳定
钢结构稳定 局部失稳：指桥梁次要构件或构件中的局部板件失稳，结构失 稳后不一定完全丧失承载能力
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bes b b bes [1.1 2 ]b b 0.15b
s e
0.2时： 1 2 1 1 1 4 时： 0.2 1 (1 ) 1 (1 ) 0 0 2 2 2 2 fy fy E ,cr E
N M x NexN M y NeyN 1 N， Nu M ux M uy 实腹式拉弯构件强度计算公式
N u Aeff f d
N
M ux Wx ,eff f d
，
M uy Wy ,eff f d
M x M y ——计算截面轴力、x方向和y方向的弯矩
由于钢材具有较大的塑性变形性能，结构某个点达到屈服状态后会发生应 力重分布，对于构件来说只有形成屈服面后才能达到局部强度破坏状态。 采用有限元方法分析时，不能仅根据某一点的应力判别达到上式的破坏极 限状态作为判别标准，应该考虑钢材的塑性变形性能的影响
1. 前言
公路钢桥的破坏形式：
钢桥破坏形式与设计方法
强度
刚度
脆性断裂
吴冲
同济大学桥梁工程系 Tel.021－65981817 cwu@tongji.edu.cn
稳定
疲劳
腐蚀
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1
2. 强度
2. 强度 强度破坏
2
3. 稳定
3. 稳定
钢结构稳定
按力学角度分：弹性屈曲稳定（第一类稳定）和弹塑性极值稳定（第二类稳定） 按失稳破坏范围分：整体失稳和局部失稳
钢结构稳定
整体失稳：桥梁主要承重结构失稳，结构整体丧失承载能力
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3.1 强度破坏
2. 强度
设计方法《 JTGD64-20wk.baidu.com 2011） 》 设计方法《公路钢结构桥梁设计规范（JTGD64整体强度设计：钢材具有较大塑性变形能力，钢桥构件的整体强度设计可以 不考虑残余应力和局部应力集中的影响，采用有效截面的名义应力计算： 实腹式拉弯构件 强度计算公式：
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1
2. 强度 强度破坏
2. 强度 强度破坏
受拉件
屈服塑性变形→强化→断裂
受拉件
屈服塑性变形→强化→断裂
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fd
——钢材的设计强度
Wx,eff，Wy,eff ——考虑剪力滞影响的有效截面模量 exN, exN ——有效截面偏心距
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3. 稳定
3. 稳定
钢结构稳定
钢结构稳定
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Mz
1
M mx M x ty y f d M y NeyN M z NezN N byWy N my mz 1 xWx 1 0.8 拉弯 y N Rd N N N Ex LT , z M Rd , z M Rd , y 1 1 N cr , y N cr , z 压弯 my M y M N M y Ne yN tx x fd M z NezN N my mz 1 y A bxWx N z N Rd N N yWy 1 0.8 M Rd , z LT , y M Rd , y 1 1 N Ey N cr , z N cr , y x A
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2. 强度 强度破坏
3.1 强度破坏
强度稳定设计计算方法《 强度稳定设计计算方法《公路钢结构桥梁设计规范(JTGD64JTGD64-2011) 2011) 》 《公路钢结构桥梁设计规范 《钢结构设计规范 受力 (JTGD64(GB50018JTGD64-2011) 2011) 》 (GB50018-2003)》 构件 轴心 净截面 有效截面：考虑局部稳定 N N 拉压 N 受压： fd fd 受拉 : fd Aeff ,c A A
b 0.05 b 0.05 0.30 b 0.3
bes b b b bes [1.06 3.2 4.5( ) 2 ]b bes 0.15b
b 0.02 b 0.02 0.30 b 0.30
N M x NexN M y NeyN 1 Nu M ux M uy
N Rd Aeff ,c f d
M Rd , z Wz ,eff f d
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M Rd , y Wy ,eff f d
钢结构稳定
N
A
N Rd
1
N Rd Aeff ,c f d
毛截面： 受弯
bWx
毛截面：
N
Mx
My
yW y
fd
有效截面：考虑剪力滞和局部稳定 My Mz m, y 1 LT , y M Rd , y M Rd , z
My M Rd , y m, z
LT , z M Rd , z
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3
2. 强度 强度破坏
2. 强度 强度破坏
局部破坏：指截面的局部范围的应力达到屈服点fy，局部范围应变迅速增加最后导致 局部结构破坏（局部变形过大或断裂）
受拉件
屈服塑性变形→强化→断裂
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有效截面：考虑剪力滞和局部稳定
5
3 稳定破坏 整体稳定系数
有效宽度 考虑剪力滞的有效宽度
设计方法
局部强度设计：局部强度破坏应该考虑残余应力和局部应力集中的影响，但 是在事实上残余应力的计算及其困难，在实际设计中往往被忽略，仅考虑应 力集中的影响。 验算准则：第四强度准则
2 2 2 2 Eq x2 y z2 ( x y y z z x ) 3( xy yz zx ) fd
强度破坏
整体破坏：截面的平均应力达到屈服点fy，截面应变迅速增加最后导致结构破坏（变 形过大或断裂）
受拉构件
屈服→塑性变形→强化→断裂
受拉件
屈服塑性变形→强化→断裂
受弯、 弯拉构件
边缘屈服→塑性铰→内力重分布→ 塑性铰→形成机构→（不稳定）倒塌
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3. 稳定
3. 稳定
钢结构稳定
钢结构稳定
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3
3. 稳定
3. 稳定
钢结构稳定
钢结构稳定
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3. 稳定
3. 稳定
钢结构稳定
钢结构稳定
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有效宽度 考虑局部稳定的有效宽度
Aeff ,c bep, i ti As ,i
be L
①
be,L
(5.1.7-1) L
bep,i i bi
① ⑤ 连 续 梁 ③ ⑦ ② ④ ⑥ ⑧
b
e,L1
0.8L1 (5.1.7-1) 0.6L2 0.2(L1+L2) (5.1.7-2) 0.2(L2+L3) be,L1 be,s1 be,L2 be,s2