西南交通大学-桥梁工程概论-07-第六章-简支钢板梁和钢桁梁桥

第六章简支钢板梁和钢桁梁桥2008年11月2日1

第一节钢桥概述

一般地，将桥跨结构用钢制成，无论其墩台用什么材料建造，均可称之为钢桥。

与常用的其它建筑材料相比，钢材是一种抗拉、抗压和抗剪强度均较高的匀质材料，而其重量则相对较轻。因此，钢桥具有很大的跨越能力。

当要建造的桥梁跨度特别大，荷载特别重，采用其它建筑材料来建造桥梁有困难时，一般常采用钢桥。

钢桥的基本特点：

①构件特别适合用工业化方法来制造，便于运输，工地的安装速度也快，因而钢桥的施工工期较短；

②钢桥在受到破坏后，易于修复和更换；

③耐候性差、易锈蚀，铁路钢桥采用明桥面时噪声大，维护费用高。本节所讨论的钢桥主要以铁路钢桥为主。

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一、钢桥所用的材料

z钢种－碳素钢（含碳量为0.03~0.25%的钢）、低合金钢（各种合金元素总含量不超过3％的钢）、高性能钢（高强、具备耐候和防断裂性能）

z钢材形状－工字钢、角钢、槽钢、管钢，方钢，T形钢（型材）和钢板（板材）线材——用于混凝土结构

z桥梁钢与结构钢前者引用自前苏联，后者用于美、日、欧盟

z钢号－碳素钢（A3，A3q等），现标准：GB700－88

Q+数字＋质量等级符号＋脱氧方法符号如Q235

低合金钢（16Mnq, 15MnVN 等），现标准：GB/T714－2000

国家标准《钢铁产品牌号表示方法》GB221-2000

z钢的工艺要求和使用要求－对钢的化学成分和力学性能的要求–化学成分－合金元素：碳、锰、硅等，微量元素铬、镍、钒等，有害杂质：硫、磷等，表6－1，对钢的可焊性的一种评估

–力学（机械）性能

z拉伸试验（弹性极限、屈服点、极限强度、延伸率、断面收缩）

z冷弯试验：检查工艺和质量的指标

z冲击试验：夏比（V形缺口）试件，钢材韧性和低温抗脆断性能

z疲劳试验（与材料和构造有关）

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冲击值与温度关系曲线

4

二、钢桥的连接

z钢桥连接指：包括将型钢、钢板组合成杆件与部件，也包括将部件及杆件连接成钢桥结构

z连接方式有：销接、铆接、焊接、栓接铆接：常用铆钉直径为22及

24mm。铆接是将半成品铆钉

加热到1050-1150℃，塞入钉

孔，利用铆钉枪将钉身礅粗

填满钉孔，并将另一端打成

钉头。气动铆钉枪

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栓接（高强度螺栓连接）

栓接是将已在工厂焊接好的杆件与部件运送到工地后，用高强度螺栓拼装连接成钢桥整体。 摩擦式高强度螺栓连接－杆件或构件内力N 是

通过钢板与拼接板表面的摩擦力来传递的。这一摩擦力则是由于高强度螺栓拧紧后，对钢板束施加了强大的夹紧力P 产生的。 扭矩法拧紧工艺（手动、电动、气动扭矩扳手）

栓焊钢桥1 高强度螺栓２高强度螺母３高强度垫圈４拼接板5 杆件电动扭矩扳手

高强度螺栓

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三、钢桥的结构形式

z结构型式：各种桥式均可采用钢材作为建桥材料。

z20世纪50~60年代，铁路桥梁多采用上承式简支钢板梁桥，跨度在20~32m之间。在60年代，从节约钢材出发，多采用钢筋混凝土与预应力混凝土梁（跨度不大于32m）。

z对于较大跨度（l=56~80m），在80年代及其以前，铁路桥均采用简支或连续钢桁梁桥。所用材料和连接方式从开始的低碳钢和铆接逐步改为低合金钢和栓焊连接。有标准设计可供使用。从80年代中期开始，对于56~96m跨度范围，开始有用混凝土梁代替钢桁架梁的倾向。

z对于更大跨度（l > 96m），目前铁路桥或公铁两用桥是以连续钢桁架梁为主。

z公路钢桥的主要结构型式是悬索桥和斜拉桥的加劲梁，以及钢拱桥（包括钢管混凝土拱桥）。

z公铁两用桥，均采用大跨度钢桁架结构。

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桥例：郑州黄河铁路桥

z

位于原黄河铁桥的下游500m 处，是京广线上的复线铁路桥，全长2889.8m ，有71孔、72个桥墩，每孔为跨度40.7m 的上承式钢板梁。z 1958年5月动工修建，1960年4月建成通车。

桥例：成昆线三堆子金沙江桥

1969年，简支钢桁梁，192m

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桥例：枝城长江大桥

z

位于湖北省宜都县的焦枝铁

路线上，为公路铁路两用的

连续钢桁梁桥

z 铁路和公路设于桁架下弦同

一平面上，桁架间为双线铁

路，外侧各有５ｍ宽单车道

公路及1.45ｍ宽人行道

z 铁路桥全长1742.3ｍ，公路

桥全长1755.8ｍ。正桥9

孔，由1联4×160ｍ带下加

劲弦杆的平行弦菱形桁架梁

桥和1联5×128ｍ平行弦菱

形桁架梁桥组成。在国内铁

路桥上首次采和斜拉索单层

吊索架悬臂拼装法架设

z 1971

年建成

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桥例：成昆线泸沽安宁河桥

1970年，刚性桁梁柔性拱，112m

宜宾金沙江大桥

该桥为铁路单线特大桥，全长1,065米,一联3孔

112+176+112米连续铆接钢桁梁，1968年

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