钢板梁桥-优化版
钢板梁桥-new
《钢桥》讲义第三章钢板梁桥宗周红博士东南大学土木工程学院第一节钢板梁桥的组成与总体设计钢板梁桥的主梁通常采用工字钢、H型钢、焊接工形梁等结构形适用跨径可达60m，是中小跨径钢梁桥最为经济和采用最多的结构形式通常跨径在20m以下，为提高跨越能力可在上下翼缘板增加盖板适用跨径抗扭刚度和横向抗弯刚度较小，必须注意横向失稳问题截面尺寸受工厂轧制能力的限制，跨越能力较小缺点结构灵活、构造简单、受力明确、工地连接方便、单个构件重量轻等结构简单、造价低优点焊接钢梁工字钢或H型钢钢板梁桥根据支承条件和受力特点可以分为：简支钢板梁桥、连续钢板梁桥和悬臂钢板梁桥。
钢板梁桥按桥面板形式可以分为钢筋混凝土桥面板钢板梁桥和钢桥面板梁桥。
其中根据桥面板参与主梁受力情况又分为结合梁桥和非结合梁桥。
桥梁按平面形式又分为直桥、斜桥和曲线钢板梁桥等。
1.1.2 钢板梁桥的组成钢板梁桥上部结构主要由主梁、横向联结系、纵向联结系和桥面板组成。
主梁主要承重作用，把联结系传来的荷载传递到支座；横向联结系是把各个主梁连接成整体，起到荷载横向分布、防止主梁的侧向失稳的作用；纵向联结系采用桁架式结构，主要是加强桥梁的整体稳定性、与横梁共同承担横向力和扭矩作用；桥面系主要是为了提高桥梁的行车部分，把桥面荷载传递到主梁和横梁。
1.2 横断面布置1.2.1 公路桥横断面布置主要确定主梁的根数与间距。
主梁的根数与间距直接影响主梁的受力大小与截面尺寸，同时当桥面板支承于主梁时，主梁的间距决定桥面板的跨径。
另外，主梁的位置还会影响到桥面板的受力。
因此，横断面的布置不仅要考虑主梁受力，还要尽可能兼顾桥面板的受力。
随着预应力混凝土桥面板的应用和厚钢板质量的提高及厚板焊接技术的发展，近年来国外出现了少梁的结构形式，即对2-3车道的桥梁仅采用2-3根主梁。
这种结构构造简单，大大减少了工厂钢结构制造的工作量，同时可以达到提高桥梁施工架设的速度和降低桥梁建设成本的目的。
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以钢板作为主要受力构件的桥梁，其设计特点和应用前景如下：设计特点：1. 结构简洁高效：钢板梁桥采用钢板和焊接件构成主要承重部件，相对于传统的混凝土桥梁，钢板梁桥结构更简单高效，加工和施工周期短。
2. 自重轻，施工周期短：钢板梁桥由于构件轻巧，可以在制作、运输和安装过程中减少成本和时间。
3. 适应性强：钢板梁桥可以根据实际需要设计成不同形状和尺寸，适用于各种跨度的桥梁需求。
4. 维护方便：由于钢材的可塑性好，钢板梁桥的构件可以进行修补和更换，维护成本相对较低。
应用前景分析：1. 适合跨越大跨度：钢板梁桥在城市交通、铁路、高速公路和河流、湖泊等处的大跨度桥梁设计中有广泛应用的潜力。
钢板梁桥可以通过改变桥梁的跨度、减小桥梁的自重等方式实现大跨度桥梁的设计需求。
2. 适应不同地质条件：钢板梁桥的结构简单灵活，可以根据不同地质条件进行设计。
在软土地区，可以采用较长的桩和钢板桩作为桥墩进行支撑。
3. 耐候性优越：钢材具有良好的耐候性，可以在各种恶劣的自然环境下使用。
由于钢板梁桥的设计和制作过程中采用了防锈和防腐处理的技术，使得桥梁的使用寿命更长。
4. 环保节能：钢板梁桥采用的是可回收利用的钢材，节约了资源。
相比传统的混凝土桥梁，钢板梁桥在生产、运输和施工过程中产生的能耗和环境污染要少得多。
总结而言，钢板梁桥由于其结构简洁高效、施工周期短、适应性强以及适合大跨度、不同地质条件等特点，其应用前景广阔。
在未来的桥梁工程设计和建设中，钢板梁桥将会发挥重要作用，促进交通运输和城市发展的提升。
组合钢板梁桥PPT课件
1 8
PL3 Ebh3
3 PL 8 bh2
1 32
PL3 Ebh3
连接件
(a) 非组合梁
(b) 组合梁
组合梁与非组合梁的截面应力
组合结构桥梁设计新理念 1
组合钢板梁桥—组合梁的分类及其特点
◇组合梁的定义：当钢梁与混凝土桥面板之间用连接件接 合在一起，两者间不能自由发生相对滑移、共同承担纵桥 向弯矩时，称为组合梁。 ◇组合钢板梁的定义：是指用3块钢板焊接成截面为I形钢 梁的组合梁。
◇关于组合梁 的某些名称
◆叠合梁 ✕ ◆联合梁 ◆结合梁 ◆组合梁 ★
连接件
组合结构桥梁设计新理念 2
组合钢板梁桥—组合梁的分类及其特点
◆按照连接刚度 ◇组合梁的分类 ◆按照施工方法
◆刚性组合梁 ◆弹性组合梁 ◆柔性组合梁
◆活荷载组合梁 ◆死活荷载组合梁
◆按照主梁结构体系
◆简支组合梁 ◆连续组合梁
点
◇组合钢板梁桥的发展趋势
◆采用预应力混凝土桥面板，减少主梁根数； ◆对承重体系加以改进，不设或少设横撑、腹板加劲肋； ◆采用高强钢材、轻质或钢纤维混凝土等新型建筑材料； ◆采用预制预应力混凝土桥面板，实行构件工厂化； ◆推广使用耐候钢，节省防锈等维护费用； ◆用等高或连续变截面压延钢板翼缘，代替多层或间断变
◇死活荷载组合梁：用脚手架施工、在桥面板完全硬化后撤除脚手架时，钢梁、桥面、
路面铺装等死荷载都由组合梁承担，即承担所有死荷载与活荷载的组合梁。
桥面板浇灌 桥面板
钢梁
桥面板浇灌 撤除支撑
活荷载 路面铺装
路面铺装
(a) 活荷载组合
(b) 死活荷载组合
按照施工方法分类
组合结构桥梁设计新理念 5
桥梁结构中的钢材性能与优化
桥梁结构中的钢材性能与优化桥梁是现代社会中不可或缺的基础设施，而钢材作为桥梁结构中的重要组成部分，其性能与优化对于桥梁的安全和可靠性起着至关重要的作用。
本文将重点探讨桥梁结构中钢材的性能特点以及如何实现优化设计。
首先，钢材具有高强度和良好的韧性是其成为桥梁结构首选材料的重要原因之一。
相比其他材料，钢材具有较高的抗拉强度和抗弯承载能力，能够承受较大的荷载。
同时，钢材还具有良好的延展性和塑性，能够在外力作用下发生较大的变形而不破坏，从而保证了桥梁在发生一定程度变形时仍能保持稳定。
此外，钢材还具有较高的疲劳寿命，能够适应长期交通荷载的作用。
然而，钢材在桥梁结构中存在一定的问题，主要表现为腐蚀和变形。
由于桥梁经常处于恶劣的环境中，例如海岸地区的海水腐蚀、工业区的化学腐蚀等，钢材容易受到腐蚀的侵袭，从而导致其材料性能下降甚至失效。
此外，桥梁结构由于受到交通荷载的作用，钢材也会发生一定程度的变形，这对桥梁的稳定性和可靠性构成威胁。
因此，为了提高桥梁结构的耐久性和可靠性，需要对钢材进行优化设计。
首先，需要选择抗腐蚀性能较好的钢材。
如不锈钢、耐候钢等，在保证强度和韧性的前提下，能够有效地抵御腐蚀侵蚀。
其次，可以采取表面处理的方式，例如镀锌、涂装等，增加钢材的抗腐蚀性能。
此外，还可以采用加玻璃纤维、复合材料等方式来保护钢材，延长其使用寿命。
在钢材的变形问题上，可以通过结构设计来提高桥梁的稳定性。
例如，在悬索桥的设计中，通过调整索拉力的大小和分布，控制钢材的变形，使得桥梁能够在长期运行中保持稳定。
此外，可以采用预应力技术，通过对钢材施加预先设计的内力来抵消荷载引起的变形，进一步提高桥梁的稳定性。
钢材的性能与优化不仅仅是桥梁结构设计的问题，也是钢材制造和加工的重要课题。
在钢材制造过程中，需要控制合金成分、金相组织和热处理工艺等因素，以保证钢材的性能达到设计要求。
同时，在钢材的加工过程中，也需要采取适当的工艺措施，避免过度加工导致钢材性能丧失。
1 钢桁梁桥
合理节间长度：(0.6-0.8)h(带竖杆三角形体系)、 (1.0-1.2)h(纯三角形腹杆体系)。
(3)斜杆倾度 影响节点构造及竖杆受力。 根据设计经验，斜杆与竖直线的夹角在30°~ 50° 之间。
(4)主桁架的横向间距 主桁架的横向间距由横向刚度和稳定性决定。 下承式桁架一般不宜小于(1/20~1/17)l；对于上承 式桁梁 桥，主桁间距不宜小于（1/16~1/14)l，l为计 算跨径。
§1-1 钢板梁桥的定义及分类
钢板梁桥的介绍
钢板梁桥是指由钢板焊接、栓接或铆接，形 成工字形的实腹式钢梁作为主要承重结构的桥 梁。
按照行车道系（桥面）位置的不同， 钢板梁桥又分为： 上承式钢板梁桥：桥面位于主梁上翼缘 下承式钢板梁桥：桥面位于主梁下翼缘
§1-2 上承式焊接板梁的构造
焊接板梁（工字形梁）是由上、下翼板和腹板焊接 而成。上承式钢板梁桥上部结构主要有： 主梁:主要承重作用，把荷载传递到支座。
按主桁架的形式分类 • 按照腹杆体系的不同分类：三角形腹杆体系、外倾式斜 杆体系、带竖杆的三角体系、内倾式斜杆体系、再分式腹 杆体系等。 • 按照上下弦杆是否平行分：折线形桁架、平行弦桁架和 分段平行弦桁架。
按支承形式分类
• 简支桁梁桥、连续桁梁桥、悬臂桁梁桥。 按照承受荷载的性质分类
•
连续桁梁桥的尺寸确定
• （1）连续桁梁桥通常做成2~3跨，不超过3跨。跨径过
大，温度位移过大，伸缩缝构造复杂，为了避免温度影
响过大，使得构造简单，一般一联做成2~3跨。
• （2）3跨连续桁梁可做成不等跨，边跨:中跨=
1:1.15~1:1.25。正负弯矩大致相等，充分利用材料，节 约成本。
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常见的桥梁类型，其设计特点和应用前景备受关注。
本文将从钢板梁桥的设计特点和应用前景两个方面进行分析，并探讨其在未来的发展趋势。
一、钢板梁桥的设计特点1. 结构简单、施工便利钢板梁桥采用了简单的梁式结构设计，利用焊接或螺栓等连接方式将梁板和横梁组装在一起。
这种设计使得钢板梁桥的结构简单，能够快速、低成本地进行施工，适用于各种地形和环境条件。
2. 承载能力强、使用寿命长由于钢板梁桥采用钢材作为主要材料，其承载能力远高于混凝土桥梁。
而且钢材具有良好的抗腐蚀性能，能够有效延长桥梁的使用寿命，减少了桥梁的维护成本。
3. 可变形性强、适应性广钢板梁桥采用了轻型材料，并具有较强的可变形性能，能够适应复杂的地形和气候条件。
这使得钢板梁桥在山区、河流、荒漠等环境中具有很强的适应性，成为了桥梁建设的重要选项。
4. 美观性好、环保性强相比于传统的混凝土桥梁，钢板梁桥外观更加美观大方，可以根据需要进行颜色和纹饰的设计，能够更好地融入自然环境。
钢材的回收利用率高，符合环保理念，也是未来桥梁建设的发展方向。
二、钢板梁桥的应用前景分析1. 钢板梁桥在国内外的应用现状钢板梁桥自20世纪70年代开始大规模应用以来，已在全球范围内得到广泛推广。
在中国，大量的山区公路桥梁采用了钢板梁桥的结构，提高了交通运输的便利性和安全性。
在国外，尤其是发展中国家和地区，钢板梁桥也得到了广泛使用，成为改善交通条件的重要工具。
2. 钢板梁桥在城市化发展中的应用前景随着城市化进程的加快，城市和乡村之间的联系越来越密切，对桥梁的需求也越来越大。
而传统混凝土桥梁在城市建设中所占用的空间和成本较大，无法满足日益增长的交通需求。
而钢板梁桥由于其结构简单、使用寿命长和外观美观等特点，在城市化发展中具有广阔的应用前景，能够更好地满足城市交通建设的需求。
随着环保意识的提高，传统桥梁建设对环境的影响成为了一个问题。
而钢板梁桥由于其材料的可回收性和施工的绿色环保特点，成为了未来环保建设的主要选择。
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）；
钢板梁桥
2014/4/24
现代钢桥
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哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
3、横向联结系的形式：
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哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 4、纵向联结系的作用： a.防止施工时的失稳；b.抵抗横向力以及扭矩；
At yt ht Ac yc 0；I Ac yc2
M Ac ca yc 则可以求得： Ac M
ca
2
yc
2 2 yc t ta yt yt t At ta yt 3 2 3
ca h
M
ht 2 ca ta M ht 2 ca ; At ta ca ta h 6 ta 6 ht 2 ca ta M ht 2 ca ta ht ca ta h 6 ta 6 6M ta ca t
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第四章：钢板梁桥
第一节：钢板梁桥的结构形式与组成 • 一：钢板梁桥的结构形式与组成：
工字钢
H形钢
焊接工形梁
工字钢＋盖板
H形钢+盖板
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主要受力结构的主梁和横梁在平面上形成格子形状的梁格，因此钢板梁桥又 称为格子梁桥。
5、纵向联结系的形式：
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6、横向联结系与主梁的连接图
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。
大跨度钢桁斜拉桥钢梁架设方案优化
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步骤 ４
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图 ３ 钢梁架设方案一 ２１ 墩顶节 间钢梁架设 ．
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墩顶 ４个节 间钢梁采用墩 旁托架方法拼装 。在主墩下 塔柱
步骤 四： 合龙 。架梁 吊机继续架 梁至图示位置 ； 架梁 吊机前 移， 安装最后一对拉索 ； 两个 主塔 分别进行一次 调索 ； Ｅ ９ ２ 在 １Ｅ ０ 及 Ａ０ ２ ２ Ａ １弦杆上安装临时顶撑 ， 进行体 系转换 ， 中合龙 ； 梁 跨 架
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墩顶节 间钢梁架设完成后 即进行架梁 吊机拼装 ， ４台架梁 吊 机分别从 主塔 向两侧架设 。具体步骤如下 ： 步骤一 ：拼装中跨方 向架粱 吊机 ，再拼装边跨 方 向架梁 吊
化
本刊 Ｅ ｍ ｉ ｊ＠ ｘ ｆｎ ｔ － ａ ＇ ｂ ｓｉ ｏ ｅ ｌ ￣ ｎ．
实 践与创新
：
图 ４ 墩顶 ４ 节间钢梁架设原理 图 个 边跨钢梁杆件通过栈桥 由汽车运输到待架位 置 ，边跨架梁 吊机 直接 在栈桥上取梁架设 ；第二 ，在已架好钢梁 桥面上设运梁轨 道， 边跨架梁 吊机在栈桥上取梁喂入运梁 台车 ， 通过运梁 台车运 输至 中跨待架位置 ， 架梁吊机取 梁架设 。 中跨 步骤三 ： 架梁至 １ ７节点处 ， 临时解除 ＡＩ Ｏ节点处拉索 ， 中跨
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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。
45m钢板组合梁桥设计案例
45m钢板组合梁桥设计案例45m钢板组合梁桥设计案例一、介绍本案例旨在设计一座45m跨径的钢板组合梁桥。
该桥将用于连接两个城市之间的道路，承载大量车辆和行人交通。
设计要求包括结构安全可靠、施工简便、造价经济合理等。
二、桥梁类型选择考虑到45m跨度的要求，我们决定采用钢板组合梁作为主要结构形式。
钢板组合梁具有自重轻、刚度高、施工方便等优点，非常适合中小跨度的桥梁。
三、荷载计算根据设计要求，我们需要计算并考虑以下几种荷载：1. 桥面活载：根据交通流量和道路类型确定。
2. 死载：包括桥面铺装层重量、护栏重量等。
3. 风荷载：根据当地气象数据和规范计算。
4. 温度变形：考虑钢材热胀冷缩引起的温度变形。
四、结构设计1. 主梁设计：主梁采用钢板组合梁，由上下两层钢板和纵向连接件组成。
根据荷载计算结果，确定主梁的截面尺寸和材料型号。
2. 支座设计：根据桥梁的受力特点和施工要求，选择适当的支座类型，并进行设计计算。
3. 桥墩设计：根据桥梁的跨度和荷载要求，确定桥墩的高度、宽度和布置方式。
五、施工方案1. 桥面施工：采用预制钢板组合梁进行现浇施工。
首先安装临时支撑结构，然后逐段安装主梁，并进行焊接连接。
最后铺设桥面铺装层。
2. 桥墩施工：采用混凝土浇筑方式进行桥墩施工。
先搭建模板，然后浇筑混凝土，最后拆除模板。
3. 支座安装：在桥墩完成之后，安装支座并调整水平。
六、材料选用1. 钢材选用：主梁采用Q345B钢板，具有良好的强度和韧性。
其他部位根据不同受力情况选用相应的钢材。
2. 混凝土选用：桥墩采用C30混凝土，同时考虑抗冻性能和耐久性。
七、施工进度安排1. 设计与审批：完成桥梁设计并进行审批，预计耗时2个月。
2. 材料采购：根据设计要求，采购所需的钢材和混凝土等材料，预计耗时1个月。
3. 施工准备：搭建施工场地、制定详细施工方案，预计耗时1个月。
4. 主梁制造：根据设计图纸进行主梁的制造和加工，预计耗时2个月。
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
钢桥设计2梁式桥
g1
(M1
I
M
p
)
(
y1
z)
g2
(M1
I
M
p)
( y2
z)
3.4 结合梁桥的计算特点 第二受力阶段：
• 在钢筋混凝土板最外层处的挠曲应力：
h
(M1 M nI
p)
yh
3.4 结合梁桥的计算特点 最后按下式校核强度
1 g1 g
2 g2 g
A
Ag
Ah n
3.4 结合梁桥的计算特点 第二受力阶段：
• 结合梁截面的重心距钢梁截面的重心
Ah a z n
A
3.4 结合梁桥的计算特点 第二受力阶段：
• 结合梁截面对通过它自身重心轴线x-x的惯性矩
I I g Ag z2
Ih Ah a z2
nn
3.4 结合梁桥的计算特点 第二受力阶段：
• 一般采用近似的计算方法
M Wm
2
2.2.7 主梁的局部稳定和腹板加劲肋的布置
• 主梁的局部稳定，控制翼缘板伸出肢宽厚比 • 腹板加劲肋的布置 • 端加劲肋的计算 • 腹板疲劳强度的验算
第三章 结合梁桥
3.1 结合梁桥的构造特点
定义
• 采用剪力传递器将钢板梁、钢箱梁、钢桁梁等钢梁 与钢筋混凝土行车道板结合起来共同工作的一种复 合梁式结构
4.4 正交异性钢桥面板 正交异性板
• 纵肋截面的基本形式为开口式和闭口式两种
• 横肋的截面形式通常采用倒T形，其间距即是纵肋的 跨径。为使纵肋能连续穿过，横肋上应设置槽口。
4.4 正交异性钢桥面板 纵肋截面的基本形式
4.4 正交异性钢桥面板 开口肋
45m钢板组合梁桥设计案例
设计案例：45m钢板组合梁桥引言随着城市的发展和交通的繁忙，桥梁建设作为重要的交通基础设施，日益显得重要。
本文将深入探讨45m钢板组合梁桥的设计案例，介绍其设计原理、结构特点以及施工过程等。
一、设计原理1.1 钢板组合梁桥的概念与特点钢板组合梁桥是一种采用钢板进行组合而成的梁体，具有重量轻、强度高的特点。
采用钢板组合梁桥可以有效地减轻桥梁的自重，提高桥梁的承载能力。
1.2 设计要求及计算方法设计45m钢板组合梁桥时，需要考虑以下几个方面的要求： 1. 承载力要求：确保桥梁能够承载设计荷载并具有足够的安全裕度。
2. 静动力性能：考虑桥梁在静力及动力作用下的变形、振动等问题，设计合理的刚度。
3. 抗震要求：确保桥梁在地震作用下具有足够的抵抗能力。
设计过程中，可以采用有限元分析等方法进行计算，以确保桥梁的结构安全可靠。
二、结构设计2.1 桥梁布置方案45m钢板组合梁桥的桥面布置方案应根据具体情况进行选择，可以采用单跨或多跨设计，同时考虑到桥梁的水平曲线和纵向坡度。
2.2 主梁设计主梁是45m钢板组合梁桥的主要承载构件，其设计应满足强度、刚度、稳定性和疲劳寿命等要求。
主梁的截面形状和材料的选择需要根据荷载和梁体的跨度进行计算和优化。
2.3 桥墩、墩台及基础设计桥墩、墩台及基础的设计应符合强度和稳定性要求，并考虑水下基础的排水和防护措施。
在45m钢板组合梁桥的设计中，可以采用钢筋混凝土墩、桩基或混合墩的形式，根据具体情况进行选择。
2.4 支座和伸缩缝设计支座和伸缩缝的设计是确保桥梁正常使用和运营的重要部分。
在45m钢板组合梁桥的设计中，支座可以采用橡胶支座或球铰支座，伸缩缝可以采用橡胶伸缩缝或钢板伸缩缝。
三、施工过程3.1 基础施工45m钢板组合梁桥的施工首先要进行桥墩和墩台的基础施工，包括挖槽、浇筑砼、打钢筋等工作。
在施工过程中需要注意基础的稳定性和承载能力。
3.2 组合梁制造及安装组合梁的制造过程包括钢板切割、焊接和防腐处理等环节。
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制作的梁体结构桥梁，具有以下设计特点和应用前景:1. 优越的抗扭刚度：钢板梁桥由多个相互连接的钢板组成，能够有效抵抗桥梁在承受车辆荷载和自重时产生的扭矩力，确保桥梁的稳定和安全性能。
2. 可靠的承载能力：钢板梁桥采用钢材制作，具有高强度和大的横向刚度，能够承受大荷载，并具有较长的使用寿命。
相比于传统的混凝土桥梁，钢板梁桥能够实现更大的跨度和更小的自重，适用于需要跨越宽度大和跨度长的场合。
3. 灵活的设计和施工方式：钢板梁桥可以根据具体的需求进行设计，通过增加或减少钢板的数量和厚度，调整梁的高度和宽度，实现桥梁的适应性和灵活性。
钢板梁桥的制作和安装相对简单，可以在较短的时间内完成施工。
4. 可持续的材料回收利用：钢板梁桥的材料主要由可回收的钢板构成，这样可以减少对自然资源的消耗。
钢材可以反复回收利用，降低了对环境的影响，符合可持续发展的要求。
1. 城市交通建设：钢板梁桥适用于城市道路、高速公路和铁路等交通建设领域。
其具有较高的承载能力和灵活性，可以满足各种交通工具的通行需要。
2. 农村基础设施建设：钢板梁桥可以用于农村地区的桥梁建设，解决农村地区的交通难题。
其便于设计和施工，可以在农村地形复杂的地区快速建设桥梁，提高交通的便利性。
3. 防洪工程建设：钢板梁桥可以用于防洪工程的建设，用以替代传统的混凝土桥梁。
钢板梁桥具有较小的自重和较大的横向刚度，可以减少河流水流的阻碍，降低洪水对桥梁的破坏。
钢板梁桥具有优越的抗扭刚度、可靠的承载能力、灵活的设计和施工方式以及可持续的材料回收利用等特点，适用于城市交通建设、农村基础设施建设、防洪工程建设和山区交通建设等领域，具有广阔的应用前景。
钢板梁
• 工字钢和H形钢：构造简单，造价低、尺寸小、跨度小。
• 焊接工形梁：上下翼板和腹板焊接而成。结构简单、受力 明确，连接方便、单个构件重量轻。焊接工字钢的抗扭刚 度和横向抗弯刚度小，横向失稳问题突出。
钢板梁截面形式
第一节 钢板梁桥的组成与总体设计
格子梁桥构造
第一节 钢板梁桥的组成与总体设计
第一节 钢板梁桥的组成与总体设计
横梁根数与主梁弯矩的关系
第一节 钢板梁桥的组成与总体设计
• 纵向联结系：
作用：对于防止板梁桥施工时的失稳和抵抗横向力及扭矩
有很大的作用，需有足够的强度和刚度。
第一节 钢板梁桥的组成与总体设计
（二）铁路桥：横联与平纵联
横联：两主梁之间设上下横撑和斜撑。上下横撑、斜撑与
第二节
翼缘宽度b的限值：
主梁
为防止在制作、运输、安装中的局部失稳， 《公路桥规》规定：
翼板宽度的自由伸出宽度有最大值要求
（b-tw）/2≤16t（受拉翼缘） （b-tw）/2≤12t（受压翼缘） 螺栓连接时：b≥350mm （防止整体弯扭失稳）
焊接时：b=（0.3～0.45）h＜600mm （减小焊接应力）
主梁
a
950tw
•
刚度：
3 I1 3h0tw
h0 腹板净高度；
• 美国、日本规定略
t w 腹板厚度
第二节
（3）加劲肋的布置与连接
主梁
（1）与腹板 （2）与受压翼缘 （3）与受拉翼缘
采用角焊缝，对称布置，最小焊缝尺寸； 采用角焊缝； 隔开一定距离（35~55mm）；或麿光顶紧。
第一节 钢板梁桥的组成与总体设计
第一节 钢板梁桥的组成与总体设计
中等跨径钢板组合梁截面布置优化
中等跨径钢板组合梁截面布置优化
李立峰;侯坤;邹德强;彭浩;李凌霄
【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》
【年(卷),期】2024(58)3
【摘要】为了实现钢板组合梁的标准化设计,达到进一步推广应用的目的,以跨径30 m的先简支后桥面连续钢板组合梁桥为研究对象,结合目前中国钢-混组合梁桥的设计规范,以全桥造价及全桥钢材用量为目标函数,以钢板组合梁截面尺寸布置参数和主梁数量为设计变量,并以应力、变形、局部稳定和规范构造要求为约束条件,建立钢板组合梁截面参数的优化模型,并采用遗传算法展开优化分析.优化结果表明:所提算法稳定可靠、效率高,依托工程的结构截面布置有较大的优化空间.当桥宽和车道布置不变时,采用6梁式截面的全桥造价最少,相对原始设计截面可节省约13%的费用;采用4梁式截面的全桥钢材用量最少,为128.65 kg/m^(2),相对原始设计截面可节省约27%的钢材用量.优化结果可为中等跨径钢板组合梁桥的截面设计提供参考.通过经济性分析发现,当主梁间距分别取约2.3、3.2、4.8 m时,跨高比的经济取值分别为20~23、18~21、14~17.
【总页数】8页(P510-517)
【作者】李立峰;侯坤;邹德强;彭浩;李凌霄
【作者单位】湖南大学土木工程学院;中国建筑第五工程局有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U443.35
【相关文献】
1.山区中等跨径钢板组合梁应用研究
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x3 ai2bi
0
x
a
fi
Pi ai2bi2 6EIl
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2
l
bi
x
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aibi2
a
x
l
当作用有m个Pi时，跨中挠度可以由上 式和叠加原理求得：
m
f fi i 1
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3、腹板厚度的确定： 根据主梁的剪力大小和腹板高厚比h/t的限制值确定。
h / t主要由腹板的局部稳定控制，采用不同的加劲肋设计时， 腹板高厚比的限制也不相同：
对于Q345钢材：
腹板不设加劲肋时，h/t 60
腹板只设置竖向加劲肋而不设纵向加劲肋时，h / t 140
腹板设置竖向加劲肋的同时设置一道纵向加劲肋时，h / t 240
当h / t 240时，需要设置多道纵向加劲肋
日本规范规定：h
h / t 310时，需要设置两道纵向加劲肋 / t＞310时，需要设置两道以上纵向加劲肋
1.45+6×3.6+1.45=24.5m 1.4+7×3.1+1.4=24.5m 1.0+9×2.5+1.0=24.5m 1.25+11×2.0+1.25=24.5m
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三、平面布置：确定横向联接系结构形式、数量和间距，以及纵向联结系的形式与布置。
通过研究不同横梁根数与主梁弯矩的关系发现：
yc
ca ta ca
h; yt
ta ta ca
h;
yt
yc 2
ta ta
ca ca
h 2
At yt
ht
Ac yc
0；I
Ac yc2
1 3
yc3t
1 3
yt3t
At yt2
M
Ac ca yc
ca 2
yc
2 3
yc
t
ta 2
yt
2 3
yt t At ta yt
1、从主梁的弯矩考虑，横梁数过多是没有什么效果的； 2、从主梁侧向失稳的角度考虑，横梁数又不能过少，一般间距不大于6m；
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3、横向联结系的形式：
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4、纵向联结系的作用：a.防止施工时的失稳；b.抵抗横向力以及扭矩； 5、纵向联结系的形式：
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钢板梁桥的分类： 1、按支承条件和受力特点分类：
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2、按桥面板形式分类：钢筋混凝土桥面板和钢桥面板梁桥。 3、根据桥面板参与主梁受力情况又分为：结合梁桥、非结合梁桥
剪力传递器形式
常用的剪力传递器
4、桥梁按平面形状又分为直桥、斜桥和曲线桥
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我国典型桥梁桥宽与主梁布置
设计车道数
桥宽 (栏杆+车行道)+分隔带
2车道
0.5+1.5+9.0+1.5+0.5=13.0m 0.5+7.5+0.5=8.5m
4车道 2×(0.5+3.75+2×3.75)+1.0=主梁间距+悬臂
1.25+3×3.5+1.25=13.0m 1.2+4×2.65+1.2=13.0m 1.25+5×2.1+1.25=13.0m 1.15+2×3.1+1.15=8.5m 1.25+3×2.0+1.25=8.5m
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h 3 6h / t M 或h
ta ca
6M
ta ca t
=3?
2、根据刚度要求得到的主梁梁高：
主梁的活载挠度 f必须满足： f f
对于简支梁，在集中荷 载Pi作用下的截面x处的挠度fi如下：
fi
Pi ai2bi2 6EIl
2
x ai
x bi
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三、主梁翼缘板设计：
1、腹板高度hw和厚度tw确定后，受拉和受压翼缘板的最小截面面积为：
Ac
M
ch
hwtw 6
2 c t c
；
At
M
th
hwtw 6
2 t t t
一般情况下，主梁的最大控制设计应力控制在容许应力[σ]的0.8~0.95倍。
对于受压翼缘，由于要考虑局部稳定的影响，设计控制应力一般比受拉应力小。
辊轴支座
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摇轴支座
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辊轴支座
3、临时支点：
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第二节：主梁
一、主梁的组成：上翼板、腹板、下翼板
二、主梁的梁高：
1、根据截面应力控制设计得到的主梁梁高：
假设：截面控制设计最大容许拉应力和压应力分别为： ta和 ca ,
腹板高h，腹板厚t，受压翼缘板面积Ac，受拉翼缘板面积At，则：
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
第四章：钢板梁桥
第一节：钢板梁桥的结构形式与组成
• 一：钢板梁桥的结构形式与组成：
工字钢
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H形钢
焊接工形梁 工字钢＋盖板 H形钢+盖板
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主要受力结构的主梁和横梁在平面上形成格子形状的梁格，因此钢板梁桥又 称为格子梁桥。
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钢板梁桥的组成：
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二、横断面布置： (一)、公路桥：
日本钢筋混凝土桥面板钢板梁桥标准设计横断面布置(单位：mm) 双主梁钢板梁桥(单位：mm)
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钢桥面板板梁横断面布置实例(单位：mm)
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根据材料分为：
钢支座 聚四氟乙烯支座 橡胶支座 混凝土支座 铅支座
板式橡胶支座 盆式橡胶支座 四氟板式橡胶支座
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2、钢支座
铸钢支座 钢支座分为：
平板支座 弧形支座 摇轴支座 辊轴支座
特种钢支座
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常用铸钢支座(单位：mm)
弧形支座
则可以求得：
Ac
M cah
ht 6
2 ca ta ca
; At
M tah
ht 6
2 ta ca ta
A Ac At ht
A M ht 2 ca ta M ht 2 ta ca ht
cah 6
ca
tah 6
ta
令dA / dh 0，可以得到经济腹板高度的值：
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6、横向联结系与主梁的连接图
2014/4/24
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7、纵向联结系与主梁的连接图
2014/4/24
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二、支座及临时支点布置
1、支座的类型 固定支座
根据变形能力分为： 单向活动支座 多向活动支座 弧形支座 摇轴支座 辊轴支座
根据结构形式分为： 板式橡胶支座 四氟板式橡胶支座 盆式橡胶支座 球形支座