钢桥的主要结构形式与受力特点全解
钢桥知识点
1、钢桥优缺点钢桥——桥梁上部结构的主要承重部分用钢材制成。
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，桥梁上部结构和下部结构可同时施工；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，易疲劳；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结构形式——钢桥根据主要承重结构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（桥面一部分在拱肋上方；一部分在拱肋下方）⏹下承式拱桥（桥面在拱肋下方）4、钢桥的破坏形式:1、强度2、疲劳3、稳定4、腐蚀、脆性断裂5、钢结构疲劳定义：钢结构疲劳：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结构的桥梁。
7、主梁梁高主梁以截面应力控制设计时的用钢量比刚度控制设计的用钢量要省。
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.钢桁梁桥按照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按照承受荷载的性质分类:铁路桁架桥；公路桁架桥；9.3按支承形式分类:简支桁架桥；悬臂桁架桥；连续桁梁桥10、钢箱梁具有良好的受力特性，与钢板梁相比主要有以下优点：1.梁缘宽度大，具有很大的抗弯能力，跨越能力比工形钢板梁大得多。
2.具有很大的抗扭刚度，荷载横向分配均匀，即使采用单箱结构形式，两个腹板的弯矩也相差不大，而且适合于扭矩较大的横向抗弯刚度。
3.具有很大的横向抗弯刚度，横向稳定性好，可以抵抗很大的水平力作用，省去纵向联结系，对于单箱结构不需要横向联结系；4.单根箱梁的整体稳定性好，便于吊装和无支架施工；5.梁高小，适合于立交桥和建筑高度受到限制的桥梁。
钢桥的主要结构形式与受力特点
钢桥的主要结构形式
钢桥根据主要承重结构的受力体系可以分为： 梁式桥(girder bridge) 拱桥(arch bridge) 刚构桥（frame bridge) 斜拉桥(cable-stayed bridge) 悬索桥(suspension bridge) 混合体系桥梁(hybrid structure bridge)
为了避免在车辆驶过时桥面随着悬索一起变形，现代悬 索桥一般均设有刚性梁(又称加劲梁，stiffening)。桥面 设在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。
现代悬索桥的悬索一般均支承在两个索塔上。塔顶设有 支承悬索的鞍形支座。
承受很大拉力的悬索的端部通过锚旋固定在地基中，为 地锚式悬索桥。也有将悬索固定在刚性梁端部的情况， 称为自锚式悬索桥。
五、悬索桥
桥面支承于悬索或用吊索挂在悬索(通常称主缆)上的桥称 为悬索桥。也被称为吊桥。和拱肋相反，悬索的截面只 承受拉力。
只供人、畜行走用的简陋悬索桥常把桥面直接铺在悬索 上。
通行现代交通工具的悬索桥，为了保持桥面具有一定的 平直度，将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是:作 为承重结构的拱肋是刚性的，而作为承重结构的悬索则 是柔性的。
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)。
在桥墩上连续的称为连续梁桥(continuous bridge)。
斜拉桥可以通过调整斜拉索的初始索力达到调整主梁弯 矩，桥面标高和提高索及桥梁整体刚度的目的.
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。
钢桥面板U肋与横隔板不同连接缺口形式受力分析
文章编号：1009-4539(2020)12-0100-04•桥梁工程•钢桥面板U肋与横隔板不同连接缺口形式受力分析陈佳琪(中铁建云南交通建设管理有限公司云南昆明65_)摘要：正交异性钢桥面板U肋与横隔板连接处存在大量焊缝，几何构造复杂，易产生较多的焊接缺陷和应力集中，在外部车辆等循环荷栽作用下通常会诱导疲劳裂纹的萌生、开裂，影响结构正常安全使用。
为研究U肋与横隔 板不同连接缺口形式在整体受力上的特点，利用A B A Q U S有限元软件建立钢箱梁节段模型，探讨分析U肋与横隔 板连接处分别采用两种不同缺口形式对连接处应力集中的影响。
结果表明，所采用的苹果形缺口相比圆弧形缺口在减小应力集中方面具有更大优势。
关键词：钢桥面板U肋与横隔板构造细节不同缺口形式整体受力分析中图分类号：U441+.5;U441+.4文献标识码：A D O I：10. 3969/j. issn. 1009-4539.2020. 12.021Stress Analysis of Different Opening Modes at the Joint of U-rib andDiaphragm in Steel Bridge DeckC H E N Jiaqi(China Railway Construction Corporation Yu n n a n Communications Construction Administration Co. Ltd., K unming Yunnan 650000, China)A b stra c t：T h e r e are m a n y welding s e a m s a n d c o m p l e x geometry structure at the joint of U-rib a n d diaph r a g m plate inorthotropic steel bridge d e c k,w h i c h is prone to h a v e welding defects a n d stress concentration. U n d e r the action of external vehicle cyclic loads, fatigue crack initiation a n d cracking will be induced, w h i c h will affect the normal a n d safe use of the structure. T o study the overall stress characteristics of different connection notch forms b etween U-rib a n d diaphragm, in this paper, the finite element m o d e l s of steel box girder with different geometry details were established in A B A Q U S,and the influence of two different notch forms o n the stress concentration at the U-rib a n d d i a p h r a g m joint w a s analyzed. T h esimulation results s h o w that：the box girder with the apple sh a p e d notch has m o r e advantages in reducing the stress concentration at the joint of U-rib a n d d i a p h r a g m plate than that of the arc-shaped notch.Key w o rd s：steel bridge d e c k；structural details of U-rib a n d d i a p h r a g m；different gape forms; overall stress analysis1引言随着我国经济和科技发展，桥梁用钢量和性能 都有了很大提升，进一步促进了大跨度钢桥的设计 建造。
钢桥的主要结构形式与受力特点解析
钢桥的主要结构形式与受力特点解析钢桥是一种由钢材构成的桥梁结构，具有优良的抗压、抗弯和抗剪能力。
钢桥主要由桥墩、桥台、上部构造和桥面铺装组成。
一、梁桥梁桥是由梁体和支座构成的桥梁结构，梁体可以是钢箱梁、钢板梁、钢梁等。
梁桥主要通过梁体来承担和传递车辆荷载，支座则起到固定和传递力的作用。
梁桥的受力特点如下：1.梁体受到车辆荷载的作用，呈现出弯曲变形和受力集中的特点。
因此，梁桥的梁体需要具有足够的强度和刚度，以承受荷载并保证桥梁结构的安全。
2.梁体的上表面受到压力作用，下表面受到拉力作用。
压力和拉力的分布是不均匀的，最大值出现在梁的中间位置。
因此，在设计梁桥时，需要根据桥梁的跨度、荷载情况和结构形式来选择合适的梁体截面形式和尺寸，以保证梁体的强度和稳定性。
3.梁桥的支座起到传递力的作用，必须能够固定梁体并承受荷载。
支座一般采用橡胶支座、钢骨橡胶支座等，以保证梁体的稳定和变形控制。
二、拱桥拱桥是由弧形的拱体和支座构成的桥梁结构，拱体可以是单孔、连续、等高或变高的。
拱桥主要通过拱体将车辆荷载分散到桥墩和地基上，以承担和传递荷载。
拱桥的受力特点如下：1.拱体在受到荷载作用下，呈现出弯矩和弯曲变形的特点。
拱桥的受力是通过弧形拱体来承担和传递荷载，拱体的下表面受到压力作用，上表面受到拉力作用。
因此，拱桥的拱体需要具备足够的强度和刚度，以保证桥梁的安全。
2.拱桥的支座主要起到支持和传递力的作用，保证拱体的稳定。
支座一般采用橡胶支座、钢骨橡胶支座等，以控制拱体的沉降和变形。
3.拱桥的荷载分布比较均匀，荷载作用在拱体和桥台上。
拱桥的桥台承受的荷载相对较小，但需具备足够的刚度和稳定性，以保证桥台的安全。
综上所述，钢桥的主要结构形式可以是梁桥和拱桥，并且具有相应的受力特点。
梁桥主要通过梁体承担荷载，具有弯曲变形和受力集中的特点；拱桥主要通过拱体将荷载分散到桥墩和地基上，具有弯矩和弯曲变形的特点。
在设计钢桥时，需要根据桥梁的跨度、荷载情况和结构形式来选择合适的结构形式和梁体、拱体截面形式和尺寸，以保证钢桥的强度、稳定性和安全性。
钢桥知识点
第一章绪论1钢桥分类：根据主要承重结构的受力体系可以分：梁式桥，拱桥，刚构桥，斜拉桥，悬索桥和混合体系桥梁。
梁式桥：竖向荷载作用，只产生竖向反力按受力体系：简支梁、连续梁、悬臂梁按结构形式：钢板梁、钢箱梁、钢桁梁、结合梁拱桥：竖向荷载作用，除产生竖向反力外，还产生水平推力按有无推力：有推力拱——设置坚固基础无推力拱（系杆拱）——于拱两端设置拉索或梁刚构桥：主要承重结构为偏心受压和受弯构件斜拉桥：高次超静定结构，关键在高塔施工和索力控制悬索桥：（吊桥），以主揽为主要承重结构，主揽只受拉力2 钢桥优缺点：优点：*钢材抗拉、抗压、抗剪强度高，重量轻，跨越能力大。
钢材可加工性能好，可用于复杂桥型和景观桥。
*材质均匀，实际应力与计算值接近，安全可靠*适合工业化方法制造，质量可靠，便于运输，便于无支架施工，工地安装速度也快。
*韧性延性好，可提高抗震性能。
*寿命长，易于修复和更换，可回收利用。
缺点：动载作用下，疲劳问题突出。
易腐蚀，需要经常检查和按期油漆，维护费用高。
铁路钢桥行车时噪声与振动均比较大。
3钢桥设计的一般要求和原则必须有足够的整体刚度、具有必要的横向刚度、满足使用阶段的受力和工作性能要求，在施工过程中满足应力和变形的要求、防腐、疲劳设计、不应有未栓合或未焊合的接触部分、应尽可能减少构件和零件的种类，钢结构的构件计尽可能标准化，使同型构件能互换、钢桥在安装或检修支座时在结构上应预设可供顶起用的结构4结构内力计算原则结构构件的内力按弹性受力阶段确定。
变形按构件毛截面计算，不考虑钉（栓）孔削弱的影响。
为简化计算，可将桥跨结构划分为若干个平面系统计算，但应考虑各个平面系统的共同作用和相互影响。
平面计算方法中，可以采用荷载横向分布系数考虑桥梁结构空间作用的影响。
5钢桥设计计算方法：容许应力法和半概率极限状态设计法σ≤γ[σ]σ—结构标准荷载的计算应力，荷载组合系数为1γ—不同荷载组合的容许应力提高系数[σ]—容许应力，为屈服强度/1.76疲劳验算方法：拉-拉或拉-压（以拉为主）的构件压-拉（以压为主）的构件第三章桥面结构1钢桥桥面构造组成及各部分作用：*桥面梁格，桥面板，桥面铺装，排水防水系统，人行道或护轮带，栏杆，照明灯具和伸缩缝等组成。
钢桥结构构造讲义358页
300～800m：结合梁桥或钢桥；
800m以上：钢桥； 铁路桥：中大跨径的桥梁，以钢桥为主。
二、钢桥的主要类型与受力特点 • 主要类型
梁式桥：竖向荷载作用，只产生竖向反力。 按受力体系分：简支梁、连续梁和悬臂梁。 按结构形式分：钢板梁、钢箱梁、钢桁梁
和结合梁。
二、钢桥的主要类型与受力特点
钢板梁
二、钢桥的主要类型与受力特点
• 寿命长，易于修复和更换，可回收利用。
一、钢桥的主要特点及适用范围
主要特点：
• 动载作用下，疲劳问题突出； • 易腐蚀生锈，维护费用高；
• 铁路钢桥行车时噪音与振动较大。
一、钢桥的主要特点及适用范围
• 适用范围
公路桥： 50m以下：RC拱桥或圬工拱桥（城市景观桥除外）； 50～300m以下：从技术、经济、安全、环境保护等方面， 综
钢桁梁
二、钢桥的主要类型与受力特点
钢箱梁
二、钢桥的主要类型与受力特点
钢箱（板）梁桥(世界前 10 名)
序号 桥名 康斯坦席瓦桥 内卡尔河谷桥 萨瓦一桥 维多利亚港三桥 动物园桥 萨瓦二桥 凯塔桥 郎早桥 奥克兰港桥 东京湾桥 主桥跨径（m） 300 263 261 260 259 250 250 250 244 240 桥址 巴西 德国 前南斯拉夫 巴西 德国 前南斯拉夫 日本 日本 新西兰 日本 年份 1974 1978 1956 1989 1966 1970 1991 1994 1969 1997
二、钢桥的主要类型与受力特点
刚构桥：梁与墩或台连成一体。兼有梁桥和拱桥 的 特点，主要承重结构为偏心受压和受弯构件。 斜拉桥：梁、塔和索组合体系桥。高次超静定结
构，高塔的施工和索力控制是关键。
二、钢桥的主要类型与受力特点
连续刚构桥主梁结构形式及特点
连续刚构桥主梁结构形式及特点张宇1刘晓文2陈亮3（1.天津城建设计院，天津；2.天津城建设计院，天津；3.天津城建设计院，天津）摘要：研究预应力混凝土连续刚构桥梁主梁的结构形式及特点，并通过总结国内各预应力混凝土连续钢构桥的设计参数，总结了此类桥的技术指标，为同类桥梁设计提供参考。
关键词：连续钢构桥，结构形式，深梁，特点，截面在预应力混凝土连续刚构桥梁中，为适应悬臂施工和正负弯矩配筋，主梁一般多采用箱形截面。
根据桥梁的宽度不同而分为单箱单室、单箱多室、多箱单室、多箱多室等；根据纵向的跨径和梁高的变化而分为纵向等截面和纵向变截面等：根据桥梁所在的平面线形而分为直线桥和曲线桥等。
箱形截面已成为大跨度桥梁所优先采用的截面形式。
作用在箱形截面上的荷载主要是恒载和活载，恒载是对称作用或者近似对称作用的，活载一般都是偏心作用的，偏心作用的荷载会使截面产生扭转作用。
而在箱形截面中，偏载所产生的纵向应力与对称荷载所产生的纵向应力两者数值比较接近。
换句话说，箱形截面具有很大的抗扭刚度，结构能充分发挥整体受力作用，适合在大跨径桥梁中应用，这种截面所具有的良好受力性能正是它日益被广泛采用的主要原因。
箱梁的截面尺寸主要由跨径决定，设计荷载、桥宽、桥墩刚度也有一定影响。
1．边跨与中跨比连续刚构边跨与中跨度比的确定，首先取决于全桥的桥跨总体布置与自然条件的协调性，在此基础上再考虑梁体内力分布的合理性与施工的方便。
国内外己建成的连续刚构桥，边跨和中跨的跨径比值在0.5~0.692之间。
大部分比值在0.55~0.58之间。
这说明变截面连续刚构桥的边、中跨比值比变截面连续梁桥的比值范围0.6~0.8小。
理论分析研究表明，由于墩梁固结，边跨的长短对中跨荷载弯矩调整的影响很小，边、中跨跨径之比0.54~0.56时，不仅可以使中墩内基本没有恒载偏心弯矩，而且因边跨合拢段较短，可以在边跨悬臂端用导梁支承于边墩上进行边跨合拢，从而取消落地支架，施工也十分方便。
钢桥的主要结构形式与受力特点
钢桥的主要结构形式与受力特点钢桥是使用钢材作为主要结构材料的桥梁。
钢材具有高强度、耐候性好、施工方便等优点，因此在桥梁建设中得到广泛应用。
钢桥的主要结构形式以及受力特点如下：一、主要结构形式1.桁梁桥：桁梁桥是一种常见的钢桥结构形式，桁梁是由上下面板、纵向梁、纵向加劲肋组成的刚性板梁结构。
桁梁桥具有自重轻、承载能力强、结构稳定等优点，广泛应用于公路桥梁建设中。
2.悬索桥：悬索桥是由一根或多根悬索拉起桥面板的桥梁，主要由悬索、主塔、锚固构件、桥面板等组成。
悬索桥的主要受力特点是悬索负责承受桥面板的自重和交通荷载，主塔和锚固构件负责将荷载传递到地基上。
3.斜拉桥：斜拉桥是通过倾斜的钢缆将桥面板悬挑在主塔两侧的桥梁。
斜拉桥的主要特点是桥面板悬挑长度大、开间大、造型美观等。
4.梁桥：梁桥是由若干跨中为简支梁或连续梁的桥墩和桥面板组成的桥梁。
梁桥的主要结构特点是桥面板由钢材制成，梁和桥墩一般由混凝土制成。
二、受力特点1.自重：钢桥的自重是指桥梁本身的重量。
由于钢材的密度相对较小，钢桥的自重相对较轻，使得桥梁在设计和建设过程中更加灵活和方便。
2.交通荷载：钢桥需要承受行驶在桥面上的车辆的荷载。
钢材具有高强度和刚性，可以承受较大的交通荷载，使得钢桥具有较大的承载能力。
3.温度变化：钢材的热胀冷缩系数较大，受温度变化的影响较为明显。
因此，在设计和施工过程中，需要考虑钢桥在不同温度下的膨胀和收缩，采取相应的措施以保证桥梁的安全和稳定。
4.风荷载：钢桥容易受到风的影响，需要考虑对风荷载的抵抗能力。
一般采取增加桥梁的抗风措施，如加装防风挡板、增强桥墩的抗风能力等。
5.地震荷载：地震是一个重要的桥梁荷载，对钢桥的性能和安全有一定的影响。
在设计和建设钢桥时，需要充分考虑地震荷载，采取相应的抗震措施，以确保桥梁的安全性。
综上所述，钢桥的主要结构形式包括桁梁桥、悬索桥、斜拉桥和梁桥等，其受力特点主要包括自重、交通荷载、温度变化、风荷载和地震荷载。
第五章 刚架桥简介
我国已建成的预应力混凝土连续刚构桥
第四节 刚架桥桥例
一、洛溪大桥
– 跨径：65+125+180+110米 – 荷载：汽——超20级，挂——120 – 梁高：墩顶10米，跨中3米 – 下部结构：主跨双薄壁墩，边跨单薄壁墩 – 施工方法：悬臂浇筑
二、虎门大桥辅助航道桥
– 跨径：150+270+150米 – 荷载：汽——超20级，挂——120 – 桥宽：30米，6车道+分隔带+紧急停车带 分两幅桥建设 – 梁高：墩顶14.8m，跨中5.0m – 下部结构：双薄壁墩 – 施工方法：悬臂浇筑
跨中梁高
支点梁高
桥宽
Marien
1.46
2.67
24
12.20+ Schwede 55.4+1 n 2.2 13 + Dischinge 94 + r 13
1.43
27.32
1.4
3.56
18.7
维也纳多瑙河Schweden桥
荷兰、Maas 桥、跨径80.5+112.5+80.5
一、结构特点及适用范围
中国 中国
82 60
• 安康汉江桥 • 主跨为176m，中孔跨中64m
二、不同施工方法建造的斜腿刚架桥实例
• 1竖向转体法----安康汉江桥 • 安康汉江桥主跨为176m斜腿刚构（为目前同类型铁路 钢桥中跨度最大者）,桥墩采用圆形空心墩，仅#5墩为直 径8m的实体墩，并设有水平板铰与主梁相连以传递斜腿 刚构的纵向水平力。斜腿刚构的斜腿支墩为悬臂式，其 悬臂部分为钢筋混凝土矩形结构
缺点: (1)主梁与斜腿相交处的横隔板使此处梁截面 产生较大的负弯矩峰值,使得此处预应力钢 筋密集,构造复杂. (2)预加力、徐变、收缩、温度变化等因素使 斜腿刚架桥产生次内力,受力分析复杂. (3)斜腿与地面成40~50度角,施工困难.
钢桥知识点(老师划的) (1)
1、正交异性钢桥面板：是用纵横向互相垂直的加劲肋(纵肋和横肋)连同桥面盖板所组成的共同承受车轮荷载的结构。
2、剪力滞效应：由于横梁变形使剪力传递存在滞后现象，使柱中正应力分布呈抛物线状，称为剪力滞后现象。
3、活载发展系数：实际上能承担的高等级活载对设计活载的比值。
活载发展均衡系数：为了使全桥垮所有杆件的预留活载发展系数均衡，给最弱杆件设计给以乘以一个系数，这个系数称为活载发展均衡系数。
4、铁路钢桥桥面组成：桥枕、护木、正轨、及护轨。
（道渣）护轨的作用:当列车掉道后，用以控制车轮前进的方向避免发生翻车事故。
护木的作用:固定桥枕之间的相对位置。
5、钢桥面板受力分析的三种基本结构体系：a）结构系I:由顶板和纵肋组成的结构系看成是主梁的一个组成部分，参与主梁共同受力，即主梁体系。
b)结构系II:由纵肋、横肋和顶板组成的结构系，顶板被看成纵肋、横肋上翼缘的一部分，结构系II起到了桥面系结构的作用，把桥面上的荷载传递到主梁和刚度较大的横梁，即桥面体系。
c)结构系III：本结构系把设置在肋上的顶板看成是各向同性的连续板，这个板直接承受作用于肋间的轮荷载，同时把轮荷载传递到肋上，即盖板体系。
6、桥面标高的调整的方法：a）调整墩台顶面标高b）钢梁腹板采用不同的的截面高度c)采用变厚度桥面板或设置三角垫层d）根据桥面标高需要桥面板设置不同高度的倒梯形梗肋7.钢板梁桥上部结构主要由主梁、横向联结系、纵向联结系和桥面系组成。
主梁作用：起到整个桥梁的承重作用。
横向联结系的作用：为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：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的作用。
桥面系：主要为了提供桥梁的行车部分，把桥面荷载传递到主梁和横梁。
8.决定主梁中心距是考虑因素：a)桥枕或钢筋混凝土桥面的合理跨度b)为避免桥跨结构在水平力作用下产生横向倾覆c)为使桥跨结构具有必要的横向刚度d)对于下承式板梁桥要求两片主梁之间的净空能满足桥梁净空的规定e)还应考虑用架桥机整孔架设的可能性。
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
3.4 结合梁桥的计算特点 第二受力阶段：桥面铺装层、防水层、路面或 铁路桥的道渣、桥枕、钢轨、人行道设施等和 活载则由钢筋混凝土板和钢梁组成的整体截面 承受。
• 结合梁的总面积
Ah A Ag n
3.4 结合梁桥的计算特点 第二受力阶段：
• 联结系
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
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：桥面
• 一般采用明桥面
• 由桥枕、护木、正轨、护轨等组成
2.1 钢板梁桥的类型及构造特点 下承式钢板梁桥上部结构
• 主梁
• 联结系
• 桥面系 • 桥面及支座
g1
(M1 M p ) I
( y1 z )
g2
(M1 M p ) I
( 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 p ) nI
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 g 2 g h h
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。
现代钢桥概论
中国公路桥规 中国铁路桥规
L/800
L/900
L/800
L/900
L/800
L/750
L/600
L/800
L/300
——
L/400
——
L/400
——
日本 公路 L/600 L/600 L/600 L/500 L/300 L/350 L/400
美国 公路 —— —— —— L/800 L/300 —— ——
防止钢桥的横向失稳和过大的横向振动 一般从构造和结构尺寸两方面保证结构的横向稳定
桥宽：b
要验算横向稳定
一般稳定系数不小于1.3
5 施工过程中，满足应力和变形的要求
公路钢桥规范：
施工验算，起顶设施及结构本身都应按起顶重力增加30%
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6 对构件应规定钢板和型钢的最小厚度 将轧制负公差、运营过程中的锈蚀影响考虑在内 公路钢桥规范: 除临时结构和钢桥面板的闭口加劲肋 结构各部分截面最小尺寸为：
0
G
SG
S Q1 Q1
n
i Qi SQi
afk
/
……（1-3-2）
m
i2
SG、SQ1、SQi ——分别为恒载、主要可变荷载、其他可变荷载的标准荷载 产生的荷载效应
G、 Q1、 Qi ——分别为恒载、主要可变荷载、其他可变荷载的分项系数
i ——其他可变荷载的荷载组合折减系数
fk ——材料强度标准值 m ——材料强度分项系数
9 非受力构件填板板厚不小于4mm
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(2)
钢桥的设计计算方法
1 设计方法
容许应力设计法 半概率极限状态设计法
容许应力设计法:
钢箱梁桥介绍
3钢桁梁由于钢材具有强度高、材质均匀、塑性及韧性良好和可焊性好等诸多优点；因此，用钢材建造的桥梁——钢桥具有如下特点：（1）跨越能力大。
由于钢材的强度高，在相同的承载能力条件下；与钢筋混凝土桥梁相比，钢桥构件的截面较小，所以钢桥的自重较轻，最适合于建造大跨度的桥梁。
（2）最适合于工业化制造。
钢桥构件一般都是在专业化的工厂由专用设备加工制作，不受季节的限制，加工制造速度快、精度高，质量容易得到控制，因而工业化制造程度高。
（3）便于运输。
由于钢桥构件的自重较轻，特别是在交通不便的山区便于汽车运输。
（4）安装速度快。
钢桥构件便于用悬臂施工法拼装，有成套的设备可用，拼装工艺成熟。
（5）钢桥构件易于修复和更换。
（6）钢材易锈蚀，故钢桥的养护费用高。
另外，钢桥须防火，在列车通过时噪音大，故不宜在闹市区建造铁路钢桥。
钢桥可以根据不同的条件要求建成多种形式，其种类比其他材料制造的桥梁更多，主要可分为梁式体系、拱式体系及组合体系。
1.梁式体系按力学图式分梁式体系又可分为简支梁、连续梁、悬臂梁；按主梁的构造形式分有板梁桥、桁梁桥、箱梁桥、结合梁桥。
2.拱式体系按力学图式分拱式体系可分为有推力拱和无推力拱；按拱肋的构造形式分有版式、桁式、箱式。
3.组合体系这类桥型包括吊桥和斜拉桥，都是利用高强钢索来承重，吊桥（又称悬索桥）的承重构件是高强度钢索，恒载轻，跨越能力大。
斜拉桥的承重构件是斜拉索和梁，其钢梁可以是板式、桁式或箱式，恒载较轻，风动力性能较吊桥好，故发展很快。
钢桥主体结构所用的钢材主要是碳素钢和低合金钢。
20世纪50年代我国钢桥主要采用普通碳素钢—A3钢，该钢材由于含碳量较高（0.14～0.22%），可焊性差，只能进行铆接连接，如武汉长江大桥的主桥采用A3钢，该桥为连续铆接钢桁梁。
用A3钢建造大跨度桥梁时，构件截面尺寸大，从而增加用钢量并使钢桥的自重加大，因此，20世纪50年代后期，我国开始研究在钢桥上采用能够焊接的国产高强度低合金钢—16q钢和16Mnq钢，如南京长江大桥采用16Mnq，屈服点为340MPa，它比用A3钢节约钢材约15%。
连续梁桥悬臂梁桥与T型钢构桥构造特点[详细]
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5、配筋特点 • 纵向钢筋
– 悬臂施工阶段配筋
• 主筋没有下弯时布置在腹板加掖中 • 需下弯时平弯至腹板位置 • 一般在锚固前竖弯，以抵抗剪力
– 连续梁后期配筋
• 各跨跨中底板配置连续束
• 顶板——配制横向钢筋或 横向预应力钢筋
• 腹板——下弯的纵向钢筋 需要时布置竖向预应力钢筋
变高度梁—实用于大跨径连续梁， 100米以上，90%为变高度连续梁
4、腹板及顶、底板厚度
• 顶板—满足横向抗弯及纵向抗压要求 一般采用等厚度，主要由横向抗弯控制
• 腹板—主要承担剪应力和主拉应力 一般采用变厚度腹板，靠近跨中处受构造要求 控制，靠近支点处受主拉应力控制，需加厚。
• 底板—满足纵向抗压要求 一般采用变厚度，跨中主要受 构造要求控制，支点主要受纵向 压应力控制，需加厚。
低 – 超静定次数高，对常年温差、基础变形、日照温均
较敏感
均布荷载q
二、刚构桥的主要类型
• 单跨刚构桥—主要用于中小跨度的跨线桥， 建筑高度小。
ROSENSTEIN BRIDGE 跨度68 m，跨中梁高1.65 m
• 斜腿刚构桥——受力形式接近拱桥，可获得 较大跨度或较小的梁高。
•NECKAR VALLEY VIADUCT •spans of 234-134-134-134-264 meters
5、平衡悬臂施工 – 分清荷载作用的结构 – 体现约束条件的转换 – 主梁自重内力图，应由各施工阶段时的自重
内力图迭加而成
3.1.2 活载内力计算
1、纵向—某些截面可能出现正负最不利 弯矩，必须用影响线加载。
2、横向 ➢箱 梁—专门分析。
➢多梁式—横向分布系数计算，等刚度法。
连续刚构桥特点及受力特点简析
许 建 盛
科 崔蠢
连 续 刚构桥 特 点及受 力特 点筒析
（ 中交第一公路 工程局有限公 司 ， 北京 １ ０ ０ ） ００ ０
摘 要： 结合桥 梁设计与施工需要 ， 探讨 了连续刚构桥特 点及 受力特点 ， 为连续刚构桥的设计和施 工提供一 些经验 ， 保证 工程的顺利进行 。
一２ ～ ４３ຫໍສະໝຸດ 关键词 ： 连续刚构 ； 连续粱 ； 刚构 ； 薄壁 高墩 Ｔ型 双
１概 述
在 １ 纪以前 ， ９世 由于生产 力的限制 ， 桥梁 结构形式基本上只能 局限于石拱桥 、石板 桥等 圬工结构 。 自 ｌ ９世纪 中期 以后 ， 材的出现导 钢 致钢结构桥梁在欧 洲和北美得 以飞跃发展 。由 于钢材 的强度高 ，在悬索桥 出现 以前 的较 大跨 径 的钢 桥基本都采用 悬臂 施工法 。２ Ｏ世纪 初 ， 由于钢筋混凝土 的广 泛应用 ，更 为经济实用 的 钢筋混凝土桥 梁迅速 得到推广。但 钢筋 混凝土 的抗裂性能 、承 载能力却 严格制约 了这 种桥梁 的进一步发展 。 第二次世界大战以后 ， 预应力混 凝土技术在 欧洲得 到飞速 发展 ，并广泛 用于桥 梁建设 。１ ５ ９２年 ， 联邦 德国第 一次将传统 钢桥 的悬臂 施工技 术引入预应 力混凝土桥 梁施工 ， 建成 了主跨为 ｌ４ １ｍ的 沃伦姆 斯桥 ，该桥 也成 为世界上第一座大跨径 Ｔ形刚构桥。这种创新 性 的引进 ，充分利用 了预应力混凝土桥梁结 构 的自 身受力特 点 ，开创 预应力混凝 土桥 梁无支 架施工 的先河 。悬臂施工法是一种 自架设体 系 施工方法 ， 即将桥 梁的上部结构分节段来支撑 ， 逐步完成全桥 的施工 ，也就是无支架而靠 自身 结构进行施工 。 由于悬 臂施工特有的优 点 ， 该方 法后来 又逐步 推广到连续 梁、 刚架 、 续刚构 、 连 桁架体系 、 斜拉桥 、 某些拱式体系 以及组合体 系 桥梁 的施工 。 ２问题及解决方法 连续 刚构 可 以说是桥 梁家族 中最年 轻 的 员， 但它从一开始 出现就令整 个桥梁界垂青 ， 从而得到 了迅速推广 和发展 。它继 承了 Ｔ型刚 构和连续梁桥 的优点 ， 具有施工简单易行 、 型 造 简易美观 、 结构经济适用等众多优点 。 ２１ ． Ｔ型 刚构 桥 的 特点 Ｔ 型刚构 桥引人 刚桥 自 架设体 系的悬臂施 工方法 ， 采用墩梁 固结 的结构形式 ， 结构本身可 以抵抗 其悬臂 施工 中的较大 不平衡 弯矩 ， Ｔ型 刚构的 出现 ， 推动 了粱式体 系桥梁的飞速发展 。 但是 ， 刚构桥 为 了抵 抗施工 中的不 平衡 弯 Ｔ型 矩与运 营时活载 或其它附加力所 产生 的弯矩 ， 其桥墩 的尺寸都相 当大 ，过大的下部构造 尺寸 显然不具备经济性 和美观性 。山于 Ｔ型刚构结 构本身基本为静定结构 ， 桥墩尺寸虽大 ， 但对全 桥整体结构而言 ，其顺桥 向抗弯刚度和横桥 向 抗扭刚度却相对较小 ，难 以满足特大跨径和特 高墩桥梁悬臂施工和横 向抗风要求 。对于带铰 的 Ｔ型 刚构 ， 当预应力 、 混凝 土收缩徐变 和温度 变化引起结构变位时 ，在墩粱固结处产生 的推 力和弯矩将很大。 此外 ， 铰接处 的折 角造成 车辆 波 动 ， 力 铰 也 易 损 坏 。 挂 粱 的 Ｔ型 刚 构 虽 然 剪 带 缓和了行车 ，但是支挎挂粱的牛腿构造复杂而 易损害 ，且导致伸缩缝的增多和施工过程 中设 备增多（ 吊装挂梁的设备） 。总而 者之 ， 结构 连 续、 行车不平顺 、 结构不州厢 、 使用难 以维护 、 铰
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为了避免在车辆驶过时桥面随着悬索一起变形，现代悬 索桥一般均设有刚性梁(又称加劲梁，stiffening)。桥面设 在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。
现代悬索桥的悬索一般均支承在两个索塔上。塔顶设有 支承悬索的鞍形支座。
承受很大拉力的悬索的端部通过锚旋固定在地基中，为 地锚式悬索桥。也有将悬索固定在刚性梁端部的情况， 称为自锚式悬索桥。
900米单跨双铰钢桁架加劲梁悬索桥。享有“世界第一高桥”
美誉！
六、组合体系桥梁
承重结构系由两种或多种结构形式组合而成的桥梁称为 混合体系桥梁。
实腹梁与桁架的组合
梁与拱的组合
梁与拱的组合 梁与悬吊系统的组合
梁与斜拉索的组合 悬索与斜拉索的组合
钢桥的主要优点
(1)高强匀质材料:钢材是一种抗拉、抗压、抗剪强度高的 匀质材料，承受拉、压、弯、剪均可。并且与混凝土等 材料相比自重小(通常用重量强度比来一表示两种材料在 结构意义上的相对轻重)，所以钢桥具有很大的跨越能力。 桥梁跨度非常大、荷载非常重，采用别的材料来造桥将 遇到困难时，一般采用钢桥。钢材可加工性能好，可用 于复杂桥型和景观桥。
(2)钢桥的构件最适合用工业化方法来制造，便于运输，便于 无支架施工，工地的安装速度也快。因此，钢桥的施工期限 较短。
(3)韧性、延性好，可提高抗震性能。 (4)钢桥在受到破坏后，易于修复和更换。 (5)旧桥可回收，资源可再利用，有利于环保。
钢桥的主要缺点
钢材的主要缺点是易于腐蚀，需要经常检查和按期油漆。 钢桥对温度以及动载效应都较为敏感。 解决方法：
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。
钢板梁桥
史密斯大道高桥（The Smith Avenue High Bridge），是一 座两车道的街道跨河钢板梁 桥。 原桥建于1895年，在1905年 被一场风暴摧毁。最南端的 五跨曾被重建。由于年久失 修，旧桥在1985年被拆除。。
优质油漆和耐候钢
钢桥的技术问题
1)薄壁结构 为了提高截面效率，钢桥一般做成薄壁结构，应力计算
应该考虑剪力滞、扭转(自由扭转、约束扭转)、翘曲等影响。
2)稳定(stability) 钢桥结构刚度小，稳定问题突出。作为薄壁结构，为了
防止板件的局部失稳需要设置加劲肋和限制板件的宽厚比。
3)刚度(stiffness) 刚度小，设计中通过限制杆件的长细比(slenderness ratio)、
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。
朝天门长江大桥 工程全长4.881公里， 由主桥、东西引桥 及黄桷湾、弹子石、 对山、五里店等4座 立交组成。
其中，大桥主体工程全长1741米，主桥为932米，有两座主墩， 主跨达552米。建成后的大桥，分为上下两层。上层为双向六 车道，行人可经两侧人行道上桥；下层则是双向轻轨轨道，并 在两侧预留了2个车行道，可保证今后大桥车流量增大时的需 求。
推力拱
系杆拱
仅供人、畜行走的拱桥可以把桥面直接铺在拱肋上。而 通行现代交通工具的拱桥，桥面必须保持一定的平直度， 不能直接铺在曲线形的拱肋上。因此要通过立柱或吊杆 将桥面间接支承在拱肋上。由此分为上承式拱桥(桥面在 拱肋的上方)、中承式拱桥(桥面一部分在拱肋上方、一部 分在拱肋下方)和下承式拱桥(桥面在拱肋下方)。
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。
一座新的大桥于1987年建成通车大桥全长844.2m，两个主
拱跨度各为158.5m，桥梁宽度为16.5m。通航孔航道宽度为
64m，从梁底到水面净空45.4m，桥面到水面高48.8m。
钢箱梁桥
钢箱梁崇启大桥全长52公里，其中上海段接线道路长28.52 公里，长江大桥长2.48公里，江苏段长江大桥长4.67公里，接 线道路长18.52公里。全线设计双向6车道，大桥于2008年8月1 日奠基，12月26日上海段正式开工建设，2009年2月28日江苏 段开工建设，于2011年12月24日建成通车。
挠度(deflection)和钢桥的宽跨比保证桥梁的刚度。
4)疲劳(fatigue) 构件和连接的疲劳强度受材质、连接方法与方式、荷载
性质、应力状态、应力幅和应力比的影响。
(5)连接(connection) 钢桥构件一般由钢板和型钢等焊接而成，用高强螺栓
(high-strength bolt)或工地焊接拼装。
汛期洪水来势汹涌，水位猛涨暴落，河床冲淤严重，覆盖层
很不稳定。桥址位于汉江上游峡谷，两岸陡峻，河床断面呈 梯形。初步设计提出三个桥式方案进行比选：
第一方案主跨采用64＋192＋64米钢斜腿刚构，全长521.95 米，桥墩均在岸上，明挖基础，墩身最高约60米； 第二方案主跨为64＋112＋64米钢桥，中跨为112米柔性拱刚 性桁梁组合体系，全长528.50米，有深水桥墩2个，墩身最高 约7l米； 第三方案主跨用64米＋3×80米三跨连续＋64米钢桁梁，全 长532.08米，有深水桥墩3个，墩身最高约79米。 三个方案相比，第一方案不仅用钢量省，造价较低，而且可 避免修建深水基础及70米以上的高墩，因此作为推荐方案。
矮寨特大悬索桥位于 湖南湘西。矮寨悬索桥 桥距吉首市区约20公里， 跨越矮寨镇附近的山谷， 德夯河流经谷底，桥面 设计标高与地面高差达 330米左右。
桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥，矮寨特大悬索桥全跨 1073.65m，悬索桥的主跨为1176m。该桥跨越矮寨大峡谷， 主跨居世界第3、亚洲第1。渝湘高速于2012年3月31日正式 通车。
斜拉桥可以通过调整斜拉索的初始索力达到调整主梁弯 矩，桥面标高和提高索及桥梁整体刚度的目的.
设计中可以根据受力需要计算确定斜拉索的初始索力， 施工中通过施工控制调整索力，使之达到设计值。
斜拉桥是一种高次超静定结构，索力控制较为困难，是 设计和施工的一个关键问题。
南京长江第二大桥 位于南 京长江大桥下游11公里处， 于2001年3月建成通车。
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。
拱桥可以采用两种方法来承受两端支承处的水平力： 一种是设置坚固的基础，水平力由基础承受，拱为有推 力拱，适用于地基良好的桥位; 另一种是在拱的两端设置拉索或者梁(称为系杆或系梁) 等，使得水平力互相平衡，拱为无推力拱，也称为系杆 拱，适用于地基较差的桥位。
三、刚构桥
梁体与桥墩或桥台连为一体者，称为刚构桥。刚构桥的 受力兼有梁桥与拱桥的一些特点，主要承重结构为偏心 受压和受弯。
目前钢刚构桥的最大跨度是1972年建成的意大利斯法拉 萨桥。跨度达到376m；我国1976年建成的陕西安康江汉 大桥，跨径达到176 m,为我国钢斜腿刚构桥之首。
1972年意大利建成的斯 法拉沙桥，跨径达376 米，是目前世界上跨径 最大的钢斜腿刚架桥。
THANK YOU ！
在桥墩连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过渡到另一 根梁上的称为悬臂梁桥(cantilever bridge) 。 支承在悬臂上的简支梁称为挂梁 (hanger span)；伸出有悬 臂的梁称为锚梁(anchor span)；
梁式桥的梁身可以做成实腹的，也可以做成空腹的。
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)
第二节 钢桥的主要结构形式与受力特点
钢桥的主要结构形式
钢桥根据主要承重结构的受力体系可以分为： 梁式桥(girder bridge) 拱桥(arch bridge) 刚构桥（frame bridge) 斜拉桥(cable-stayed bridge) 悬索桥(suspension bridge) 混合体系桥梁(hybrid structure bridge)
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。
五、悬索桥
桥面支承于悬索或用吊索挂在悬索(通常称主缆)上的桥称 为悬索桥。也被称为吊桥。和拱肋相反，悬索的截面只 承受拉力。
只供人、畜行走用的简陋悬索桥常把桥面直接铺在悬索 上。
通行现代交通工具的悬索桥，为了保持桥面具有一定的 平直度，将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是:作 为承重结构的拱肋是刚性的，而作为承重结构的悬索则 是柔性的。
整个大桥由南汊桥、八封洲（长江中第三大岛）公路连接线、 北汊桥组成，二桥一路，全长12.571公里。 其中，南汊桥为钢箱梁斜拉桥，是大桥的关键性和标志性项目， 桥长2938米，主跨径628米，在世界上排名第三。前两位为日本 多多罗大桥（主跨890米）和法国诺曼蒂大桥（主跨856米）。 北汊桥为预应力连续梁桥，桥长2212米，主跨径165米，居国内 领先水平。 南汊桥南岸建有二桥公园，设桥梁展示馆。公园还特设观光电 梯，可达桥面观光步道，也可通过桥肚下全透明回廊横穿二 桥。