简支钢板梁和钢桁梁桥
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。
我认识的钢桁梁桥
我认识的钢桁梁桥摘要介绍钢桁梁桥的组成、构造、计算等内容，以及本人对钢桁梁桥的浅见1 概述钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式，结构整体上为梁的受力方式，即主要承受弯矩和剪力的结构。
1.1基本组成钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式，结构整体上为梁的受力方式，即主要承受弯矩和剪力的结构。
下图1.1-1为下承式钢桁梁桥的基本组成情况。
图1下承式钢桁梁桥的基本组成情况1.主桁主桁是钢桁梁桥的主要承重结构，最常采用的是平面桁架，在竖向荷载作用下其受力实质是格构式的梁。
主桁由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。
2.联结系1)分类：纵向联结系和横向联结系2)作用：联结主桁架，使桥跨结构成为稳定的空间结构，能承受各种横向荷载3)纵向联结系分上部水平纵向联结系和下部水平纵向联结系；主要作用为承受作用于桥跨结构上的横向水平荷载、横向风力、车上横向摇摆力及离心力。
另外是横向支撑弦杆，减少其平面以外的自由长度。
4)横向联结系分桥门架和中横联；主要作用为是增加钢桁梁的抗扭刚度。
适当调节两片主桁或两片纵联的受力不均。
3.桥面系1)组成：由纵梁、横梁及纵梁之间的联结系2)传力途径：荷载先作用于纵梁，再由纵梁传至横梁，然后由横梁传至主桁架节点。
4.制动联结系制动联结系也称为制动撑架，设置在于桥面系相邻的平纵联的中部，通常由四根杆件组成。
作用是将纵梁上的纵向水平制动力传至主桁，以减小制动力对横梁的不利影响。
5.桥面、支座及墩台与其它桥梁相似。
1.2 主桁架的图式及特点1.主桁架的常用类型2)节间长度铁路钢桥：中、小跨径的桁架，上承式桁架的节间长度一般为3~6m，下承式桁架的节间长度一般为6~10m，跨径较大的下承式桁架节间可达12~15m。
公路钢桥：节间长度可适当增大。
3)斜杆倾角斜杆倾角由主桁高度与节间长度的比值决定，有竖杆的桁架的合理倾角为50°左右；无竖杆的桁架的合理倾角为60°左右。
钢桥施工技术——钢桁梁桥
钢桥施工技术——钢桁梁桥钢桁梁（图6.3.1）的出现来自钢板梁的演变，人们根据梁的截面在中性轴附近应力最小的理论，研究从板梁的腹板中挖掉若干方格以节省钢料和减轻梁的自重的办法，并逐步演变为用三角形组成的桁架来代替板梁。
钢桁梁和板梁的主要区别是：桁架以腹杆（斜杆和竖杆）代替板梁，在竖向荷载作用下，桁架中的所有杆件都顺着杆件轴向承受压力或拉力，杆件截面上的材料都发挥相同的效能。
与板梁相比，桁梁的主要优点：一是跨越能力较大；二是当跨度较大时，自重也较轻，节省钢材，一般使用跨度都大于30 m。
钢桁梁主要类型有上承式简支钢桁梁、下承式简支钢桁梁、下承式连续钢桁梁等。
其主要由桥面、桥面系、主桁、连接系及支座等 5 个部分组成。
列车作用于钢桁梁的荷载，首先通过桥面的基本轨传送给桥枕，桥枕传给桥面系的纵梁，纵梁传给横梁，横梁传给主桁，主桁传给支座，支座传给墩台。
一、主桁主桁（图6.3.2）是钢桁梁桥的主要承重结构。
钢桁梁桥有两片主桁架，每片桁架一般由上弦杆、下弦杆、斜杆及竖杆等组成，斜杆和竖杆统称为腹杆。
两片主桁架的作用相当于板梁的两片主梁。
铁路钢桁梁桥一般采用下承式。
图6.3.1 钢桁梁图6.3.2 下承式钢桁梁组成示意图1. 主桁形式我国中等跨度（48～80 m）的下承式桁梁桥，其主桁结构常采用图6.3.3（a）中的几何图示，而不采用图6.3.3（b）。
二者的斜杆方向不同，基于此，在竖向荷载作用下，图式6.3.3（a）的竖杆较图式（b）受力较小，受压斜杆的数量也较少，而且图式6.3.3（a）的弦杆内力不像图式6.3.3（b）那样在每个节间都得变化一次，因而图式 6.3.3（a）的弦杆截面，易于选择得较为经济合理。
由于这些原因，使图式6.3.3（a）比图式6.3.3（b）更为节省钢料。
具有图6.3.3（a）这种形式的桁梁桥，其构造简单，部件类型较少，适应设计定型化，有利于制造与安装，宜于选作标准设计桁梁桥的主桁图式。
简支钢板梁和钢桁梁桥
第六章
内容： 第一节
简支钢板梁和钢桁梁桥
钢桥概述
第二节
第三节 第四节
2 主梁计算 包括：内力计算、截面的选择和验算、加劲肋的计 算等。 在选定主梁截面时，需要考虑强度、稳定(板的局 部稳定和梁的总体稳定)和刚度三个方面的问题。
(1)主梁内力计算 沿梁选取若干截面(例如将梁分成8等份)，算出各截 面处因恒载和活载产生的最大弯矩M和最大剪力Q。 (2)主梁截面选择 主梁截面选择包括确定腹板和翼缘板的尺寸。 腹板厚度一般可选用10mm或12mm， 按照规范，主要构件所用钢板厚度不宜小于10mm， 以免锈蚀后对截面削弱过大； 对跨度等于或大于16m的焊接板梁，腹板厚度不宜小 于12mm，以减小焊接所引起的变形。
2 焊接 焊接材料有焊丝、焊条、熔剂。 焊缝的力学性能均要求不低于母材。 钢桥上主要应用电弧焊(埋弧自动焊，气体保护焊)，采用 的焊缝型式主要有两种，即熔透的对接焊缝和不熔透的贴 角焊缝，见图6．3。 焊接方法有自动焊、半自动焊和手工焊。在钢桥的工厂焊 接工作中，大量采用自动焊和半自动焊。
3 栓接
第二节
钢板梁桥
2 下承式板梁桥 主要承重结构是两片 工字形板梁。在两片 主梁之间，设置有由 纵梁、横梁及纵梁之 间的联结系组成的桥 面系(floor system） 大大缩小了建筑高度 (自轨底至梁底)。
由于要满足建筑限界的要求，无法设置上平纵联， 故在横梁与主梁之间，加设肱板： 1肱板对主梁上翼缘起支撑作用，保证上翼缘及腹 板的稳定； 2肱板与横梁连成一片，可起横联的作用。
钢桁梁桥
钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式，结构整体上为梁的受力方式，即主要承受弯矩和剪力的结构。
组成
钢桁梁桥由主桁、联结系、桥面系、制动联结系、桥面、支座及桥墩（桥台）组成。
主桁
钢桁梁桥的主要承重结构，最常采用的是平面桁架，在竖向荷载作用下其受力实质是格构式的梁。
主桁由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。
联结系
联结系分为纵向联结系和横向联结系，将两榀主桁架联成坚强的空间桁架结构，能承受任何方向的荷载并可靠地传递到支座。
桥面系
采用纵横梁体系作为其桥面系，由横梁、纵梁及纵梁之间的联结系组成。
其作用是承受由桥面传来的竖向和纵向荷载，并传递给主桁节点。
制动联结系
也称为制动撑架，设置在于桥面系相邻的平纵联的中部，通常由四根杆件组成。
作用是将纵梁上的纵向水平制动力传至主桁，以减小制动力对横梁的不利影响。
桥面、支座及墩台与其它桥梁相似。
分类
按照主桁的支承方式不同，分为简支钢桁梁桥、连续钢桁梁桥和悬臂钢桁梁桥；
按照桥面位置不同，分为上承式钢桁梁桥、下承式钢桁梁桥。
特点
钢桁梁桥由桁架杆件组成，尽管整体上看钢桁梁桥以受弯和受剪为主，但具体到每根桁架杆件则主要承受轴向力。
与实腹梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板，从而节省钢材和减轻结构自重，又由于腹杆钢材用量比实腹梁的腹板有所减少，钢桁梁可做成较大高度，从而具有较大的刚度及更大的跨越能力。
但是，钢桁梁的杆件和节点较多，构造较为复杂，制造较为费工。
钢桁梁_精品文档
钢桁梁引言钢桁梁是一种常见于桥梁工程中的结构形式。
它的主要组成部分是由钢材制成的桁架结构，通过连接件将其连接在一起形成横跨河道或道路的桥面。
钢桁梁在桥梁工程中广泛使用，其具有优异的强度、刚性和耐久性，使其成为现代桥梁设计的重要组成部分之一。
组成结构钢桁梁由上弦杆、下弦杆和网格构件组成。
其中，上下弦杆是承受桥梁荷载的主要构件，而网格构件则起到加固和支撑的作用。
上下弦杆通常是采用横向排列的钢板或钢桁架构成，而网格构件则由钢材或钢管组成。
材料选择钢桁梁的材料选择是设计中的重要环节，直接影响到钢桁梁的强度和耐久性。
常见的钢材包括普通碳素结构钢、低合金高强度钢和耐候钢等。
在选择材料时，需要考虑桥梁所处环境的气候条件、荷载要求以及使用年限等因素。
设计与计算钢桁梁的设计和计算是桥梁工程中的重要部分。
在设计过程中，需要根据桥梁的跨度、荷载要求和使用要求等因素进行合理的设计。
计算则包括对钢桁梁的自重、荷载和风载等进行力学计算，以确定结构的安全性和合理性。
制造与安装钢桁梁的制造和安装是保证桥梁工程顺利进行的关键环节。
制造过程中，需要对钢材进行加工、焊接和热处理等工艺，以确保钢桁梁的质量和强度。
安装过程中，则需要考虑桥梁的拆解、起吊和连接等步骤，以保证钢桁梁的准确安装和牢固连接。
维护与保养钢桁梁的维护和保养对于延长桥梁的使用寿命和保证交通安全非常重要。
常见的维护工作包括清洁、喷涂防锈剂和检查焊缝等。
另外，还需要定期检测和评估钢桁梁的结构安全性和使用性能，若有损坏或疲劳现象，需要及时修复或更换。
应用范围钢桁梁在桥梁工程中有广泛的应用范围。
它可以用于公路桥、铁路桥、高架桥以及跨越河道、峡谷等特殊地理环境的桥梁。
钢桁梁的设计和制造也常用于各类临时性桥梁和施工工程中，为交通运输和工程建设提供了重要的支持。
结论钢桁梁作为桥梁工程中常见的结构形式，具有优异的强度、刚性和耐久性，成为现代桥梁设计的重要组成部分。
在钢桁梁的设计、制造和安装过程中，需要充分考虑材料选择、力学计算和工艺操作等因素，以确保钢桁梁的质量和安全性。
桥梁工程复习思考题
绪论1.桥梁的作用是什么？它是由哪几个主要部分组成的？各部分的主要作用是什么？桥梁（bridge）就是供车辆（汽车、列车）和行人等跨越障碍（河流、山谷、海湾或其他线路等）的工程建筑物、支座上部结构、下部结构、2.解释以下几个术语：总跨径（桥梁孔径）、净跨径、计算跨度、桥长、建筑高度、桥渡。
对梁式桥，设计洪水位线上相邻两桥墩（或桥台）间的水平净距L0,称为桥梁的净跨径。
各孔净跨径之和，称为总跨径，它反映出桥位处泄洪能力的大小。
桥跨结构相邻两支座间的距离L1, 称为计算跨径。
桥梁结构的分析计算以计算跨径为准。
桥长：对梁桥，两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离LT，可称为桥梁全长。
桥面（或铁路桥梁的轨底）至桥跨结构最下缘的垂直高度h，称为桥梁建筑高度。
3.按照力学特性（体系）划分，桥梁有哪些基本类型？各类桥梁的受力特点是什么？按结构体系及其受力特点，桥梁可划分为梁、拱、索三种基本体系和组合体系。
梁作为承重结构，主要是以其抗弯能力来承受荷载的。
拱桥(图1.2(c))的主要承重结构是具有曲线外形的拱圈(arch ring)。
在竖向荷载作用下，拱圈主要承受轴向压力，但也受弯、受剪。
拱趾处的支承反力除了竖向反力外，还有较大的水平推力(thrust)。
但大跨度悬索桥的主要承重结构为缆。
组合体系桥(combined system bridge)指承重结构采用两种基本体系，或一种基本体系与某些构件（梁、塔、柱、斜索等）组合在一起的桥。
4. 请根据各类桥梁的力学特点，你认为各自有竞争力的跨度范围是什么？适用于什么样的地质条件？（思考题）第二章桥梁工程的规划与设计1.什么是桥梁的净空（限界）？它有什么用途？是保证车辆、行人安全通过桥梁所需要的桥梁净空界限。
建筑限界：路面（轨面）以上的一定宽度和高度范围内，不允许有任何设施及障碍物侵入的规定最小净空尺寸。
2.桥梁设计包括哪些内容？确定桥梁的高度、长度和孔径划分时，应分别考虑哪些因素？桥梁立面、断面和平面布置。
钢桁架桥分类特点构造及其作用[详细]
![钢桁架桥分类特点构造及其作用[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/eb8954404693daef5ef73dd3.png)
分类 特点 构造及其作用 设计计算 制造 架设
钢桥的结构形式
20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）
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。
丰富多彩的结构设计
德国莱茵河哈姆大桥
丰富多彩的结构设计
澳大利亚悉尼港大桥（公铁两用）
丰富多彩的结构设计
德国费马海峡大桥
受力特点
桁架的弦杆多受拉，在跨中部分受力比较大，向 支座方向逐步减小；而腹杆的受力主要在支座附 近最大，在跨中部分腹杆的受力比较小，甚至有 理论上的“零杆”。
目前多采用钢桁架配斜拉索的组合结丰富多彩的结构设计丰富多彩的结构设计德国费马海峡大桥德国费马海峡大桥丰富多彩的结构设计丰富多彩的结构设计德国莱茵河哈姆大桥德国莱茵河哈姆大桥丰富多彩的结构设计丰富多彩的结构设计澳大利亚悉尼港大桥公铁两用澳大利亚悉尼港大桥公铁两用丰富多彩的结构设计丰富多彩的结构设计德国费马海峡大桥德国费马海峡大桥受力特点受力特点桁架的弦杆多受拉在跨中部分受力比较大向桁架的弦杆多受拉在跨中部分受力比较大向支座方向逐步减小
钢桥的结构形式和应用
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。
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）。
过去公铁两用桥，均采用大跨度钢桁架结 构。目前多采用钢桁架配斜拉索的组合结 合。
第一章第二节钢桁梁桥
上、下水平联
主桁弦杆
桥门架（或端横联） 支座
基础 。
横联细部实例图
下承式各组成部分拆分图
§1-3 主桁架的分类及尺寸确定
主桁架的分类
按照主桁架的形式分类
按照腹杆体系的不同分类 按照上下弦杆是否平行分类
四种 分类 方式
按照桥面相对主桁架的位置不同分类 按照承受荷载的性质不同分类
按照支承形式不同分类
第一章第二节钢桁梁桥
主桁架的分类
➢ 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、 内倾式斜杆体系、再分式体系等。
• 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。
常
何 图 式
见 的 主 桁
几
图(a)表示的几何图式称为三角形腹杆体系，它是在华伦桁架 （Warren Truss，即该图中去掉所有竖杆后的桁架形式）的基础上添 加竖腹杆，再分形成的。这种桁架构造简单，适应设计的定型化，有 利于安装制造。 图(b)所示桁架为豪式(Howe)桁架，在竖向荷载作用下，竖杆比(a) 竖杆受力大，斜杆大多受压，对杆件的局部稳定性不好，较少采用。
正负弯矩大致相等，充分利用材料，节约成本。
• （3）连续桁梁桥的桁高一般小于简支桁梁桥。 公路连续桁梁桥：h=（1/10~1/8)l; 铁路连续桁梁桥：h=（1/7~1/6.5)l。
第一章第二节钢桁梁桥
悬臂桁梁桥的尺寸确定
• 悬臂桁梁由锚跨、伸臂或悬挂跨组成，悬挂跨和伸臂
组成的又叫组合跨。
• 悬臂桁梁桥一般设置为奇数跨，容易布置铰，保证整个
（2）当桥下净空受限制时，也常采用下承式桁梁桥。 （3）当建筑高度足够时，中小跨径的桥梁一般都采用上承式 桁梁桥： 上承式桁梁桥在构造方面，尤其是行车部分，要简单； 上承式桁梁桥主桁间距可比下承式的小，从而桥墩和桥台的 宽度可比下承式的小； 上承式美观，行车视野好； 在加固和改建道路时，上承式的要比下承式的容易。
第一章 第二节 钢桁梁桥
图11 内插式节点板模型图
c.整体式：该结构形式在节点外拼接，施工方便，受力较 好；但焊接工作量大，且焊接残余变形不易矫正。
图12 整体式节点板
图 13
几 种 典 型 的 整 体 式 节 点
节点构造设计要求：
各杆件重心轴交汇于一点；(避免偏心荷载引起附 加应力)
联结铆钉及高强螺栓数量足够且对称布置，钉群
见下页节点示意图
图6 武汉长江大桥节点构造图
（3）压杆的稳定要求（即板件宽厚比）
压杆中的钢板应该有足够的稳定性，避免板件发生翘曲 而丧失局部稳定。压杆板件的宽厚比在容许值范围内，可 以保证压杆整体失稳前不出现局部失稳现象。
b b
b、δ——分别为板件的宽度和厚度。
（3）
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。
我国简支钢桁梁标准设计图式
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，使得桥面位置分类
• 上承式、下承式、公铁两用桥
图(c)- (e)为上承式桁架，(d)较少采用，端竖杆要承受较大支承反 力，用料太多。最常用的是(c)，小跨径的也可做成(e)。
上承式和下承式钢桁梁桥的选择：
（1）桥下净空不受限制时，采用上承式桁梁桥可以减小桥墩 高度，既经济又安全； （2）当桥下净空受限制时，也常采用下承式桁梁桥。 （3）当建筑高度足够时，中小跨径的桥梁一般都采用上承式 桁梁桥： 上承式桁梁桥在构造方面，尤其是行车部分，要简单； 上承式桁梁桥主桁间距可比下承式的小，从而桥墩和桥台的 宽度可比下承式的小； 上承式美观，行车视野好； 在加固和改建道路时，上承式的要比下承式的容易。
钢桥的主要结构形式与受力特点
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。
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。
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。
胜利黄河大桥是我国修 建的第一座钢斜拉桥， 位于垦利县城东北侧。
大桥全长2817.46米，由主桥、南北引桥组成。主桥为5孔 跨径，主桥长682米，为新型钢箱斜拉索桥结构，用57段钢 箱梁连接而成，为连续双箱正交异性板钢斜拉桥，引桥为 跨径30米预应力混凝土箱梁，桥面宽19.5米。桥两端为造 型优雅的桥头堡和花园式绿化带。
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、钢桁架梁桥、钢箱梁桥与叠合梁桥
• 4.钢板梁桥的优缺点
钢板梁桥的优点是构造简单、制作容易，可整孔 运输，安装、维修和养护方便。当跨度小于40m时， 钢板梁桥比钢桁梁桥经济，但是与钢筋混凝土梁或 预应力钢筋混凝土梁相比，钢板梁造价高。因此， 只有在工期要求紧，场地受到限制的情况下才可考 虑采用钢板梁桥。
主要内容
• • • • 1.钢板梁桥的特点 2.钢桁架梁桥的特点 3.钢箱梁桥的特点 4.叠合梁桥的特点
• 2.叠合梁桥的构造特点
• • • • 截面为组合截面 截面刚度增大，减少用钢量 在活载作用下比全钢梁桥的噪音小 容易调整坡度和外超高
• 2.叠合梁桥的构造特点
• 为了保证钢梁与钢筋混凝土行车道板共同受力， 必须设置可靠的剪力传递器来传递梁在弯曲变 形中的错动剪力。
• 钢性剪力传递器
– 采用短型钢、如槽钢、角钢
• 2.钢箱梁桥的结构形式
单箱单室 钢箱梁
• 单箱单室钢箱梁桥用于宽度与跨径之比较小的桥梁
双箱双室 钢箱梁
• 双箱双室钢箱梁桥是钢箱梁桥中采用最多的梁桥结 构形式
• 2.1.钢箱梁桥的结构形式
单箱多室钢 箱梁
• 具有3个以上腹板的单箱多室钢箱梁桥，由于安装 不便，一般很少采用。 扁平钢箱
梁
• 扁平钢箱梁桥梁高与桥宽之比很小，主要用作吊 桥、斜拉桥、拱桥等的加劲梁，梁式桥很少采用。
主要内容
• • • • 1.钢板梁桥的特点 2.钢桁架梁桥的特点 3.钢箱梁桥的特点 4.叠合梁桥的特点
矮寨大桥
四、叠合梁桥的特点
• 1.概述
• 叠合梁桥也称为组合梁桥，是指采用剪力连接 件将钢板梁、钢箱梁、钢桁梁等钢构件和钢筋 混凝土构件结合起来共同工作的一种复合式结 构梁桥。 • 以往简支梁桥最多采用，近年来扩展到连续梁 桥、斜拉桥、悬索桥、系杆拱桥等多种复杂体 系。
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
30
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
31
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
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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
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抗剪器
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桥例：石家庄南二环钢箱公路桥
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李亚东：《桥梁工程概论》第六章
(完整版)钢桁梁
钢结构所用的钢材的特点：
1 较高的强度：抗拉强度 fu 和屈服点 f y 较高 2 足够的变形能力：塑性、韧性性能好 3 良好的加工性能：适合ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、热加工及可焊性
钢桥常用钢材：
A3q 16q 16Mnq 14MnNbq 15MnVNq NH35q-耐候钢
第二节 钢桁梁的组成部分及其作用
钢桁梁的组成：
1 桥面 2 桥面系 3 主桁架 4 联结系 5 制动撑架 6 支座。
1 桥面 桥面有明桥面和道碴桥面两种。是供
列车和行人走行的部分。 明桥面的组成： 钢轨、 护轨、 桥枕、 护木、 防爬角钢、 枕间板、 人行道等。
2 桥面系 桥面系包括：纵梁、横梁和纵梁间的联结系。 下承式桥和上承式桥桥面系的位置
6 支座
支座的3个作用。
第三节 钢桁梁内力分析的基本原理
钢桁梁的实际工作状况： 刚性节点的空间结构是高次静不定静结构。可采 用空间整体分析方法。
常用计算图式的假定-铰接平面结构： 将钢桁梁划分为若干个平面结构，铰接节点，每 个平面只承受作用于该平面内荷载的影响。
主应力与次应力
武汉长江大桥，即武汉长江一桥（以下为其一组局部照片）
第5章 下承式简支钢桁梁桥
内容： 第一节 概述 第二节 钢桁梁的主要组成部分 第三节 钢桁梁内力分析的基本原理
第一节 概述
铁： 纯铁：含碳量通常在0.008以下 生铁：含碳量通常在2.11%~5%，根据碳的
存在形式， 生铁分为白口铁（碳化物存在）和灰口 铁（石墨）
钢：含碳量通常在2.11%以下的合金。
平纵联作用：承受横向荷载（风力、离心力、摇摆力）； 横向支撑弦杆，减少弦杆面外自由长度
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一、钢桥所用的材料
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）
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）
桥梁钢与结构钢 钢号－碳素钢（A3，A3 15MnVN 等），现标准：GB/T1591－94 钢的工艺要求和使用要求－对钢的化学成分和机械性能的要求
➢ 焊缝主要有两种，即熔透的对 接焊缝和不熔透的角焊缝
➢ 焊接方法有自动焊、半自动焊
和手工焊。
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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。
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力学性能曲线
钢拉伸应力应变曲线
冲击值与温度关系曲线
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二、钢桥的连接
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整体
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
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
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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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第二节 钢板梁桥
一、常用的几种板梁桥 上承式板梁桥，下承式板梁桥，结合梁桥
1、上承式板梁桥 主要承重结构－两片工字截面的板梁 主梁之间的杆件联结－上平纵联 ，下平纵联 ，横联 明桥面－主要由桥枕、护木、正轨、护轨等组成 适用范围－当跨度小于40m左右时，钢板梁桥比钢桁 梁桥经济，因此，小跨度的钢桥常用板梁桥。上承式 板梁桥的构造较简单，钢料也较省，可以整孔装运， 整孔架设，因此，它是用得最多的一种钢板梁桥。
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。
扭矩法拧紧工艺 栓焊钢桥
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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
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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
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
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上承式板梁桥组成及横断面图
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32米全焊钢粱构造
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2、下承式板梁
主要承重结构－两片工字截面的板梁 联结系－设下平纵联，无上平纵联和横联，但加设肱板 桥面系－纵梁和横梁 桥面－不是搁置在主梁上，而是搁置在纵梁上。 特点－建筑高度h（自轨底至梁底）小，用料较多，制造
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长垣东明黄河铁路大桥
该桥全长10.3公里，为9孔96m简支钢桁梁和一联4×108.0m连续
钢桁梁及一联3×108.0m连续钢桁梁，全长1634.21m，仅用二十 个月全部建成，平均和每月成桥500米，创造了国内高速建桥的纪 录。此桥也是亚洲最长的大桥，1985年建成。
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也费工。
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下承式板梁桥组成及横断面图
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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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
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
钉头。
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焊接
➢ 第二次世界大战后，在钢梁制 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，且可改善工人 工作环境，但在野外高空作业 时受到一定的限制。
➢ 焊接指用电焊机等设备通过电 能将被焊钢材和焊接材料熔化， 形成一条焊缝把两个部件连接 在一起。
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孙口黄河大桥
该桥是京九铁路重要工程之一，四联4×108米双线铁路钢桁梁，
全长1,735.2米，用钢13,600吨，主桁采用三角形桁架，上、下弦 杆和支点处斜杆采用箱形截面，其余斜腹杆为工字形截面。该桥 系中国首次采用整体节点构造，1997年建成
2020年5月19日
李亚东：《桥梁工程概论》第六章
– 化学成分－合金元素：碳、锰、硅等，有害杂质：硫、磷等， 表6－1，对钢的可焊性的一种评估
– 机械（力学）性能 拉伸试验（屈服点、延伸率、抗拉强度） 冷弯试验：工艺指标和质量指标 冲击试验：夏比（V形缺口）试件，钢桥抗脆断性能 疲劳试验 （与构造有关）
2020年5月19日
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