第八章 钢板梁桥
钢板梁桥设计课程设计
钢板梁桥设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习钢板梁桥的设计，让学生掌握钢板梁桥的基本理论知识，了解钢板梁桥的设计原理和流程，培养学生运用力学知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：a.掌握钢板梁桥的基本概念、结构和类型。
b.理解钢板梁桥的设计原理和计算方法。
c.熟悉钢板梁桥的施工技术和验收标准。
2.技能目标：a.能运用力学知识分析和解决钢板梁桥设计中的问题。
b.具备钢板梁桥设计的基本能力，能独立完成钢板梁桥的设计计算。
c.能撰写钢板梁桥设计报告，对设计方案进行评价和优化。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生对钢板梁桥工程事业的热爱和敬业精神。
b.增强学生的团队合作意识和沟通协调能力。
c.培养学生关注交通安全，提高社会责任感和职业道德。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括钢板梁桥的基本理论、设计原理、计算方法和施工技术等方面。
具体安排如下：1.钢板梁桥的基本理论：介绍钢板梁桥的定义、结构和类型，使学生了解钢板梁桥的基本组成和功能。
2.钢板梁桥的设计原理：讲解钢板梁桥的设计流程、计算方法和注意事项，培养学生运用力学知识解决实际问题的能力。
3.钢板梁桥的计算方法：教授钢板梁桥截面尺寸、材料选择和内力计算等方面的方法，让学生掌握钢板梁桥设计的核心技术。
4.钢板梁桥的施工技术：介绍钢板梁桥的施工工艺、质量控制和验收标准，提高学生的实际操作能力。
5.钢板梁桥设计实践：学生进行钢板梁桥设计实践，培养学生的动手能力和创新意识。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、讨论法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解钢板梁桥的基本理论、设计原理和计算方法，使学生掌握钢板梁桥的设计基础知识。
2.案例分析法：分析实际工程案例，使学生了解钢板梁桥设计的具体问题和解决方案。
3.讨论法：学生进行课堂讨论，培养学生的思考能力和团队合作意识。
4.实验法：安排钢板梁桥设计实验，让学生动手操作，提高实际操作能力。
第八章 桥梁施工控制测量解读
l
设钢梁的长度为l，其制造限差为1/5000， 支座的安装限差为δ，则桥轴线长度中误 差为： 单跨：
1 l 2 ml 2 5000
2
当桥梁为N 跨时，则桥轴线长度L的中误差为
mL
2 ml1
2 ml2
2 ml N
当桥梁为N 跨且每跨相等时，则桥轴线长度L 的中误差为
方法二：调整切线方向，使转向角恢复到原设计值 整个桥梁布设在始端缓和曲线－圆曲线－末端缓和曲 线区间内，或回头曲线转向角在180°左右时，如果桥 梁前后相邻曲线没有施工或无重大建筑物，可以调整 切线方向，使转向角恢复到原设计值，以保证桥梁原 设计不变。
第九章：桥梁下部结构施工测量
桥梁施工测量中，主要的工作是准确地测设出 桥梁墩、台的中心位置，即所谓的墩、台中心 定位，简称墩台定位。
B
βi
C
B C 根据控制点坐标和墩台坐标，反 算交会放样元素αi、βi ，在相应 P2 控制点上安置仪器并后视另一已 P P1 γ 知控制点，分别测设水平角 αi、 P3 βi ，得到两条视线的交点，从而 A 确定墩台中心的位置。 D
i
A
αi
D
图 6前方交会示意图
图 6示误三角形示意图
二、桥梁施工高程控制测量
各水准点应沿桥轴线两侧以400 m左右的间距 均匀布设，并构成连续水准环。 • 水准点应与相邻的线路水准点联测，以保证桥 梁与相邻线路在高程位置上的正确衔接。 • 水准测量的等级、精度、限差应符合相应的规 定。 为了便于施工放样，可根据实际需要在施工地 点附近设立若干个施工水准点。
水平角观测测回数应符合规定
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
桥梁上部结构主要施工方法和施工流程图
第八章上部结构、桥面系主要施工方法和施工流程第一节主桥支座、拱脚安装一、主桥支座安装完成主桥墩身、桥墩盖板盖梁砼浇注、待砼强度达到要求后，经测量验收，在盖板盖梁上进行主桥拱脚下支座安装。
上道工序盖板盖梁施工时，在盖板盖梁上支座安装位置使用直径φ10cm长度根据支座预埋螺栓长度的PC塑料管预留安装支座地脚螺栓的预留孔。
盖板盖梁浇注完成混凝土，强度达到要求后对主桥拱脚下支座进行安装。
支座在供应商在场的情况下，按设计要求及参数对支座进行全面的检查，以验证支座的各项技术参数。
支座检验完成后，使支座复位到支座安装状态（正确位置应使支座前后、左右滑动量相等，固定支座应在支座的正中心）并临时锁紧、固结。
使用软绳吊装支座至盖板盖梁上，支座地脚螺栓安放到PC塑料管预留孔内，精调支座标高、里程等坐标参数，附合设计要求后，临时固接支座并在原PC塑料管预留孔内浇注砼，待砼达到强度后，再次对支座进行复测，测量时间及温度按设计要求进行，支座的复测工作至少进行三天，并在当天温度相对稳定、太阳没有出来以前进行测量工作。
测量所得数据用以评估墩身、支座在一定温度下的变化状况，为后续的主拱肋拼装，合龙、主拱肋监控提供必要的技术资料。
二、拱脚安装主桥主拱肋拱脚的安装精度是主拱肋起拱精度的基础，直接关系到两片拱肋间距、拱肋跨径的精度，拱脚安装精度是我们对拱脚安装最为关注的。
拱脚是采用钢板制作焊接成扁形八面体结构，内捆扎钢筋、浇注混凝土形成，整体吊装重量约10t，吊装使用缆索吊机或者吊车完成。
拱脚钢结构箱体安装完成后，在拱脚箱体内按设计要求捆扎钢筋，浇注混凝土。
待混凝土强度达到要求后，须再次对主拱肋拱脚段轴线进行复测，这时如拱肋轴线发生变化，可解除拱脚的临时固接，调节拱脚与支座的连结螺栓，主拱肋拱脚段轴线附合要求，锁紧支座与拱脚连结螺栓，恢复拱脚与盖板盖梁的临时固接，至此完成拱脚安装。
端横梁是主桥左右幅拱脚连联系构件，拱脚全部安装完成后，才能对端横梁混凝土的浇注。
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。
桥梁施工技术08-第八章 悬臂施工法
随着桥梁事业的发展，尤其近年来采用悬臂施工法在国内外大 跨径预应力砼桥梁中得到广泛采用。据资料统计，国内外1952 年以来l00m以上大跨径桥梁中，采用悬臂浇筑法施工占80％左 右，采用悬臂拼装法施工占7％左右。
一、悬臂施工法特点
1.预应力砼连续梁及悬臂梁桥采用悬臂施工时需进行体系转换， 即在悬臂施工时，梁墩采取临时固结，结构为T形刚构，合拢 前，撤消梁墩临时固结，结构呈悬臂梁受力状态，待结构合拢 后形成连续梁体系。设计时应对施工状态进行配束验算。
2.桥跨间不需搭设支架，施工不影响桥下通航或行车。施工过 程中，施工机具和人员等重力均全部由已建梁段承受，随着施 工的进展，悬臂逐渐延伸，机具设备也逐步移至梁端，无需用 支架作支撑。所以悬臂施工法可应用于通航河流及跨线立交大 跨径桥梁。
我国1964年在河南汤阴县，汤阴至濮阳原窄轨铁路线上修建了 五陵卫河桥，采用悬臂拼装法施工，跨度为25m+50m+25m的T 型刚构桥，于1965年4月建成通车，这是我国首次采用悬臂拼装 法建成的预应力砼T型刚构桥。1968年底建成了柳州桥，跨越广 西 省 柳 江 ， 桥 跨 为 45.19m+66.71m+120m+124m+52.29m 国 内 首 次采用悬臂浇筑法施工。
(三)悬臂浇筑法与悬臂拼装法的比较
1.施工进度方面 悬臂浇筑时，砼中加入早强剂，每节段施工周期通常5～7天。 悬臂拼装施工时，预制节段可以在进行桥梁下部结构的同时进
行，拼装时仅占用吊装定位、环氧胶粘贴和穿束张拉等工序。 一个节段拼装时间仅1～1.5天。 悬臂拼装速度比悬臂浇筑要快得多，适合于快速施工。 2.结构整体性方面 悬臂浇筑法施工时，因梁体钢筋采用焊接相连，已建梁体表面 砼凿毛等处理，结构整体性较好。
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）；
钢板梁桥钢桁架梁桥钢箱梁桥与叠合梁桥ppt课件
• 支撑主梁上翼缘，保证其稳定性 • 起横联作用 • 减少或防止主梁偏斜
9
• 3.主梁的受力分析
板梁桥实际上是一个空间结构，主要承受竖向荷 载（恒载和活载）和横向荷载（包括横向风力、列 车摇摆力、在弯道上还有离心力），将桥跨结构划 分为若干个平面结构，如主梁平面。平纵联、横联 等，认为竖向荷载只由主梁承受，横向荷载由平纵 联承受。
布置
双重腹杆形桁架
21
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
南京长江二桥
22
三、钢箱梁桥的特点
• 1.钢箱梁桥的概述
• 钢箱梁桥是型截面梁或箱型梁。
• 箱型梁不但可做为梁式桥的主梁形式，而且是 其他大跨度桥梁，如悬索桥、斜拉桥所经常采 用的主梁形式。
联结系将两片主梁在水平纵向和横向分别联 成一体形成一个稳定的空间结构，平纵联还 能传递桥跨结构的横向荷载。
7
• 2.2下承式钢板梁桥基本构造及功能
• 下承式钢板梁桥上部结构主要有
• 主梁 • 联结系 • 桥面 • 支座
8
• 下承式钢板梁桥上部结构
• 主要承重结构 • 下翼缘设水平纵联，因列车穿过两片主梁，无
钢板梁桥是指由钢板焊接、栓接或铆接，形成实 腹式钢梁作为主要承重结构的桥梁，截面多为工字 型。
• 2.钢板梁桥的类型及构造特点
按桥面位置不同 • 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
4
• 2.1上承式钢板梁桥的基本构造和及功能
• 上承式钢板梁桥上部结构主要有
第八章其他桥型悬索桥
2019/11/15
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
23
施工
施工顺序－锚碇、桥塔、大缆、吊索、加劲梁、桥面 锚碇－基础施工 桥塔－混凝土：滑模施工；钢：拼装连接 大缆－空中送丝法，预制平行丝股法
空中送丝法：空中编制大缆，猫道等设备，调丝、调股、紧 缆、缠缆等工序
预制平行丝股法：丝股工厂制造，工地就位形成大缆
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
明 石 海 峡 大 桥
11
鞍座
主鞍：支承大缆，传递竖向力的构造，鞍座与大缆 之间不允许出现相对滑移
副鞍：设置在锚碇的前端（靠水一侧），调节大缆 进入锚碇的角度
展束鞍（散束鞍）或展束套：设置在锚碇之内，在 大缆从扎紧状态到散开状态之处
2019/11/15
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
2019/11/15
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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2019/11/15
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
2
中外悬索桥
2019/11/15
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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悬索桥的组成部分及构造
悬索桥主要组成部分
构造变化
在跨中将主缆与加劲梁直接连在一起（减小竖向变位和增大 扭转刚度）
交叉吊索，竖吊索与斜吊索混合使用 独塔，或独缆
2019/11/15
桁架式－适应双层桥面，适合于交通量较大的或公铁两用的 悬索桥，梁较高
流线型箱钢梁 抗风性能好（风嘴）； 抗扭刚度大； 节省材料（正交异性桥面板和横向静风压力小）； 建筑高度小，3－4m
2019/11/15
李亚东：《桥梁工程概论》第八章
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加劲梁构造
2019/11/15
第2章 钢板梁桥
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
③加劲肋 为了保证腹板的局部稳定，常需设置加劲肋（端加劲肋、 中间加劲肋、水平加劲肋）。
加劲肋的构造要求： a.保证主梁的腹板稳定，腹板的两侧常需设置竖向加劲 肋，当腹板较高时，有时还需加水平加劲肋;
b.竖向加劲肋是采用一对板条 用角焊缝对称地焊连于腹板的两 侧，焊缝的两端至翼缘角焊缝的 距离，不小于80mm；加劲肋与 上翼缘相连的焊缝，其端头至翼 缘角焊缝的距离，应不小于 50mm，以免焊缝相距太近而降 低了该处的疲劳强度(见右图所示)
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。
桥梁工程
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
e.加劲肋应用半自动焊与腹板相连，不应采用手工焊，以 免降低焊接质量;
f.端加劲肋既是端部横联的一部分，它还要传递板梁桥的支 承反力。因此，端加劲肋上端应与上翼缘顶紧焊牢，下端应
磨光顶紧并与下翼缘焊牢(见图所示)。
上承式钢板梁桥
石家庄铁道学院毕业设计单线铁路简支钢板梁桥设计计算2010 届工程力学系专业工程力学专业学号 ********学生姓名饶欣指导教师任剑莹目录第1章、绪论 ................................... 错误!未定义书签。
1.1 国外钢桥发展概述............................... 错误!未定义书签。
1.2 中国铁路钢桥的发展概况......................... 错误!未定义书签。
1.3 钢板梁桥的介绍................................. 错误!未定义书签。
1.4 钢板梁桥的特点................................. 错误!未定义书签。
1.5 钢板梁桥的历史................................. 错误!未定义书签。
1.6 钢板梁桥的结构形式和组成....................... 错误!未定义书签。
第2章、主梁设计 ................................... 错误!未定义书签。
2.1 设计介绍....................................... 错误!未定义书签。
2.2 主梁截面尺寸选择原则及相关公式................. 错误!未定义书签。
2.3 竖向荷载....................................... 错误!未定义书签。
2.4 内力计算及截面拟定............................. 错误!未定义书签。
2.5 验算挠度....................................... 错误!未定义书签。
2.6 恒载修正....................................... 错误!未定义书签。
钢板梁桥设计例(日本例题)
3、初步设计：
(1)主梁及其他的间距
主梁间隔由桥面板的跨径决定。主梁间隔大，桥面板增厚，会 导致恒载的增加；主梁间隔小，会导致主梁根数的增加。
(2)横梁(横联)的间距
(3)平纵联的间距
(4)竖向加劲肋的间距
(5)断面变化的位置
(6)主梁联结的位置 主梁在工厂制作，然后运到工地组装。因此首先要将主梁分段。一般道路为12米一段。 现场联结位置要在强度有富余的位置处进行，要避开跨中位置。而且要在竖向加劲肋的 中央位置处联结。
sa 140 N / mm 2
因此：C1 0.8001；C2 0.01055 d C1 M 3.95 107 0.8001 159mm b 1000
假定桥面板厚202mm，保护层为40mm,则如下图所示： 实际有效高d=162mm,比159mm大，安全。
As C2 M b 0.01055 3.95 107 1000 2097mm 2 选用D19，按125mm间距配置，则每延米As 2292mm 2＞2097mm 2 压缩侧钢筋按D19钢筋隔一根配一根配置。 净保护层 40 19 / 2 30.5mm＞30mm。
钢板梁桥的设计
跨径在10~25米的梁桥，采用单一成形的H型钢就行。超过此跨径的桥梁，单 一构件不再适用，而需要采用由适当尺寸的钢板组合而成的钢板梁。其断面形式 有：Ⅰ形断面、π形断面、箱形断面等。这里以最基本的Ⅰ形断面为例，讲解简 支钢板梁桥的计算。
计算要点
主梁断面的设计----根据设计弯矩假定断面尺寸，计算 此断面的弯曲应力、剪应力，重新 确定断面； 主梁的断面变化----知道断面变化的原因，了解断面变 化和抵抗弯矩； 主梁的联接----------着眼于母材的应力分布，用高强螺 栓、摩擦结合方式进行设计； 加劲肋的设计--------知道加劲肋的意义，将其作为“柱” 进行长细比的计算，根据支持反力 可以决定断面尺寸。
组合钢板梁桥的结构设计与施工方法
SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.
上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司
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总体布置
2.主要设计参数（双主梁）
小横梁结构尺寸参数 大横梁结构尺寸参数
梁高：
钢梁梁高与跨度之比（高跨比）通常在1/24-1/28的范围。跨度大 于50m时，接近于1/28；跨度小于50m时，高跨比随跨度减小而增 加，在跨度30m左右时高跨比接近1/24。 对于超过两跨的变断面梁，高跨比跨中约为1/36、中间支点处约 为1/24。 上述高跨比适合于桥宽在12m左右的桥梁，当桥面宽度增加时梁 高应该适当增加，反之梁高可以适当减小。
总体布置
等高梁
等高粱是组合钢板梁桥最常见的结构形式： 工厂化制造的最经济结构形式； 方便钢梁的运输与安装施工，尤其采用 顶推法施工时； 在边跨较短的情况下，也可以采用端部 变高梁，梁端梁高可以减少到中跨梁高的 2/3左右。
上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司
SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.
横梁立面布置：桥面双向坡时，横梁沿横桥向对称水平设置；桥面单向坡时，横梁 可水平设置（制造、连接简单）；当梁高较低或道路横坡较大时，横梁顺横坡方向设置 （提供足够空间供桥面板滑模现浇与钢梁维护之用）。
组合钢板梁桥设计及计算总结
一、组合钢板梁桥—主要内容1、组合梁与非组合梁在力学上的相异点2、组合钢板梁的分类及其特点3、组合钢板梁桥的现状及其发展4、钢板梁5、钢板梁6、梁与混凝土桥面板的连接7、连续组合钢板梁桥二、组合梁与非组合梁组合梁与非组合梁在力学上的相异点图1组合梁与非组合梁的截面力三、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。
四、组合梁连接刚度分类刚性组合梁：梁板接合面上使用的是刚性连接件，两者间不发生相对滑移，截面应变变化连续，平截面假定成立，计算比较简单。
弹性组合梁：梁板接合面上使用的是弹性连接件，允许两者间发生一定程度的相对滑移，截面应变变化不连续，计算比较复杂。
柔性组合梁：梁板接合面上使用的是柔性连接件，允许两者间发生相当程度的相对滑移，截面应变变化不连续，计算比较复杂。
图3 刚度不同时相对滑移量的分布五、组合梁的施工方法分类活荷载组合梁：不用脚手架施工、直接在钢梁上拼装模板、浇筑混凝土桥面板时，钢梁及其桥面板等前期死荷载由钢梁承担，而路面铺装等比较小的后期死荷载由混凝土桥面板已经硬化的组合梁承担，即承担后期死荷载及其活荷载的组合梁。
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。
图4 组合梁承重按施工分类六、组合梁结构体系分类简支组合梁：简支组合梁的钢梁下翼缘承受拉应力，而混凝土桥面板可以设计成仅仅承受压应力，完全没有拉应力作用。
连续组合梁：连续组合梁在桥墩上受到很大的负弯矩作用，其桥面板如何承受拉应力、防止发生有害裂缝是一个未完全解决的课题。
七、组合钢板梁桥的现状与发展非组合钢板梁桥：横撑、竖撑，加劲肋等辅助构件很多图5 非组合钢板梁桥的承重体系组合钢板梁桥—欧洲设计上的变迁采用预应力混凝土桥面板，减少主梁根数；不设或少设横撑、腹板加劲肋；维护容易，造价大幅度降低。
钢梁的制造和架设方法及案例分析
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，A3q等），现标准：GB700－88
低合金钢（16Mn, 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
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
钢梁的制造和架设方法及案 例分析
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。
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）
《桥梁工程》第八章
3
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
《桥梁工程》第八章
4
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
钉头。
《桥梁工程》第八章
5
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。
简支钢板梁桥课程设计
简支钢板梁桥课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解简支钢板梁桥的基本结构特点，掌握其设计原理和计算方法。
2. 学生能掌握桥梁工程中相关术语和概念，了解简支钢板梁桥的施工工艺及注意事项。
3. 学生能了解桥梁工程在国民经济和交通运输中的重要性，认识到桥梁设计与施工的技术要求。
技能目标：1. 学生具备运用力学原理对简支钢板梁桥进行受力分析和计算的能力。
2. 学生能够根据实际工程需求，设计出符合规范和功能要求的简支钢板梁桥。
3. 学生通过课程学习，能够运用专业软件或手工绘图，完成简支钢板梁桥的设计图纸。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对桥梁工程事业的热爱，增强对工程质量和安全的责任感。
2. 学生通过学习简支钢板梁桥设计，培养团队协作精神和沟通能力，提高解决问题的能力。
3. 学生在学习过程中，树立正确的人生观和价值观，认识到科学技术对社会发展的推动作用。
课程性质：本课程为工程专业实践课程，旨在通过简支钢板梁桥设计，提高学生的理论知识和实践技能。
学生特点：学生具备一定的力学基础和桥梁工程知识，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求：教师需结合理论知识与实践操作，引导学生运用所学知识解决实际问题，培养学生的创新意识和实践能力。
在教学过程中，注重培养学生的团队合作精神和沟通能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。
通过课程目标的实现，为学生未来从事桥梁工程设计和管理奠定基础。
二、教学内容1. 简支钢板梁桥结构特点及设计原理- 桥梁工程概述- 简支钢板梁桥结构组成及受力特点- 设计原理及计算方法2. 简支钢板梁桥施工工艺及注意事项- 施工工艺流程- 施工中的质量控制要点- 施工安全注意事项3. 简支钢板梁桥受力分析及计算- 钢板梁桥荷载分析- 受力计算方法- 稳定性和强度计算4. 简支钢板梁桥设计及绘图- 设计依据和规范- 设计步骤和方法- 设计图纸绘制5. 桥梁工程案例分析与讨论- 典型简支钢板梁桥工程案例介绍- 案例分析及讨论- 学生设计作品展示与评价教学内容安排与进度：第1周：简支钢板梁桥结构特点及设计原理第2周：简支钢板梁桥施工工艺及注意事项第3周：简支钢板梁桥受力分析及计算第4周：简支钢板梁桥设计及绘图第5周：桥梁工程案例分析与讨论教学内容与教材关联性：本教学内容与教材中桥梁工程章节紧密相关，结合教材内容，系统讲解简支钢板梁桥的设计与施工，使学生能够掌握桥梁工程的基本知识和实践技能。
钢板梁桥设计例
钢板梁桥的设计（中国）
力，由规范查得；
钢材的轴向受压容许应轴的回转半径；为绕，其中查表，见下图中用阴影线表每侧宽板的面积加劲肋和加劲肋两侧肋座反力或集中荷载；
支承加劲肋所承受的支面内的稳定性：加劲肋在垂直于肋板平或焊连铆接梁缘顶紧支承处应磨光并与下翼向加劲肋，又称支承加集中处应设置成对的竖4-3-1/)15()(z z w w z z i i h t σ-=
进行间距；，按式，同时取肋板全高板段中点处的剪力进行线性插值，求得各个板段，由例的划分成如图所示，将半跨主梁m t a mm V m a w i ⎭⎬⎫
⎩⎨⎧==2950min 42τ板段编号12
的要求。
，满足《公路桥规》连接。
竖向加劲肋切出，而且与主梁受拉翼缘及肋板采用半自动焊接。
竖向加劲肋与主梁受，厚度为肋宽度为如图所示。
取竖向加劲）肋板加劲肋的设计
1
1)86025(1284-JTJ mm mm
2121802140⨯+⨯⨯=得几何特性为：外的稳定性：
支承加劲肋在肋板平面所示）
翼缘顶紧焊接。
（如图，肢厚度等于寸为肢宽等于A mm。
08钢板梁桥
6
第一节 钢板梁桥的组成与总体设计
不同主梁间距和桥宽的跨中弯矩
桥宽41.5m跨中弯矩 120 100 弯矩(MN-m) 80 60 40 20 0 0 20 40 跨径(m) 60 80 100 b=2.0 b=2.5 b=3.0 b=3.5
120 100 弯矩(MN-m) 80 60 40 20 0 0 20 40 跨径(m) 60 80 100 梁宽3.5m跨中弯矩
注意：钢板梁桥，腹板厚度多数由稳定控制设计，采用加劲肋设计可以有效的 减小腹板厚度，当跨径小于40m时，腹板厚度一般为9~12mm
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6. 钢主梁 梁高 简支组合梁桥的梁高h通常为L/15~L/25（L为跨径） 连续组合梁桥的梁高h可以适当减小，L/20~L/30。 活载越大，要求的梁高越高 跨径越大，梁高与跨径之比h/L可以小一些
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第一节 钢板梁桥的组成与总体设计 —断面布置 公路桥—钢桥面板：主梁由受力控制
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第一节 钢板梁桥的组成与总体设计 —断面布置 铁路桥
上承板梁
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第二节 主梁
主梁内力与承载力
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第二节 主梁
钢板梁桥翼缘板截面变化数量和位置
基准长度l(m) l<15 15≦l<25 25≦l<35 35≦l<45 35≦l<55 简支梁或连续梁正弯矩区段 截面数量n X1 X2 X3 1~2 2 3 4 5 0.167l 0.167l 0.109l 0.081l 0.065l － － 0.239l 0.172l 0.136l － － － 0.282l 0.215l X4 － － － － 0.310l 连续梁负弯矩区段 截面数量n 2~3 4 － － －
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第八章 钢板梁桥
桥梁工程
(3)建筑高度决定最大梁高 hmax
(4)选取梁高的原则：
h hmin ≤实际梁高 h ≤ hmax 且应接近 e
3.主梁中心距
我国铁路随着火车提速，为了保证上承式板梁桥横向刚 度、倾覆稳定性；规范规定：标准设计两主梁中心距不小于 计算跨度的1/15，且不小于2.2m；
第八章 钢板梁桥
度，以避免不必要的拼接或裁切； ④应使桥跨的建筑高度(从轨底至梁底的高度)尽可能的减
小； ⑤应使全梁的总尺寸在运输限界之内； ⑥为便于工厂制造，跨度相近的板梁(例如20m和24m的板
梁)，可以采用相同的腹板宽度。
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
主梁高度具体确定如下：
(1)经济高度：he =
αM
[σ w ]δ f
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
c.主梁上翼缘直接承受桥枕的压力，因此，加劲肋的上 端，常与上翼缘顶紧，以达到支承翼缘板的作用;在横联 处，加劲肋还是横联的一个组成部分，受力较大，加劲肋的 上端可与上翼缘焊牢，见下图所示。
第八章 钢板梁桥
d.加劲肋的下端无需 要与下翼缘顶紧，更不应 与下翼缘焊连，这是由于 手工焊缝对受拉的翼缘板 的疲劳强度影响甚大的缘 故。在工厂制造时虽已顶 紧，见右图所示，行车 后，加劲肋的下端与下翼 缘之间仍产生缝隙，不能 达到顶紧的目的;
②动力系数、运营动力系数的确定；
动力系数：1
+
μ
=
1
+
28 40 +
L
运营动力系数
1+ μf
= 1 + 18 40 + L
其中：L为主梁跨度（m）。
③计算每片主梁所受活载强度 k (1 + μ) ；k(1 + μ f )
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
(3)主梁内力计算 主梁的内力计算，按影响线面积法分别求出各截面因恒 载和活载产生的M和V的最大值，然后进行内力组合，即得梁 的计算内力；
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
主要内容：
(1)钢板梁桥的分类情况 (2)上承式板梁桥和下承式板梁桥结构形式、构造 (3)板梁桥的设计计算
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
第一节 钢板梁桥的组成和构造
一、钢板梁桥的分类
1.从行车方式分：上承式板梁和下承式板梁； 从连接方式 ：铆接板梁、全焊板梁和栓焊板梁。
2.铁路钢板梁标准设计： 上承式钢板梁跨度为24m、32m，是全焊梁设计；
(1)主梁平面：承受竖向荷载。
(2)上平纵联平面：承受列车、桥面、主梁上半部所受的风 力和列车摇摆力；其计算简图为两端简支的桁架梁。
(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
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
③加劲肋 为了保证腹板的局部稳定，常需设置加劲肋（端加劲 肋、中间加劲肋、水平加劲肋）。 加劲肋的构造要求： a.保证主梁的腹板稳定，腹板的两侧常需设置竖向加劲 肋，当腹板较高时，有时还需加水平加劲肋;
b.竖向加劲肋是采用一对板 条用角焊缝对称地焊连于腹板的 两侧，焊缝的两端至翼缘角焊缝 的距离，不小于80mm；加劲肋与 上翼缘相连的焊缝，其端头至翼 缘角焊缝的距离，应不小于 50mm，以免焊缝相距太近而降低 了该处的疲劳强度(见右图所示)
桥梁工程
(三)上承式钢板梁桥主要尺寸的拟定
主要尺寸：计算跨度、主梁高度、主梁中心距。 1.计算跨度 《铁桥规》中梁桥计算跨度标准值为： （4、5、6、8、10、12、16）+0.5m、 （20、24、32、40）+0.6m、 （48、56、64、80、96）+1.1m、 （112、128、144、160m）+1.5m共20种。
桥梁工程
桥面
包括 ①桥枕：与主梁上翼缘用钩螺栓扣紧，桥枕间的净距，
不宜超过21cm。 ②护木：置于桥枕两端，用螺栓连于桥枕，固定桥枕距
离。 ③正轨 ④护轨：桥面上除正轨外，还设有护轨。护轨两端应延
伸到桥台以外一段距离，并弯向轨道中心。其作用就是当列 车掉道后，用以控制车轮前进的方向，避免发生翻车事故。 其结构见下面的两图所示。
适用范围：适用于线路标高不宜提高，桥下又要求 一定净空即建筑高度受限的情况。
第八章 钢板梁桥
第二节 上承式板梁桥设计计算
桥梁工程
主讲内容： (1)上承式钢板梁桥的设计荷载; (2)设计计算的简化方法； (3)上承式钢板梁桥的基本计算（包括主要尺
寸的拟定、主梁基本计算原理）。 (一)设计荷载的组成
（1）竖向荷载 竖向荷载包括：恒载和活载
桥梁工程
上承式板梁主梁、部分联结系
第ห้องสมุดไป่ตู้章 钢板梁桥
桥梁工程
上承式板梁分解几个平面主梁、上平纵联、下平纵联
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
上承式板梁桥面的组成
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
上承式板梁桥面（桥枕、正轨、护轨、钩螺栓、护木）
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
上承式板梁桥面的钩螺栓与主梁的连接 主梁竖向加劲肋与主梁上翼缘和腹板的连接
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
上承式板梁主梁竖向加劲肋与主梁下翼缘和腹板的连接
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
上承式板梁主梁的竖向和水平加劲肋与翼缘和腹板连接 上平纵联与主梁的连接
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
上承式板梁主梁中间加劲肋与下翼缘连接、端加劲肋与下翼
缘连接、端横联与下翼缘连接、顶梁的构造、顶梁与主梁的连接
；
③计算每片主梁所受恒载每延米重 p = ( p1 + p2 )/ 2
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
(2)活载强度
①确定k；沿梁选取若干截面，按各截面影响线顶点位置
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）；
其中板梁桥计算跨度的标准值是20、24、32、40m等。
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
2.主梁高度h 主梁高度根据下列条件来决定： ①使用钢量最省； ②主梁的竖向刚度(跨中挠度)应满足《铁路桥梁钢结构设 计规范》(TB10002.2-2005)所提的要求； ③在可能的条件下，应使腹板宽度等于最常轧制的钢板宽
40m的是栓焊梁设计； 下承式栓焊钢板梁跨度为20m、24m、32m、40m四 种。
¾ 简支钢板梁桥的经济跨径一般在40m以下,连续钢板梁 桥的经济跨径可以达到60m 。
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
第一节 钢板梁桥的组成和构造
二、上承式板梁桥和下承式板梁桥组成
桥梁的上部结构包括：桥面、道桥结构（桥面系）、
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
2.主梁截面选择
(1)选择梁高 h ：按前面原则和方法;
(2)确定腹板高度 h f 、厚度 δ f 根据① h f 腹板的高度一般比梁高小8～12cm；
② δ f 厚度应符合规范最小值规定（规定：钢梁的主 要构件所用钢板不宜小于10mm，以免锈蚀后对截面的削弱过 大； 对跨度大于16mm的焊接板梁， δ f 厚度不宜小于 12mm，以免减小焊接引起的变形）。
第八章 钢板梁桥
（2）横向荷载 横向荷载包括：风力、列车摇摆 力、在弯道桥上的离心力
(二)简化计算方法
上承式板梁桥由主梁、桥面、联结 系组成的空间结构，见右图所 示，在荷载作用下，桥跨结构整 体受力。
桥梁工程
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
在设计实践中，通常采用简化的计算方法，即把桥跨结 构划分为若干个平面结构，每个平面结构只承受作用在该 平面内的荷载。具体简化如下：
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.横联的位置，应与竖向加劲肋的布置一起考虑，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
桥面：桥枕、正轨、护 轨、护木、钩螺栓组成， 构造同上承式板梁；
桥梁工程
第八章 钢板梁桥
联接系：仅有下平纵联， 构造同上承式板梁；
桥梁工程
下承式板梁 桥面系结构和下平纵联
第八章 钢板梁桥 （4）下承式板梁桥特点及适用范围
桥梁工程
特点：与上承式钢板梁桥相比，增加了桥面系，制 造费料、费工；桥宽大，无法整孔运送，增加了装运 与架桥的工作量。
桥梁工程
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
e.加劲肋应用半自动焊与腹板相连，不应采用手工焊，以 免降低焊接质量;
f.端加劲肋既是端部横联的一部分，它还要传递板梁桥的 支承反力。因此，端加劲肋上端应与上翼缘顶紧焊牢，下端 应磨光顶紧并与下翼缘焊牢(见图所示)。
第八章 钢板梁桥
平纵联端部连接结构要求
a.平纵联杆件端部的节 点板，可与上翼缘焊连,见 右图所示，但不应与受拉 翼缘焊连，这是由于受拉 翼缘的疲劳强度受焊接影 响较大的缘故。
桥梁工程
(四)主梁计算