第五章 钢桁架桥
钢桁架桥的结构设计与分析
钢桁架桥的结构设计与分析1、概述钢桁架桥以其跨越能力强、施工速度快、承载能力强、耐久性好普遍应用于铁路桥梁。
长期以来，由于钢材价格高，材料养护费用高，钢桁架桥梁在公路领域应用较少。
近年来，随着我国炼钢水平的提高，国产的钢材品质已经完全能满足结构安全的需要，同时随着钢结构防腐技术的提高，钢结构桥梁越来越多的在公路工程领域得到应用。
相比较我国当前100m左右中等跨径常用的桥型如连续梁、系杆拱、矮塔斜拉桥等结构，钢桁架桥梁虽然建筑成本高，但刨去成本控制的因素，钢桁架桥具有以下的几点优越性：1.建筑高度低，由于钢桁架结构主桁主要由拉杆和压杆构成，对杆件界面的抗弯刚度要求不大，因此钢桁架的建筑高度由横梁控制，在桥梁宽度不是非常大时可极大的降低桥梁建筑高度，尤其适用于对桥梁建筑高度有严格限制的桥梁；2.施工周期短，速度快。
钢桁架施工可在工厂制作杆件，运到现场拼装成桥，可采用顶推和支架拼装等方法，这使它在很多工期较紧的工程（如重要道路的桥梁改建）和跨越重要道路的跨线桥上成为桥型首选之一；3.随着钢结构防腐技术的提高，钢桁架桥的耐久性大为提高，同时钢材作为延性材料，结构安全性较混凝土桥梁高。
正因为钢桁架桥梁的这几方面的优点，桁架桥梁成为特定条件下的经济而合理的桥型选择。
2、结构设计公路桥位于江苏省境内，正交跨越京杭大运河，河口宽95m，通航净空要求90x7m，桥梁主跨采用97m，由于桥梁中心至桥头平交处距离仅140余米，若采用其他结构纵坡将达到5%以上，经综合考虑，主桥采用97m下承式钢桁架结构。
2.1主桁主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系，节间长度5.35m，主桁高度8m，高跨比为1/12.04。
两片主桁中心距为8.6m，宽跨比为1/11.2，桥面宽度为8m。
图1主桁一般构造图主桁上下弦杆均采用箱形截面，截面宽度500mm，高度均为540mm，板厚20～24mm，工厂焊接，在工地通过高强度螺栓在节点内拼接。
钢桁架桥梁施工方案
钢桁架桥梁施工方案1. 引言钢桁架桥梁是一种结构简洁、自重轻、承载能力强的桥梁形式。
它由桁架（包括上、下弦杆和斜杆）和桥面板组成，常用于跨越河流、道路或地形起伏较大的地区。
本文将介绍钢桁架桥梁施工方案，包括施工准备、钢桁架制造和安装步骤。
2. 施工准备在进行钢桁架桥梁的施工前，需要进行充分的准备工作，确保施工过程的安全和顺利进行。
以下是施工准备的主要步骤：•设计和计算：根据工程要求和桥梁参数，进行结构设计和力学计算。
确保桥梁的可靠性和安全性。
•资源调配：组织调配施工所需的人力、物力和材料资源。
包括工程师、技术人员、施工人员、起重设备等。
•场地准备：清理施工场地并进行标记，确保施工区域清晰可见。
检查场地的承载能力，保证其能够承受施工机械和桥梁组件的重量。
•安全措施：制定施工安全计划，并设置安全警示标识。
培训施工人员，确保他们了解施工过程中的安全预防措施。
3. 钢桁架制造钢桁架的制造是钢桁架桥梁施工的关键环节。
它包括钢材加工、焊接、防腐处理和质量检验等步骤。
下面是钢桁架制造的一般步骤：1.钢材加工：将原始钢材按照设计要求进行切割和加工。
根据设计图纸，按照尺寸和形状要求对钢材进行加工，以便后续的焊接工作。
2.焊接：将经过加工的钢材进行焊接，组装成桁架的各个部分。
采用合适的焊接方法和焊接材料，确保焊接强度和连接的可靠性。
3.防腐处理：对焊接完成的钢桁架进行防腐处理，以提高其耐腐蚀能力和使用寿命。
常用的防腐处理方法包括喷涂防腐漆和热浸镀锌等。
4.质量检验：对制造完成的钢桁架进行质量检验，确保其符合设计和规范要求。
包括结构尺寸、焊缝质量、防腐处理等方面的检查。
4. 钢桁架安装钢桁架安装是将制造好的钢桁架组装和安装到预定位置的过程。
下面是钢桁架安装的一般步骤：1.预埋件安装：在桥墩或桥台上预留预埋件，用于固定钢桁架。
根据设计要求，将预埋件与桁架进行连接。
2.吊装和定位：使用起重设备将钢桁架吊装到合适的位置。
采用适当的吊装方案和安全措施，确保桁架的垂直度和水平度。
结构力学课件第五章 桁架
a 为 截 面 单 杆
截 面 单 杆
FP
FP
平行情况
b为截面单杆
所作截面截断三根以上的杆件，如除了杆b外， 其余各杆均互相平行，则由投影方程可求出杆b 轴力。
联合桁架举例一
K
K
用结点法计算出1、2、3结点后，无论向结点 4或结点5均无法继续运算。 作K-K截面：M8=0，求FN5-13；进而可求其它杆内力。
15kN
FB=120kN
B
+60
D
+60 30 40
E G
15kN
20
FAH=120kN 60 A -120 C -20 FAV=45kN 15kN
4m 4m
45
F
-20
15kN 4m
到结点B时，只有一个未知力FNBA， 最后到结点A时，轴力均已求出， 故以此二结点的平衡条件进行校核。
FyDG FxDG
FA
几点结论
(1) 用截面法求内力时，一般截断的 杆件一次不能多于三个(特殊情况例外)。 (2) 对于简单桁架，求全部杆件内力 时， 应用结点法；若只求个别杆件内力， 用截面法。 (3) 对于联合桁架，先用截面法将联 合杆件的内力求出，然后再对各简单桁架 进行分析。
截面法中的特殊情况：
注意
对两未知力交点取矩(称为力矩法) 或沿与两个平行未知力垂直的方向 投影（称为投影法）列平衡方程， 可使一个方程中只含一个未知力。
（1）力矩法 设支座反力已求出。
Ⅰ
FA
Ⅰ
FB
求EF、ED、CD三杆 的内力。 取左部分 作截面Ⅰ-Ⅰ， 为隔离体。
FNCD
0 ME （拉） h
FNEF
FYEF FXEF
钢桁架桥的设计与优化
钢桁架桥的设计与优化钢桁架桥是一种常见且重要的桥梁结构形式，其以其高度的强度和耐久性而被广泛应用于现代交通建设。
设计和优化钢桁架桥的过程是一个综合性的工程，需要考虑多种因素并做出合理权衡。
本文将探讨钢桁架桥的设计和优化过程，并介绍一些相关的技术和方法。
首先，设计钢桁架桥时需要考虑的一个重要因素是桥梁的结构强度。
钢桁架桥需要能够承受车辆和行人的荷载，并保证桥梁的稳定和安全运行。
设计师通常会使用结构力学和有限元分析等方法来计算和评估桥梁的结构强度，并确保其满足工程要求。
同时，设计师还应考虑桥梁在不同环境条件下的稳定性和可靠性，如地震和风荷载等。
其次，钢桁架桥的设计过程还需要考虑到桥梁的美观性和可持续性。
作为城市交通建设的重要组成部分，钢桁架桥的外观设计应与周围环境相协调，并具备一定的艺术价值。
同时，设计师还应采用可持续材料和技术来减少桥梁的环境影响，如使用高强度钢材和节能设计等。
此外，钢桁架桥的优化也是设计过程中的一个重要环节。
通过优化设计，可以改善桥梁的结构性能、减少材料的使用量和降低工程成本。
一种常见的优化方法是拟合和调整钢桁架的形状和尺寸，以实现最佳的结构效果。
此外，优化还可以通过改进桥梁的抗震性能和减少桥梁的自重来提高桥梁的性能。
在设计和优化钢桁架桥时，还需要考虑到桥梁施工和维护的可行性。
设计师应该选择合适的施工方法和工艺，以确保桥梁能够按照设计要求安全、高效地建设。
此外，桥梁的维护和保养也是一个重要的方面，设计师应考虑到桥梁的维修和检查的便利性，并采用合理的方法和技术来延长桥梁的使用寿命。
总结来说，钢桁架桥的设计和优化是一个复杂且综合性的工程，需要考虑多个因素并做出合理的决策。
设计师应该熟悉相关的技术和方法，并具备一定的工程实践经验。
通过合理的设计和优化，可以创建出结构稳定、美观实用且具备可持续性的钢桁架桥，为城市交通建设提供有效的支持。
钢桁梁
横向联结系: 位于桥跨结构的横向平面内。 (3) 横向联结系: 位于桥跨结构的横向平面内。
中横联-在桥跨中间； 端横联中横联-在桥跨中间； 端横联-也叫桥门架 横向联结系作用： 提高梁抗扭能力， 横向联结系作用： 提高梁抗扭能力，同时使两片主桁 受动撑架的目的： 设置制动撑架的目的：避免制动力作用在横 梁上， 梁上，使作用在纵梁上的制动力通过制动撑 架传至主桁，再由主桁传至支座。 架传至主桁，再由主桁传至支座。
第5章 下承式简支钢桁梁桥
内容： 内容： 第一节 第二节 第三节 概述 钢桁梁的主要组成部分 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 纯铁：含碳量通常在0.008以下 0.008 生铁：含碳量通常在2.11%~5% 2.11%~5%， 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） 存在形式， 生铁分为白口铁（碳化物存在）和灰口 石墨） 铁（石墨） 钢：含碳量通常在2.11%以下的合金。 含碳量通常在2.11%以下的合金。 2.11%以下的合金
武汉长江大桥，即武汉长江一桥（以下为其一组局部照片） 武汉长江大桥，即武汉长江一桥（以下为其一组局部照片）
以下为几个局部模型照片
钢桥常用钢材： 钢桥常用钢材： A3q 16q 16Mnq 14MnNbq 15MnVNq NH35qNH35q-耐候钢
第二节 钢桁梁的组成部分及其作用
钢桁梁的组成： 钢桁梁的组成： 1 2 3 4 5 6 桥面 桥面系 主桁架 联结系 制动撑架 支座。 支座。
1
桥面 桥面有明桥面和道碴桥面两种。 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。 列车和行人走行的部分。 明桥面的组成： 明桥面的组成： 钢轨、 钢轨、 护轨、 护轨、 桥枕、 桥枕、 护木、 护木、 防爬角钢、 防爬角钢、 枕间板、 枕间板、 人行道等。 人行道等。
钢桁架桥的结构设计与分析
钢桁架桥的结构设计与分析1、概述钢桁架桥以其跨越能力强、施工速度快、承载能力强、耐久性好普遍应用于铁路桥梁。
长期以来，由于钢材价格高，材料养护费用高，钢桁架桥梁在公路领域应用较少。
近年来，随着我国炼钢水平的提高，国产的钢材品质已经完全能满足结构安全的需要，同时随着钢结构防腐技术的提高，钢结构桥梁越来越多的在公路工程领域得到应用。
相比较我国当前100m左右中等跨径常用的桥型如连续梁、系杆拱、矮塔斜拉桥等结构，钢桁架桥梁虽然建筑成本高，但刨去成本控制的因素，钢桁架桥具有以下的几点优越性：1.建筑高度低，由于钢桁架结构主桁主要由拉杆和压杆构成，对杆件界面的抗弯刚度要求不大，因此钢桁架的建筑高度由横梁控制，在桥梁宽度不是非常大时可极大的降低桥梁建筑高度，尤其适用于对桥梁建筑高度有严格限制的桥梁；2.施工周期短，速度快。
钢桁架施工可在工厂制作杆件，运到现场拼装成桥，可采用顶推和支架拼装等方法，这使它在很多工期较紧的工程（如重要道路的桥梁改建）和跨越重要道路的跨线桥上成为桥型首选之一；3.随着钢结构防腐技术的提高，钢桁架桥的耐久性大为提高，同时钢材作为延性材料，结构安全性较混凝土桥梁高。
正因为钢桁架桥梁的这几方面的优点，桁架桥梁成为特定条件下的经济而合理的桥型选择。
2、结构设计公路桥位于江苏省境内，正交跨越京杭大运河，河口宽95m，通航净空要求90x7m，桥梁主跨采用97m，由于桥梁中心至桥头平交处距离仅140余米，若采用其他结构纵坡将达到5%以上，经综合考虑，主桥采用97m下承式钢桁架结构。
2.1主桁主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系，节间长度5.35m，主桁高度8m，高跨比为1/12.04。
两片主桁中心距为8.6m，宽跨比为1/11.2，桥面宽度为8m。
图1主桁一般构造图主桁上下弦杆均采用箱形截面，截面宽度500mm，高度均为540mm，板厚20～24mm，工厂焊接，在工地通过高强度螺栓在节点内拼接。
2015第5章-梁桥-钢桁梁
联结系杆件
纵向联结系、支点处横向联结系、 制动联结系 中间横向联结系
09:04
34
第二节
桁梁桥构造
杆件的外廓尺寸—对主桁的技术经济指标有重要影响
考虑因素：
(1)同一主桁中各杆件宽度b(指辆节点板内壁间距)须一致， 使各杆件在节点处能用节点板相连。
标准设计中跨度相近的主桁，其杆件应采用相同宽度b，便于成 批生产，以简化制造，使不同跨度间尺寸完全相同的杆件可以互 换使用。
主要缺点： 杆件数量多，若种类多会导致互换、制造、安装及修复 8
09:04
第一节
省竖杆
钢桁梁桥分类、组成与特点
增加节点
折线弦杆
09:04
9
第一节
钢桁梁桥分类、组成与特点
斜杆形桁架
其弦杆规格多，每个节间都有变化； 竖杆不仅规格多，而且内力大，所有节点都有斜杆交汇，均 为大节点
09:04
公路桥规比下表宽松些 部件类别 最小厚度 10 部件类别 联结系用钢板或角钢肢 的厚度 最小厚度 8
钢板(除下列 情况外)
挂杆翼板
跨度≥16m的焊 接板梁的腹板
12
12
填板
纵梁与横梁、横梁 与主桁的连接角钢
4
100×100 ×12
09:04
37
第二节
桁梁桥构造
截面分肢
最大尺寸要求
H形截面主桁杆件只有翼板与节点板连接，腹板应力靠翼板间接 传递给节点板，在节点附近，其应力低于整个截面应力，材料 不能充分利用，故杆件截面应尽量集中于翼板，但如翼板很厚 而腹板很薄，腹板临界应力远低于翼板临界应力，则截面也不 能很好地整体工作。故《桥规》还要求： 焊接杆件翼板厚
第五章 静定桁架
4m
a
D
A
60kN
b
M
A
0, VB 6 60 9 0
VB 90kN ()
c
B
3m 3m VB
HA
3m 3m VA
Y 0, X 0,
VA VB 60 0
VA 30kN ()
HA 0
第五章 静定桁架
[例5-3]用截面法求图示桁 架a、b、c三杆的内力。 4m
1)判别零杆 2)由结点法求内力
D
P
图5-10
B
第五章 静定桁架
思考/讨论：试判断下图所示桁架结构中的零杆 p p
第五章 静定桁架
思考/讨论：试判断下图所示桁架结构中的零杆
P P P
第五章 静定桁架
思考/讨论：试判断下图所示桁架结构中的零杆
P
第五章 静定桁架
思考/讨论：试判断下图所示桁架结构中的零杆
F 2
30
o
NAD NAC
RA 2F
N AD 3F N AC 2.598 F
(压力） (拉力）
x
第五章 静定桁架
练习：试求图示桁架的各杆内力
(2)求各杆内力
取D结点为脱离体，列结 点平衡方程： Y 0,
- F cos 30 N DC 0
2F
y
2F
x
N DC 0.866 F
第五章 静定桁架
3、按桁架受竖向荷载作用有否水平反力分为
a、梁式桁架
b、拱式桁架
第五章 静定桁架
§5-2 静定平面桁架的计算
一、结点法： 以结点作为研究对象来计算结构内力的方法 结点法的计算要点：
第五章刚桁架构件
§5-1 概述
钢桁架桥示意图
钢衍架杆件的截面形式
桁架构件从受力角度分轴心受力构件、弯拉、弯压构件 轴心受力构件(axially loaded members) 指承受通过构件截面形心轴线的 轴向力作用的构件 当这种轴向力为拉力时，称为轴心受拉构件(axially tension members)， 简称轴心拉杆，当这种轴向力为压力时，称为轴心受压构件 (axially compression members)，简称轴心压杆 钢衍架桥的杆件截面分为单壁式和双壁式两。其中单壁式(只有一个肢) 截面只能用于内力较小的轻型衍架或次要杆件上。 双壁式截面主要有H形截面和箱形截面两种。焊接杆件均由钢板焊接 而成，栓接和铆接杆件截面由角钢和钢板组成。H形截面是由两块竖板 (也称翼板)和一块水平板(也称腹板)组合而成。该截面的优点是构造简单， 组合焊缝不用开坡口，便于采用自动焊，校正焊接变形较容易，采用栓 接或铆接时施工也较方。H形截面的主要缺点是截面绕x轴的刚度较小， 用作压杆时不太经济。因此，对内力不很大的杆件和长度不太大的压杆， 采用H型截比较适宜。我国现有钢梳架梁桥中H形截面用得最多。 箱形 截面由两块竖板相两个水平板组成
解：设截面的强轴为x轴，弱轴为y轴，柱在两个方向的
计算长度分别为：
如图b
由附录 7.1
如图c
由附录 7.2选
如图d
5.4.2 格构柱的设计
5.4.2.1
格构柱的截面形式
格构式受压构件也称为格构式柱(latticed columns) 一般采用双轴对称截面，分肢通常采用槽钢和工字钢有时也采用四个 角钢或三个圆管作为肢件
轴心受拉构件强度计算式：
（5.1）
钢桁架桥施工方案
钢桁架桥施工方案钢桁架桥是一种由钢材构成的桥梁结构，具有较高的承载能力和抗震性能。
在桥梁建设中，钢桁架桥的施工方案起着重要的作用，它决定了工程的质量和进度。
下面将介绍一种高效的钢桁架桥施工方案。
首先，施工前准备工作是非常关键的。
在进行桥梁施工前，需要对施工场地进行勘察，了解地质条件和周围环境，以便制定出合理的施工方案。
同时，需要准备好必要的设备和材料，确保施工过程的顺利进行。
在施工方案中，要注重工程的安全性。
钢桁架桥是承受车辆和行人重量的重要结构，因此需要确保桥梁在使用过程中的安全性。
在施工过程中，要进行全面的安全检查，确保施工现场的安全条件。
同时，在桥梁设计中要考虑到各种可能的风险，采取适当的安全措施，如安装防护栏杆、设置紧急撤离通道等。
其次，施工过程中需要充分考虑效率和质量。
为了提高施工效率，可以采用先进的技术和设备，如自动焊接机、大型吊装设备等。
利用这些先进设备，可以减少人工劳动，提高施工效率。
同时，在施工过程中，需要保证每个工序的质量，严格遵循工艺要求，进行必要的质量检测和控制。
另外，施工方案中要充分考虑环境保护。
钢桁架桥的建设过程中会产生噪音、粉尘等环境污染，对周围的居民和生态环境造成影响。
因此，在施工过程中要采取相应的措施，减少污染物的排放，防止对环境的破坏。
可以通过合理的施工方式和时段安排，减少对周围环境的影响。
此外，施工方案还需充分考虑桥梁的使用寿命和维护。
钢桁架桥的使用寿命和维护周期与施工方案密切相关。
在施工中，要注重材料的选择和处理，确保桥梁的抗腐蚀性和耐久性。
同时，在施工后要建立完善的维护体系，进行定期检查和维护，延长桥梁的使用寿命。
综上所述，钢桁架桥的施工方案需要充分考虑工程安全、施工效率、环境保护、使用寿命和维护等因素。
只有在这些因素的综合考虑下，才能制定出一份高效且符合要求的施工方案。
这不仅能够保证工程质量和进度，也能够为社会经济的发展和人民生活的改善做出贡献。
钢桁架桥技术方案
钢桁架桥技术方案1. 引言钢桁架桥是一种常见的桥梁结构，具有轻巧、刚性强、施工方便等优点，因此在公路、铁路、人行天桥等场合得到广泛应用。
本文将介绍钢桁架桥的技术方案，包括桥梁材料、结构设计和施工要点等。
2. 桥梁材料选择2.1 钢材钢材是钢桁架桥的主要材料，其优点是强度高、刚性好，并且易于加工。
常见的桥梁钢材有Q235B、Q345B等，其力学性能符合相关标准要求。
在选择钢材时，还应考虑到桥梁的荷载情况和使用寿命，以确定合适的材料和规格。
2.2 锚固材料钢桁架桥端部需要使用锚固材料，以保证桥梁的稳定性和安全性。
常用的锚固材料有耐候钢板、带锚固装置的混凝土墩等，其选用应根据实际情况和设计要求确定。
3. 结构设计钢桁架桥的结构设计是确保桥梁承载能力和稳定性的关键。
以下是一些建议和要点：3.1 主梁设计主梁是钢桁架桥的主要承载构件，其设计应满足桥梁强度和刚度的要求。
主梁通常采用桥梁工程中常见的桁架结构，通过计算和分析确定梁段的尺寸、截面形状和材料型号等参数。
3.2 连接设计连接件是将主梁和支撑点连接在一起的关键部件。
连接件的设计应考虑其承载力和可靠性，常见的连接形式有螺栓连接和焊接连接。
在设计过程中，还需考虑到温度变化和振动等因素对连接性能的影响。
3.3 支撑设计钢桁架桥通常需要设置支撑点来分散和传递荷载，以减小主梁的受力。
支撑设计需要考虑到桥梁的承载能力和结构稳定性，同时还需注意合理布置支撑点的位置和数量。
3.4 桥面设计桥面是钢桁架桥供车辆、行人通行的部分，其设计应满足使用要求和安全性要求。
桥面材料可选用钢板、钢格栅等，其类型和厚度应根据实际使用情况确定。
4. 施工要点4.1 基础施工钢桁架桥的基础施工包括地基处理和基础建设两部分。
地基处理是为了确保桥梁基础的稳固和承载能力，通常包括拓宽、加固和排水等工作。
基础建设是指在地基上进行桥墩和锚固设施的施工，其中桥墩的建设应符合设计要求，并考虑到施工工艺和材料的选择。
(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
钢桁架构件学习
N Am
cr
kLeabharlann crfyfy k1
（4-6）
式中：
N——计算轴心压力；Am——构件毛截面面积
1——轴心受压构件纵向弯曲定系数；与截面类型、构件长细比、
所用钢种有关。可查P508附表4-8
第20页/共69页
3）钢桁架梁桥构件的计算长度
（1）构件在桁架平面内计算长度
实际设计，按经验确定见P507 附表4-7—杆件的计算长度
第2页/共69页
拱桥中的斜撑
(Braces in Arch Bridge)
第3页/共69页
主桁架杆件的截面形式
• 钢桁架梁桥的主桁架构件主要是轴心受力构件和拉弯构件、压弯 构件。轴心受力构件是指承受通过截面形心轴线的轴向力作用的 构件。包括轴心受拉构件和轴心受压构件。 构件在承受轴心压 （或拉）力的同时，还承受横向力产生的弯矩或偏心力产生的端 弯矩作用，则称为拉弯或压弯构件。
4.1 钢桁架的构造
• 钢桁架梁桥是由主桁架、联结系、
钢桁架梁桥的组成
桥面系等组成的空间结构。其中桥面 系由纵梁、横梁、桥面板及纵梁之间
• 主桁架是钢桁架梁桥的主要承重 结构，由上、下弦杆和腹杆组成 的平面桁架结构。各杆件交汇处 为节点，用节点板连接。主桁架
的联结系组成，桥面系的作用是提供 行车的桥面，并将桥面荷载传递给主 桁架。
σ N
Am
（4-1）
N ——构件计算轴心力；
Am—— 构件的毛截面面积； []—— 钢材基本容许应力。当构件承受动力荷载作用时，
计算应力不得超过容许疲劳应力 [n]
第7页/共69页
2）有孔洞等削弱
◎ 弹性阶段－应力分布不均匀；
◎ 极限状态－净截面上的应力为均匀屈服应力（实际达到抗拉强
钢桁架桥施工方案
钢桁架桥施工方案钢桁架桥施工方案一、工程背景和要求钢桁架桥是一种由桥梁专用的钢材制成的桥梁结构，具有较高的荷载能力和抗震能力，因此在众多桥梁建设中广泛应用。
本次施工方案是针对一座跨距较大的钢桁架桥进行施工，在施工过程中要确保安全，优化进度，满足工程要求。
二、施工方案实施的内容和步骤1. 施工前准备工作1.1 完成桥梁设计图纸的审查和核对，确保施工方案与设计一致。
1.2 确定施工给水、供电、维修和临时设施等资源，并提前进行物资储备。
1.3 制定详细的施工计划和进度安排，明确各项工作的时间节点。
1.4 在施工现场进行安全培训，并组织人员进行岗前培训。
2. 桩基施工2.1 定位：根据设计图纸和地理条件，确定桥墩的位置，并在地面上进行标注。
2.2 打桩：选用合适的打桩机械，根据设计要求进行桩基施工，确保桥墩的稳固性和垂直度。
3. 主体施工3.1 导桥安装：根据桥梁设计图纸，将预制好的主梁通过合适的吊装设备进行吊装，并按照设计要求进行固定。
3.2 桥墩修整：对已固定主梁的两端桥墩进行检查和修整，确保桥墩与主梁的连接牢固可靠。
3.3 桥面铺设：将预制好的钢筋混凝土桥面板进行拼装，并进行焊接和固定，保证桥面坚实平整。
3.4 防腐处理：对已安装好的主梁和桥墩进行防腐处理，延长桥梁使用寿命。
3.5 装饰工程：根据设计要求进行桥梁的装饰和照明工程，提升桥梁的美观性。
4. 系统调试和验收4.1 对桥梁的荷载性能、地震抗力等进行全面测试和检测。
4.2 对桥梁施工过程中的各项工作进行回顾和总结，提出改进意见。
4.3 邀请设计单位和监理单位进行桥梁的最终验收，并出具验收报告。
三、施工方案实施中的安全措施1. 制定详细的安全施工方案和安全操作规程，明确各个施工环节的安全要求和操作注意事项。
2. 严格遵守施工现场的安全制度和管理规定，提高员工的安全意识和责任感。
3. 定期进行施工现场安全检查和隐患排查，及时处理施工现场的安全问题。
第5章桁梁桥
5.5.3 联结系的构造
2. 横向联结系及桥门架 中间横向联结系至少每隔两个节间设置一个。 横向联结系及桥门架常用形式有：三角式体系、菱形体系、交 叉式体系。
桁梁桥 21
5.5.2 桁梁节点的构造
桁梁桥 22
5.5.2 桁梁节点的构造
桁梁桥 23
桁梁桥 3
5.5.1 桁梁桥的组成
桁梁桥
竖向荷载 桥面
(纵梁横梁)
主桁
支座
墩台
水平荷载 上、下平纵联
主桁
桥门架 (端横联)
支座
墩台
4
5.5.2 主桁的分类
三角形桁架 按腹杆几何图形分 斜杆形桁架
再分式桁架
桁梁桥 5
5.5.2 主桁的分类—三角形桁架
世界上应用最广，适用于大中小各种跨度。公路、铁路 桁桥常用形式。我国采用标准化设计。
a. 斜杆倾角大小影响腹杆受力大小（剪力靠斜杆承受） b. 节点构造：斜杆倾角过大或过小，造成节点板过高或过 长，构造很复杂。 c. 合理的倾斜杆倾角，在有竖杆的桁架中心是50左右，在
无竖杆的桁梁是60左右。
桁梁桥 14
5.5.2 主桁的尺寸确定
（4）主梁横向中心距：由横向刚度及稳定性来决定。 下承式桁架桥，不宜小于1/17-1/20L， 小 上承式桁架桥，不宜小于1/14-1/16L， 大
桁梁桥 15
第二节 桁梁桥的构造设计
桁梁桥 16
5.2 桁梁桥的构造设计
5.2.1 桁梁杆件的构造 5.2.2 桁梁节点的构造 5.2.3 联结系的构造 5.2.4 桥面系的构造
桁梁桥 17
5.5.1 桁梁杆件的构造
1. 桁梁杆件的截面 a. 截面形式：制造安装、受力性能特点。 实腹式截面（H型截面、组合截面、箱型截面）、格构式截面。
钢结构钢桁架 ppt课件
受力合理，节省钢材
制造安装方便
桁架形式
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第五章 钢桁架
第二节 桁架的外形、尺寸和腹杆布置
三角形屋架
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第五章 钢桁架
第二节 桁架的外形、尺寸和腹杆布置 梯形屋架
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第五章 钢桁架
第二节 桁架的外形、尺寸和腹杆布置 平行弦及人字形屋架
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第五章 钢桁架
第二节 桁架的外形、尺寸和腹杆布置
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• 一般节点（无集中荷载的节点，下弦节点） 1、腹杆与节点板的焊缝计算 （先计算腹杆内力） 单个角钢肢背
肢尖 2、弦杆与节点板的焊缝计算
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• 有集中荷载的节点
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• 有集中荷载的节点
1、节点板伸出弦杆 弦杆与节点板的焊缝承受集中荷载P和弦杆内力差 内力差
N
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第五章 钢桁架
第三节 桁架间的支撑和压杆计算长度
一、支撑的作用 1.保证结构的空间整体作用 2.避免压杆侧向失稳,防止拉杆产生过大的振动。 3.承担和传递水平荷载 4.保证结构安装时的稳定与方便。
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第五章 钢桁架
第三节 桁架间的支撑和压杆计算长度
二、支撑的种类及布置
上下对应设置在厂房两端或温度区段两端 第一柱间或第二柱间（有天窗） 两道横向水平支撑的距离不易大于60m
第四节 桁架的杆件设计
原则：
1、在面积A相等情况下，优先选用肢宽而薄的角钢
lx
（增加截面回转半径）
2、型钢规格不宜过多
3、受力很小或不受力杆件，按容许长细比
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5.4 主桁杆件内力计算
5.4.3 纵向制动力作用下主桁杆件内力计算
• 铁路桥梁由于列车的在桥上行驶时因制动或启动而 产生的制动力或牵引力，是纵向荷载。
• 制动力的传递路径
– 桥面系的纵梁->制动连接系->平纵联斜杆上->主桁节点上>主桁下弦杆产生附加内力
5.2 主桁架几何图式 拟定几何图式的考虑因素
• 桥位所在地的水文、地质、地形条件等； • 桥上的运输条件及对桥下净空的要求； • 便于制造、安装和养护、构造简单、有利于设计标
准化； • 有利于节约钢材，力求经济合理； • 美观要求。
5.2 主桁架几何图式
5.2 主桁架的基本尺寸 桁架桥的跨度从以下两个方面综合考虑：
5.1钢桁架桥
主桁架、联结系、桥面系、制动联结系、桥面、 支座及桥墩等几个主要部分组成。
5.1钢桁架桥 主桁架，是钢桁架桥的主要承重结构，主要承 受竖向荷载。
• 主桁架由左右两幅桁架组成，每幅桁架中有上弦杆、 下弦杆及腹杆等杆件。
• 杆件交汇处称为节点，有斜杆交汇的节点称为大节 点，仅有竖杆和弦杆交汇的节点，称为小节点。
5.4 主桁杆件内力计算
钢桁架桥是一个空间结构，各个杆件之间是刚 性连接，完全可以借助计算机直接进行空间分 析。
《桥规》仍推荐使用简化的计算方法，将桥跨 结构划分为若干个平面系统分别计算，并应考 虑各个平面系统间的共同作用和相互影响。
平面系统为: 主桁架、平纵联、横联、桥门架 （端横联）、纵梁、横梁。
NI N p (1 )Nk
5.4 主桁杆件内力计算
5.4.2 横向附加力作用下主桁杆件内力计算
• 铁路钢桁架桥，横向附加力包括横向风力、列车摇 摆力(对弯道桥、还要考虑离心力)
• 公路钢桁架桥，横向附加力则只考虑横向风力
• 横向附加力主要由平纵联承受，由于平纵联的弦杆 也是主桁架的弦杆，所以横向附加力对主桁弦杆产 生附加内力，同时也使平纵联的斜杆和横撑产生附 加内力。
• 铁道钢桥的设计，为现今列车的活载预留发展系数 • 对公路钢桥要考虑偏载最不利情况的横向分布系数 • 对公路钢钢桥也要考虑活载发展系数。
5.4 主桁杆件内力计算 5.4.1 主力作用下主桁杆件内力步骤
• 主力作用下主桁杆件的内力计算采用结构力学中利 用影响线求量值的方法，由于恒载和活载均为分布 荷载，内力计算时要利用某量值的影响线面积，因 此，这种计算内力的方法称为影响线面积法。
杆件内力重新进行设计。
5.4 主桁杆件内力计算
5.4.1 主力作用下主桁杆件内力步骤
• 钢桁架桥的活载内力计算应注意以下几个方面
• 对双线铁路桥的主桁弦杆和斜杆，换算均布活载可 采用两线活载总和的90%,对竖杆、纵、横梁换算均 布活载可采用两线活载总和的100%
• 对双线铁路桥的主桁杆件验算疲劳时，按一线偏心 加载以杠杆原理分配，并考虑双线列车同时作用的 影响。
– 作用在下平纵联上的列车摇摆力
klow 1.0 5.5
– 由于风力与摇摆力同时达到上述最大值的可能性很小，故 两者不叠加计算，只取其较大者计算。
5.4 主桁杆件内力计算 5.4.2 横向附加力作用下主桁杆件内力计算
• 对公路桥，上、下平纵联上的横向附加力只有横向 风力
– 作用在上平纵联上的横向风力分布荷载
• 铁路钢桥的桥面有明桥面和道碴桥面两种，我国钢 桁架桥多使用明桥面，施工方便、安全可靠，缺点 是噪音大，枕木与纵梁接触处易锈蚀，且此处纵梁 翼缘与腹板的连接焊缝易发生疲劳破坏。
• 若采用正交异性板道碴桥面，上述缺点可得到改善， 噪音小，整体刚度好，荷载分布能力强，桥面板作 为主梁的一部分参与共同受力。
• 理论和试验表明，桥面架或端横联受力比中间横联 大。
5.1钢桁架桥
桥面系
• 由纵梁、横梁及纵梁之间的联结系组成，主要承受 并传递竖向荷载和纵向荷载。
• 纵桥之间的联结系将两片纵梁联成整体，纵梁间距 通常为2m。
• 下承式钢桁架桥的桥面系位于主桁的下平纵联平面 上，为了争取较小的建筑高度，下承式钢桁架桥的 纵梁和横梁通常布置在同一平面上。
– 作用在上平纵联上的横向风力分布荷载 (kN/m)
wup W[0.5 0.4 H 0.2 h (1 0.4)]
– 作用在下平纵联上的横向风力分布荷载(kN/m)
wlow W[0.5 0.4 H 1.0 h (1 0.4)]
– 风荷载强度
W K1K2K3W0
5.4 主桁杆件内力计算 5.4.2 横向附加力作用下主桁杆件内力计算
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钢桥设计
天津大学 土木工程系
第五章 钢桁架桥
5.1钢桁架桥
定义
• 钢桁架桥按桥面位置的不同，可分为上承式钢桁架 桥和下承式钢桁架桥
• 上承式钢桁架桥的桥面位于主桁架的上部 • 下承式钢桁架桥的桥面位于主桁架的下部
• 本章主要详细讨论下承式简支栓焊钢桁架桥的组成、 作用及上部结构的计算方法。
• 合理的倾角，在有竖杆的桁架桥 50度左右 • 合理的倾角，在无竖杆的桁架桥 60度左右
主桁中心距
• 主桁中心距与桁架桥的横向刚度和稳定性有关。 • 我国《桥规》规定，主桁中心距不宜小于跨度的
1/20。
5.3 铁路钢桁架桥标准设计几何图示
共有3组图式，6种跨度
• 上承式钢桁梁，跨度有48m, 64m, 80m，主桁高度 为8m，节间长度也为8m，主桁中心距为4m。
– 适用于内力不很大或长度不太大的杆件
• 箱形截面
– y-y轴与x-x轴的回转半径相近，作为压杆时，容许应力折 减小，抗扭刚度大
– 缺点是工厂制造较费工，焊接变形较难控制和矫正 – 适用内力很大或长度较长的杆件
• 桥址处的水文地质情况。
• 桥上、桥下净空的要求。
5.2 主桁架的基本尺寸 主桁的高度
• 用钢量方面 • 刚度方面 • 容许建筑高度
节间长度
• 中等跨度经济节间长度是6~8m，标准设计取8m • 小跨度桁架桥节间长度小到4m。 • 大跨度桁架桥节间长度有大到15m。
5.2 主桁架的基本尺寸 斜杆倾角
5.4 主桁杆件内力计算 5.4.4 由于横向框架效应所引起的主桁杆件内 力计算
• 横向联结系、主桁竖杆及横梁组成一个横向框架， 横梁在竖向荷载作用下梁端发生转动时，在竖杆的 下端点和上部横联与竖杆连接处均产生附加力矩。
5.4 主桁杆件内力计算 5.4.5 主桁内力组合及主桁架杆件内力计算
• 主桁架内力组合通常有三种形式
w1low 0.8W[0.5 0.4 H 1.0 h (1 0.4)]
w2low 0.8W 1.0 3.0 (1 0.4)
5.4 主桁杆件内力计算 5.4.2 横向附加力作用下主桁杆件内力计算
• 列车摇摆力按沿桥长5.5kN/m计算
– 作用在上平纵联上的列车摇摆力
kup 0.2 5.5
5.4 主桁杆件内力计算 5.4.3 纵向制动力作用下主桁杆件内力计算
• 铁路桥梁由于列车的在桥上行驶时因制动或启动而 产生的制动力或牵引力，是纵向荷载。
– 由于列车在桥上行驶的方向不同，制动力或牵引力的产生 的内力有拉力或压力，对下弦杆来说拉力是最不利的。
– 当制动力或牵引力传递到固定支座时，因作用力对支座铰 中心还有一偏心距离h,因而产生偏心弯矩值，此弯矩值由 交汇于该节点的各杆共同承受并按各杆件的单位刚度比来 分配。
5.1钢桁架桥
联结系
• 横向联结系设在桥跨结构的横向平面内，位于桥跨 结构中部的叫中间横联，位于桥跨结构端部的叫端 横联。在下承式钢桁架桥上，端横联也叫桥门架。
• 中间横联设在主桁架的竖杆平面内，如没有竖杆可 设在中间斜杆平面内。
• 中间横联的作用是增加钢桁架桥的抗扭刚度，当受 到不对称的竖向荷载和横向荷载时，中间横联还可 以适当调节两片主桁或两片纵向联结系的受力不均 匀性
• 节点之间的距离称为节间长度，一般也是钢桁架桥 面系横梁的间距及纵梁的跨度。
5.1钢桁架桥
联结系
• 有纵向联结系和横向联结系两种，其作用是联系主 桁架并同主桁架一起使桥跨结构成为几何图形稳定 的空间结构。
• 纵向联结系设在主桁架的上、下弦杆平面内，分别 称为上平纵联与下平纵联。纵向联结系的主要作用 是承受作用于桥跨结构上的横向水平荷载，它包括 作用于主桁架、桥面系、桥面和列车上的横向风力、 列车摇摆力及曲线桥上的离心力。另外，纵向联结 系横向支撑弦杆，减少弦杆在主桁平面外的计算长 度。
• 桥上有车时
– 作用在上平纵联上的横向风力分布荷载 (kN/m) wup w1up w2up
w1up 0.8W[0.5 0.4 H 0.2 h (1 0.4)]
w2up 0.8W 0.2 3.0 (1 0.4)
– 作用在下平纵联上的横向风力分布荷载(kN/m) w桁架桥 制动联结系
• 或称制动撑架，它的作用是使作用于纵梁上的纵向 水平制动力通过制动联结系传至主桁架，再由主桁 架传给支座，从而减小纵向荷载对桥面系杆件特别 是横梁的不利影响。
• 制动联结系通常由四根短杆组成，设置在与桥面系 相邻的平纵联的中部。
5.1钢桁架桥
桥面
• 下承式简支钢桁架桥通常采用明桥面，由桥枕、正 轨、护轨、护木、钩螺栓及人行道等组成。
5.4 主桁杆件内力计算
桥梁上的荷载分为主力和附加力
• 主力包括恒载和活载；
• 附加力包括横向附加力、纵向附加力以及由桁架各 个平面系统间的共同作用和节点的刚性连接所引起 的附加力。
• 对公路钢桥，作用在桥梁上的荷载称为永久荷载 （自重）和可变荷载（基本可变荷载和其他可变荷 载。）
5.4 主桁杆件内力计算
5.3 铁路钢桁架桥标准设计几何图示
共有3组图式，6种跨度