钢桥设计基本知识之钢桁架梁桥[全面]
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。
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。
第五章钢桁架桥
?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
? 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。
? 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。
? 5.1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
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
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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
第一章 第二节 钢桁梁桥 ppt课件
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。
纵向联结系：联结各片主桁成为稳定的空间结构；（上、下平纵联）
联结系
横向联结系：增强桥梁抗扭刚度，使各片主桁共同受力；（端、中横联）
桥道系—— 提供行车桥面，指桥面、纵梁、横梁及其联结系统。
（纵梁+横梁+桥面板 或 纵肋+横肋+钢桥面）
下 承 式 钢 桁 梁 桥 组 成 部 分
受力特点
（1）在竖向荷载作用下
荷载通过桥面传给纵梁，由纵梁再传给横梁，横梁把荷载传给主桁
节点，然后通过主桁的受力传给支座，最后由支座传给墩台及基础。
（2）在水平荷载作用下
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
(2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。
钢桥设计基本知识-钢桁架梁桥[详细]
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竖向荷载的传力途径是：
荷载通过桥面传给纵梁，由纵梁传给横梁，再 由横梁传给主桁节点，然后通过主桁的受力传给支 座，最后由支座传给墩台及基础。
钢桁梁除承受竖向荷载外，还承受横向水平荷载 (风力、列车横向摇摆力和曲线桥上的离心力)。由水 平纵向联结系直接承担并向下传递。
•最小板厚限值； •H形腹板、翼缘厚度及二者的厚度比 ；
•局部稳定所需的板件宽厚比；
（四）主桁杆件的刚度要求 为了防止过大的挠度和振动，杆件有最大长细比限值。
8
主桁的主要尺寸是指：主桁高度(简称桁高)、节间 长度；斜杆倾度及两主桁的中心距，这些尺寸的拟定对 桁梁桥的技术经济指标起着重要作用。
(1)桁 高 从用钢量; 挠度; 满足建筑限界的要求。 (2)节间长度 节间长度对桁梁桥的用钢量有一定影响。节长较短 ，纵梁、横梁数量增多；但梁的截面可小，主桁腹杆也 相应变短。一般下承式桁梁节间长度为5．5—12m，或 为桁高的0．8—1．2倍。
制 造 、
• •
节点板形状应简单端正，不得有凹角。 标准设计的节点板。
安 装 和
• •
同一杆件两端的螺栓排列应尽量一致。 应避免不同平面内的栓钉钉头发生冲突。所有工地安装螺
养
栓的位置，均应考虑施工时螺栓扳手工作的空间。
护 • 节点内不得有积水、积尘的死角及难于油漆和检查的地方。
20
第二节 桁梁桥构造
• 杆件进入节点板的第一排螺栓数，可适当少布置几个，以减少杆件的截面削
受
弱。
力 • 弦杆在节点中心中断时，一般均需添设弦杆拼接板。 • 所有杆件应尽量向节点中心靠拢，连接螺栓应布置紧凑，使节点板平面尺寸 小些，也有利于降低节点刚性次应力和增加节点板在面外的刚度。
钢板梁桥、钢桁架梁桥、钢箱梁桥与叠合梁桥
–采用短型钢、如槽钢、角钢
• 柔性剪力传递器
剪力传递器
–斜钢筋，如有可靠的措施，也可采用其他的形式如带帽螺 栓。
• 剪力传递器应焊接在钢梁上翼缘上，并与桥面板钢 筋焊连。
CHENLI
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• 3.组合结构桥梁的结构形式
• 组合板梁桥
• 对于中、小跨径组合梁桥，为降低制作安装成本， 通常使用工字型截面的钢梁，也称为组合板梁桥。
钢板梁桥、钢桁架梁桥、钢箱梁 桥与叠合梁桥各自的特点
CHENLI
1
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
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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
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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
南京大胜关大桥
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二、刚桁架梁桥的特点
•1.刚桁架梁桥的概述
钢桁梁桥的主梁是由位于多个平面内的钢桁架连 接形成整体空间结构，来承受荷载作用的空腹式受 弯结构。
• 2.钢桁梁桥的分类及构造特点
• 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。
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• 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
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• 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。
(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
2014上海钢桥与组合结构桥梁第七章钢桁梁桥吴冲同济大学桥梁工程系Tel.021－65981817cwu@同济大学桥梁系本科课程同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 12014上海第一节概述一、钢桁梁的组成1、分类：按桥面位置的不同分为上承式桁梁桥、下承式桁梁桥、和双层桁梁桥2、组成：由主桁、联结系、桥面系及桥面组成（一）主桁它是的主要承重结构，承受竖向荷载。
主桁架由上、下弦杆和腹杆组成。
腹杆又分为斜杆和竖杆；节点分大节点和小节点；节间距指节点之间的距离。
同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong22014上海第一节概述（二）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。
同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong32014上海第一节概述（三）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。
（四）桥面桥面是供车辆和行人走行的部分。
桥面的形式与钢梁桥及结合梁桥相似。
同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong42014上海第一节概述二、主桁架的图式及特点（一）、主桁架的常用类型（二）主桁架的主要尺寸先确定桥梁跨度，再确定主桁架的主要尺寸包括：桁架高度、节间长度、斜杆倾角和两片主桁架的中心距。
1、主桁高度（1/8∼1/10）L（1/7∼1/8）L上承式（1/5.5∼1/8）L（1/7∼1/10）L（1/5~1/6.5）L1/7L下承式多边形桁架平行弦桁架多边形桁架平行弦桁架公路桥铁路桥桥型同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong52014上海第一节概述3、斜杆倾角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 。
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。
钢桁架桥梁设计总结讲解
钢桁架桥梁设计总结讲解第一篇：钢桁架桥梁设计总结讲解钢桁架桥梁设计总结区别于混凝土梁部一般设计流程，特编写钢桥设计流程，为初次设计钢梁提供一点参考与设计思路。
一．钢桥设计最终目的：1.确定用最少的钢材但受力最优的杆件截面2.确定传力简洁顺畅的连接方式二．在确定钢桥方案后，一般钢桥包括的计算：钢桥的设计是一个迭代循环的过程，但是截面的选取顺序还是以主桁优先。
1.主桁截面的粗选（初估联结系与桥面后）2.主桁截面的检算3.联结系的检算4.桥面的检算5.主桁、联结系、桥面稳定后的主桁、联结系以及桥面的最终检算6.连接计算（各部分杆件之间的连接方式以及节点板、拼接板、焊缝与螺栓计算）7.预拱度计算及实现方式 8.伸缩缝的计算设计三．主桁的粗选 3.1选取的原则：按照钢材的容许应力为屈服应力的1/1.7确定主桁需要的截面面积，从而粗选主桁截面。
以Q370为例：对于拉杆：拉杆受强度、疲劳控制，应力为370/1.7=217.6Mpa，拉杆应力计算采用扣除螺栓消弱后的净面积，并考虑杆件由于刚接的次应力，所以拉杆杆件需要面积采用：杆件内力/150 对于压杆：压杆受强度、稳定控制，检算稳定时考虑容许应力折减，所以压杆一般由稳定控制。
检算压杆，采用毛面积，粗选截面时压杆杆件需要面积采用：杆件内力/160。
杆件越长截面越小，压杆容许应力折减越多，所以对于长细杆，可以采用压杆杆件需要面积：杆件内力/140。
粗选主桁后，控制大的指标，读取主桁的支反力、刚度条件是否符合规范。
3.2内力控制组合主力：恒载+活载+支座沉降3.3计算模型平面一次成桥模型建模方式：a、cad中导入主桁杆件b、施加荷载，注意二恒的取值，平面一次成桥模型的二恒：（整体二恒+初估联结系+初估桥面）/主桁片数3.4截面迭代用编写好的excel读取midas模型中的主力最大最小轴力迭代截面，迭代次数一般大于3次。
（参考286截面选取excel）按照粗选后的截面，先总体分析主桁的整体受力特性，为下一步主桁截面检算及截面优化修改打下基础。
钢桁梁桥
第六章：钢桁梁桥
第三节：钢桁梁桥的计算
一：概述
荷载作用下钢桁梁实际工作状况
二：主桁架的计算 (一)：自重假定
1、根据已有设计资料估算桁梁自重：
P 1 P 0 k1 0 k0 1
五：联结系的计算 (一)：纵向联结系的计算
1、横向力：
铁路桥下承式桁梁的上、下平纵联单位长度风荷载ku 及k d 可按下式计算： ku 0.4 0.5h 1 0.4 0.2h1 h2 h3 W k d 0.4 0.5h 1 0.4 1.0h1 h2 h3 W
2按杆件的内力计算：
当主桁腹杆内力较小时，《桥规》容许其连接螺栓数可按1.1 倍的杆件内力与75%的杆件净面积强度二者中的大值进行计算。 N n T1
2、弦杆拼接计算：
拼接板上拼接螺栓数量一律按拼接板的承载能力计算。 对于受拉杆件，不论在节点中心或节点外拼接： Aj 1.1A j 对于受压杆件： 1.11 Am 1 0.9 1 Am 在节点中心拼接时： 1.1Am 在节点外拼接时：Am
上式通常采用下列简化形式： p主
式中：li - -杆件长度；l - -主桁架计算跨度； - -钢材密度；
1 a b l
k a p面 b
其中：a
l
i 2
k
l l 式中的a、b为无量纲的数值，仅与结构体系和构造有关，称为桁架的重量指示系数。 对于简支、悬臂和连续桁梁的a和b的数值，可查表求得。
3、腹杆与弦杆间节点板水平截面的法向应力与剪应力检算：
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(3)斜杆倾度 斜杆倾度影响到节点构造.斜度设置不当,不仅会影 响节点板的形状及尺寸,而且使斜杆位置难以布置在靠 近节点中心处,以致削弱节点平面外刚度,增加节点平面 内的刚度. 根据以往设计经验,斜杆轴线与竖直线的交角以在30 一50度范围内为宜.
(4)主桁的中心距 主桁的中心距与桁梁桥的横向刚度有关.为了保证桥 梁的横向刚度,主桁的中心距不应小于跨长的1/20. 对于下承式桁梁桥,主桁中心距还必须满足建筑限界 的要求；对于上承式桁梁桥,主桁中心距与桁梁桥的横 向倾覆的稳定性有关.
我国钢桁梁主桁杆件的宽
度b有460、600、720mm 等三种；高度h有260、 440、600、760、920、 l100mm等多种
•最小板厚限值； •H形腹板、翼缘厚度及二者的厚度比 ；
•局部稳定所需的板件宽厚比；
（四）主桁杆件的刚度要求 为了防止过大的挠度和振动,杆件有最大长细比限值.
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主桁的主要尺寸是指：主桁高度(简称桁高)、节间 长度；斜杆倾度及两主桁的中心距,这些尺寸的拟定对 桁梁桥的技术经济指标起着重要作用.
在拟定上述尺寸时,要综合考虑各种影响因素,相互协调,尽可能采用标准化 和模数化,目的在于使设计、制造、安装、养护和更换工作简化及方便.
5
第一节 概述
三、连续桁梁及悬臂桁梁桥
1、连续桁架梁 跨度大于120m的多孔桥,采用连续桁梁桥较为合理 .
优点：比简支梁节省约8~10%的钢材 ；竖向及横向刚度均比简支梁大 ；内力 分布更趋合理 ,破坏性小易修复. 结构布置：每联跨数是两跨或三跨,极少超过五跨 ；二孔连续梁应做成等跨 的.三孔时为使各孔弯矩平衡,跨度的合理比例是7:8:7.但为了美观,特别 是遇到两联以上的长桥时,也常采用等跨布置 .
主桁的主要尺寸: 主桁高度(简称桁高)、节间长度、斜杆倾度及两主桁的 中心距.
(1)桁 高 从用钢量;挠度;满足建筑限界的要求.
(2)节间长度 节间长度对桁梁桥的用钢量有一定影响.节长较短, 纵梁、横梁数量增多；但梁的截面可小,主桁腹杆也相 应变短. 一 般 下 承 式 桁 梁 节 间 长 度 为 5.5—12m, 或 为 桁 高 的 0.8—1.2倍.
二、桥面系梁格构造与连结
纵梁平面
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第二节 桁梁桥构造
二、桥面系梁格构造与连结
纵梁 剖面
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第二节 桁梁桥构造
二、桥面系梁格构造与连结
横梁立面 铁路桥横梁的高度一般是其跨度的1/4~1/6
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第二节 桁梁桥构造
二、桥面系梁格构造与连结
纵、横梁的连接形式
横梁与主桁连接形式
(a)
(b)
(c)
(a)
2
第一节 概述
（三）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. （四）桥面
桥面是供车辆和行人走行的部分.桥面的形式与钢梁桥及结合梁桥相似.
3
桥面系由纵梁、横梁及纵梁间的联结系组成.
主桁是钢桁梁的主要承重结构,它由上弦杆 (chord)、下弦杆、腹杆(web member)及节点 (node或joint)组成.倾斜的腹杆称为斜杆,竖 直的腹杆称为竖杆.
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.
简化计算误差主要表现在下列几个方面：
①由于主桁弦杆变形所引起的平纵联杆件的内力.
②桥面系的纵、横梁和主桁弦杆的共同作用.
在两片主桁对应的弦杆之间,加设若干水平布置的 撑杆,并与主桁弦杆共同组成一个水平桁架,叫做水平 纵向联结系,简称平纵联.
在上弦平面的平纵联,称为上平纵联； 在下弦平面的平纵联,称为下平纵联；
下平纵联承担的横向水平力可直接通过支座传给墩台；
上平纵联两端则支承在桥门架(portal bracing)顶端(桥 门架由两根端斜杆及其间的撑杆组成),横向水平力先传 给桥门架,再经由桥门架传到支座和墩台.
钢桁梁的节点既是主桁杆件交汇的地方,也是纵、横联杆件及横梁连接于主桁的 地方,它连结位于主桁、纵联、横联三个正交平面内的杆件,构造比较复杂. （一）节点构造形式
1.外贴式节点
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第二节 桁梁桥构造
三、节点构造－节点构造形式
1.外贴式节点
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第二节 桁梁桥构造
三、节点构造－节点构造形式
2. 内插式节点
(5)主桁杆件的截面形式 主桁焊接杆件的截面形式主要有两类：H形截面和
箱形截面. H形截面构造简单,焊接容易,安装方便；截面两轴
的回转半径相差较大.适用内力不很大的杆件或长细比 相对较小的压杆.
箱形截面对两个主轴的回转半径相近,承受压力方面 优于H形杆件,制造时比较费工,焊接变形也较难控制和 修整.用于内力较大和长细比较大的压杆或拉一压杆件 .
钢桁梁桥
第一节 概述
一、钢桁梁的组成 1、分类：按桥面位置的不同分为上承式桁梁桥、下承式桁梁桥、和双层桁梁桥 2、组成：由主桁、联结系、桥面系及桥面组成
（一）主桁 它是的主要承重结构,承 受竖向荷载. 主桁架由上、下弦杆和腹 杆组成.腹杆又分为斜杆 和竖杆； 节点分大节点和小节点； 节间距指节点之间的距离.
杆件交汇的地方称为节点,纵向两节点之间 称为节间,用节点板(gusset plate)及高强螺 栓连接各主桁杆件.
竖向荷载的传力途径是：
荷载通过桥面传给纵梁,由纵梁传给横梁,再由 横梁传给主桁节点,然后通过主桁的受力传给支座, 最后由支座传给墩台及基础.
钢桁梁除承受竖向荷载外,还承受横向水平荷载 (风力、列车横向摇摆力和曲线桥上的离心力).由水 平纵向联结系直接承担并向下传递.
四、联结系构造
（一）纵向联结系
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第二节 桁梁桥构造
四、联结系构造
（一）纵向联结系
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第二节 桁梁桥构造
四、联结系构造
（一）纵向联结系
制动联结系
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第二节 桁梁桥构造
四、联结系构造
（一）纵向联结系
图7.2.17 下平纵联上板铰示意图
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第二节 桁梁桥构造
四、联结系构造
（一）横向联结系
(a) 上承式
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第二节 桁梁桥构造
一、主桁杆件构造
（一）主桁杆件的截面形式
主桁杆件一般采用双壁式截面,有H形和箱形两种 （二）主桁杆件的外廓尺寸
应考虑下列因素：
•同一主桁中各杆件的宽度b必须一致； •上、下弦杆在各节间的高度应尽可能一致 ； •外廓尺寸不宜过大和过小； •制作和操作 空间以及标准化制造
（三）主桁杆件板件厚度
(b) 下承式
图7.2.18 桥门架与横联的几种图式
桥型 下承式 上承式
铁路桥 平行弦桁架
1/7L
多边形桁架
公路桥 平行弦桁架
（1/5~1/6.5）L
（1/71/10）L
（1/71/8）L
多边形桁架
（1/5.51/8）L （1/81/10）L
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第一节 概述
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.斜杆倾角与桁高、节长有矛盾 时,可在合理范围内进行调整. 4、主桁架中心距 主桁架的中心距离由横向刚度和稳定性决定 ;下承式钢桁梁桥的主桁中心距还应 满足桥梁建筑限界的要求,上承式桁梁桥的主桁中心距还要考虑横向倾覆稳定性 的要求,抗倾覆稳定安全系数不得小于1.3.
③横向框架. 横向框架由横梁、主桁竖杆和横向联结系的楣部杆 件所构成.当横梁在竖向荷载作用下梁端发生转动时, 竖杆的上端和下端均将产生力矩.在设计竖杆时,应考 虑此力矩的影响.
④次应力. 主桁各杆件是用高强度螺栓紧固在节点板上,相
当于刚性连接,杆端难以自由转动.当主桁在荷载作 用下发生变形而节点转动时,连接在同一节点的各 杆件之间的夹角不能变化,迫使杆件发生弯曲, 由 此在主桁杆件内产生附加的应力,这就是次应力 (secondary stress).
(b)
(c)
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第二节 桁梁桥构造
二、桥面系梁格构造与连结
纵梁断缝
对于跨度大于80m的简支桁梁,一般在跨中的一个节间内应设有纵梁断缝.
II
安装时临时连接孔 I
活动纵梁
活动纵梁
板
纵梁短伸臂
铰
I
(a)未设断缝时纵横梁变形
纵梁短伸臂
(b)设置断缝后纵横梁变形
≤80m
≤80m 14
第二节 桁梁桥构造
三、节点构造
影响节点板的形状及尺寸,而且使斜杆位置难以布置 在靠近节点中心处,以致削弱节点平面外刚度,增加节 点平面内的刚度.根据以往设计经验,斜杆轴线与竖直 线的交角以在30一50度范围内为宜.
(4)主桁的中心距 主桁的中心距与桁梁桥的横向刚 度有关.为了保证桥梁的横向刚度,主桁的中心距不应 小于跨长的1／20. 对于下承式桁梁桥,主桁中心距 还必须满足建筑限界的要求； 对于上承式桁梁桥,主桁 中心距与桁梁桥的横向倾覆的稳定性有关
(1)桁 高 从用钢量; 挠度; 满足建筑限界的要求. (2)节间长度 节间长度对桁梁桥的用钢量有一定影响.节长较短, 纵梁、横梁数量增多；但梁的截面可小,主桁腹杆也相 应变短.一般下承式桁梁节间长度为5．5—12m,或为桁 高的0．8—1．2倍.
(3)斜杆倾度 斜杆倾度影响到节点构造.斜度设置不当,不仅会
内力计算.