7钢桁梁

• 外廓尺寸小，则总体稳定差，外廓尺寸大，局部稳定差。
• 拟定H形截面b和h时，应考虑便于自动焊。 • 根据工厂组装胎型和机器样板的标准栓线网格布置，采用： (1) b 有 460、600、720mm (2) h 有 260、440、600、760、920、1100mm
第二节 桁梁桥构造
第二节 桁梁桥构造
跨度时，构造复杂
•
对于大跨度，杆件短小、轻便、适宜于装拆式桥梁
第一节 概述
(4) 双重腹杆形桁架(菱形或米字形桁架) • 同一节间剪力由两根斜杆承担，斜杆截面小且短；
•
•
用于大跨度，受压斜杆短，对压屈稳定有利；
斜杆截面小，则节点板上连接栓钉数少，易于节点布置
第一节 概述
• 我国大跨度(L=96~128m)单线下承式栓焊钢桁梁
(二) 横向联结系
• 特点：杆件不能太长，斜撑倾角以45°为宜；
• 几何图式：
上承式
下承式
• 杆件形式：单壁式 (内力较小)、 双壁式(内力较大)
第二节 桁梁桥构造
(三) 制动撑架
• 目的：为使纵向水平力直接传给主桁节点，再通过弦杆传给
支座固定，以减少横梁所受的弯矩 。 • 方法：纵横梁交叉点与纵联斜杆交点间加设四根短斜杆。 • 位置：一般 为跨中。 • 几何图式：
竖杆 斜杆
第一节 概述
大节点：有斜杆交汇，受力及构造复杂，节点板较大
节点：
小节点：无斜杆交汇，受力及构造简单，节点板较小
特点：
大节点：左右弦杆内力不等，截面不同，在节点中或 节点旁弦杆是断开的 。
小节点：左右弦杆内力相等，截面相同， 弦杆不断开 。
节间：节点之间的距离 横梁的间距及纵梁的跨度
(三) 主桁杆件截面分肢
• 为防止运营期间因锈蚀而导致截面相对损耗大，且在制造、 运输、安装时易变形 ，故有最小 尺寸要求。
•
H形截面的主桁杆件只有翼板与节点板相连，故截面应尽量 集中于翼板，但腹板过薄，可能引起局部失稳。
第二节 桁梁桥构造
• 焊接杆件的最大板厚应考虑供货条件。 • 压杆的各分肢钢板的宽厚比应满足局部稳定要求
• 活载发展系数
由于设计容许应力小于实际容许应力
a
Np (1 ) N k
n 0.2a 1.2
• 活载发展均衡系数
1 i 1 (amax ai ) 6
第二节 桁梁桥构造
• 杆件轴力影响线面积
第二节 桁梁桥构造
• 铁路桥梁恒载与活载作用下杆件内力 弦杆
N N p (1 ) N k p (1 )k
第一节 概述
主桁架中心距
• 横向刚度要求：过小可能引起桥梁横向振幅过大，特殊桥梁应 进行车桥耦合振动计算分析； • 桥梁建筑限界要求： • 倾覆稳定 性要求：抗倾覆稳定安全系数不小于1.3； • 下承式单线标准钢桁梁(48~80m)原主桁中心距5.75m， 2000年修改为6.4m。
第一节 概述
第三节 桁梁桥的计算
一、计算原理
(一) 简化方法
• 刚性节点的空间结构 分解为独立的解决的铰接平面结构 • 近似计算方法考虑节点刚性和空间作用的影响
主应力：按铰接平面 结构计算出来的应力 次应力：考虑节点刚性和空间作用计算 出来的应力
第三节 桁梁桥的计算
• 次应力的处理方式 ① 次应力很小，可忽略； ② 次应力较大时应与主应力叠加计算杆件截面 ③ 次应力虽较大，但对杆件仅有局部影响时，可提高杆件 容许应力进行检算。
第一节 概述
特点：
• 适合于悬臂拼装或采用纵向拖拉及顶推法安装就位； • 局部破坏时，损害相对较小，修复较容易； • 每联常采用两跨或三跨，一般不超过五跨；
• 二孔连续梁做成等跨，三孔时最好为7：8：7或做成等跨。
第一节 概述
第一节 概述
(二) 悬臂桁梁桥
组成：锚跨、伸臂或悬跨组成
优点：
•
必要时，在 节点板自由地段设置加劲角钢或隔板。
第二节 桁梁桥构造
制造、安装和养护要求
• 节点板形状简单端正，不得有凹角； • 标准节点 板，螺栓位置应 按机器样板的标准栓线网格布置；
• 同一杆件两端的螺栓排列应尽量一致； • 工地安装螺栓，均应考虑施工的方便； • 立柱与上弦杆的连接及端节点的构造 应考虑施工 临时荷载； • 节点内不得有积水、积尘的死角及难于油漆和检查的地方 。
• 横向分布系数 对于两片主桁架，在偏载不利情况下，可按杠杆原理计算车 辆及人群的横向分配系数。
• 冲击系数
第二节 桁梁桥构造
• 主桁杆件内力
第三节 桁梁桥的计算
三、桥面系计算
(一) 纵梁内力计算
• 为弹性支承的连续梁，跨中弯矩及支点反力按简支梁，支点 负弯矩按0.6倍跨中弯矩计算
第三节 桁梁桥的计算
• 箱形截面 优点：适用于内力和长度较大的压杆，对X轴Y轴均有较大刚度， 板厚相对较薄； 缺点：组装、焊接、矫正焊接变形和在工地安装螺栓较麻烦， 端隔板必须密封焊接。
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第二节 桁梁桥构造
(二) 主桁杆件的外廓尺寸
• 同一主桁各杆件的宽度b应一致，便于节点板相连。 • 上下弦杆在各节间高度应尽可能一致。 (1) 杆件高度h过小，螺栓横向列数多，节点板加长； (2) 杆件高度h过大，则主桁节点刚性次应力加大。
第一节 概述
(二) 主桁架的主要尺寸
主桁架高度
• 用钢量最省 ；(即弦杆和腹杆的总用钢量最少) 单线下承铁路钢桁梁经济桁高为跨度的(1/5~1/6.5)，双线增20% 公路桥梁荷载小，公路主桁经济高度比铁路桥小。 • 刚度：钢桁梁静活载挠度不大于跨度的1/900。 • 下承式应满足桥梁建筑限界(9m)，上承式应满足容许建筑高度
第一节 概述
节间长度
• 影响纵梁的跨度和斜腹 杆的倾角； • 节间长，则纵梁跨度大，用钢量多，但横梁少，横梁用钢量少； • 节间短，则相反； • 中小跨，上承桁架 节间长3~6m；下承桁架节间长6~10m； • 大跨度，下承式节间长12~15m。
第一节 概述
斜杆倾角
• 由主桁高度与节间长度的比值确定； • 倾角过小，腹杆数量少，腹 杆长，内力大； • 倾角过大，腹杆数量多，腹 杆短，内力小； • 过小或过大，使斜 杆无法伸入节点中心，使节点板过长或过高 • 有竖杆时，合理斜杆倾角为50° • 无竖杆时，合理斜杆倾角为60°
防爬角钢、枕间板、人行道
第一节 概述
第一节 概述
二、主桁架的图示及特点
(一) 主桁架的几何特点
原则：经济、构造简单、利于标准化和便于制造安装 分类：
(1) 三角形桁架
• • • • 弦杆的规格和大节点少； 支撑横梁的竖杆只承受局部荷载，内力小而截面相同； 不支撑横梁的竖杆只起支撑弦杆作用，内力为零，可省去； 下承式桥可将端竖杆和端弦杆省略。
二、连续桁梁及悬臂桁梁桥
(一) 连续桁梁
适用范围：跨度大于120m的多孔桥 特点：
• 连续梁最大弯矩比等跨简支梁小，可节省8%~10%的钢材；
• 桥墩上只有一个支座，墩帽所需尺寸较简支梁小； • 连续梁的横向及横向刚度均比简支梁大，故行车平顺，或同刚 度下，连续梁梁高可小一些； • 是超静定结构，可调整支座标高来调整杆件内力，使受力均匀。
第三节 桁梁桥的计算
• 铁路纵、横梁高跨比分别为1/7~1/8、1/4~1/6； • 公路纵、横梁高跨比分别为1/8~1/10、1/6~1/8；
第二节 桁梁桥构造
第二节 桁梁桥构造
(二) 纵梁和横梁的连接
• 纵横梁等高时，在纵梁腹 板上设一对连接 角钢，在纵梁上下 翼缘处各设一块鱼形板；
•
纵横梁不等高时，可将纵梁下方局部加高；或上鱼形板从横
梁腹 板处穿过；
第二节 桁梁桥构造
(三) 横梁与主桁的连接
• 纵横梁等高时，横梁下翼缘与主桁下弦中心平齐； • 纵横梁不等高时，纵梁下翼缘与主桁下弦中心平齐，下平纵
联的水平节点板将被横梁腹板隔开；
• 连接角钢不够长时，可在横梁端部加设肱板。
第二节 桁梁桥构造
(四) 纵梁断缝
• 对于跨度大于80m的简支纵梁，应在跨中处设断缝。
• 与连续梁相似，跨中弯矩小，比简支梁节省8%~10%的钢材； • 悬臂梁是静定结构，不受墩台不均匀沉降的影响
第一节 概述
缺点：
• 挂孔与悬臂衔接处线路折角大，对行车不利； • 悬臂桁梁需要设铰，构造复杂、维护困难； • 锚孔被毁会累及挂孔一起坠落。
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
第二节 桁梁桥构造
三、节点构造
(一) 节点构造形式
• 外帖式节点 • 内插式节点
• 全焊式节点
第二节 桁梁桥构造
(二) 节点的基本要求
受力要求
• 各杆件截面重心线应尽量在节点处交于一点； • 主桁杆件所需螺栓数按杆件的承载力计算；联结系杆件所需 螺栓数按杆件的内力计算； • 有条件时，杆件进入节点板的第一排螺栓数，可少布置几个； • 弦杆在节点中心断开时，应用节点板和拼接板连接； • 所有杆件尽量向节点中心靠拢，节点板尺寸小；
腹杆
N1 N p 1 (1 ) N k1 p (1 )k11 N 2 N p 2 (1 ) N k 2 p 2 (1 )k22
立柱
按压杆内力的3%为抗力，进行检算
第二节 桁梁桥构造
第二节 桁梁桥构造
第二节 桁梁桥构造
第三节 桁梁桥的计算
二、主桁架的计算
(一) 自重假定
• 根据已有设计资料估算桁梁自重
•
可采用理论公式估算
k1[ 0 ] 按与活载强度成正比，与容许应力成反比 P P0 1 k0 [ 1 ]
pz (ka pmb) [ ] (1 a)bl

第二节 桁梁桥构造
(二) 活载内力计算
第一节 概述
• 构造简单、设计定型化、便于安装制造 中等跨度(L=48~80m)单线下承式和上承式栓焊钢桁梁
第一节 概述
(2) 斜杆形桁架 • 弦杆规格多；
•
•
竖杆规格多，内力大；
均为大节点；
第一节 概述
(3) K形桁架 • 同一节间剪力由两根斜杆承担，斜杆截面小且短；
•
杆件规格多，节点多，节间短，纵横梁及连接多，对于中小
第二节 桁梁桥构造
(四) 主桁杆件的刚度要求
• 为防止杆件在自重作用下产生较大的挠曲，在活载作用下发 生较大的振动，在运输安装过程中易产生变形，故对杆件刚 度有要求。
第二节 桁梁桥构造
二、桥面系梁格构造与连接
(一) 纵梁和横梁
• 截面均为板梁 • 铁路板梁上翼缘宽不小于240mm；
• 铁路板梁板厚不小于10mm，公路不小于8mm；
第一节 概述
(二) 联结系
作用：使主桁架联结形成空间稳定结构，承受横向荷载 组成：
纵向联结系：承受横向水平荷载，减小弦杆平面外自由长度， 由上平纵联和下平纵联组成。
横向联结系：增加钢桁梁的抗扭刚度、调节 两片主桁或两片 纵联的受力不均。 由端横联和中横联组成。 下承式桁梁的端横联，又称桥门架。
第一节 概述
(三) 桥面系
组成 ：纵梁、横梁及纵梁间的联结系 作用：
• 桥面荷载先作用于纵梁
• 再由纵梁传至横梁
• 再由横梁 传至主桁架节点 • 纵梁间联结系将两片纵梁联成整体
第一节 概述
(四) 桥面
作用：供车辆和行人走行的部分 组成：铁路桥的明桥面包括：钢轨、护轨、桥枕、护木、
分类：
• 重型杆件：受力大、杆件截面大，双壁式截面，双节点板； • 轻型杆件：受力小，多用型钢，单壁式截面；
双壁式截面组成
• H形截面 优点：组装简单、易于自动焊、矫正焊接变形容易，工地螺 栓连接方便，广泛采用。 缺点：绕弱轴刚度小，作压杆不经济，平置时，腹板应开泄 水孔。
第二节 桁梁桥构造
第二节 桁梁桥构造
第二节 桁梁桥构造
第二节 桁梁桥构造
四、联结系构造
(一) 纵向联结系
• 定义：同一平面两弦杆之间的联结杆件，即斜撑与横撑； • 特点：杆件内力不大，截面较小，截面尺寸由刚度控制；
•
几何图式：
三角形； 菱形； 交叉形； K形
第二节 桁梁桥构造
•杆件形式：单壁式与双壁式
第二节 桁梁桥构造
第七章 钢桁梁桥
概述
桁梁桥构造
桁梁桥的计算
第一节 概述
一、钢桁梁的组成
适用范围：当跨度大于40m 分类：上承式桁梁桥、下承式桁梁桥、双层桁梁桥 组成：主桁、联结系、桥面系、桥面
第一节 概述
第一节 概述
(一) 主桁
作用：主要承重结构，承受竖向荷载，将荷载通过支 座传给墩台 组成： 上弦杆 下弦杆 腹杆