公路钢结构桥梁设计规范-JTGD64-2015-9钢桁梁.ppt
8钢箱梁-公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
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； 8.1 一般规定
8.1.4钢箱梁剪应力计算应考虑扭i=1,2转, VV ,n的影响 ➢钢箱梁扭转
自由扭转 ► 力矩 ►剪应力
Ts
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GIT
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20 20
8.5 横隔板
结构形式
➢ 开口率： A' A bh BH
实腹式：主要受剪应 桁架式：可简化为仅受轴力的杆件 框架式： 横隔板受力性质介于实腹式
和桁架式之间，考虑轴力和抗弯。
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
《公路钢结构桥梁设计规范》
8 钢箱梁
吴冲 同济大学桥梁工程系
cwu@
8.1 一般规定
8.1.1 本章适用于简支或连续钢箱梁桥设计 ➢本章适用于简支或连续钢箱梁桥等受弯构件设计 ➢对于斜拉桥、自锚式悬索桥等承受较大轴力的主梁 正交异性钢桥面板和底板可参照本章设计 腹板应参照非均匀受压加劲板设计，本章不适用 ➢本章横隔板设计方法 仅适用于跨径不大于100m的钢箱梁桥 如图扁平钢箱梁横隔板承受弯矩和剪力，本章不适用
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
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8.2 正交异性钢桥面板
8.2.3纵向加劲肋应满足以下要求： ➢宜等间距布置；不等间距布置时，最大间距不宜超过最小间距 的1.2倍。 ➢应连续通过横向加劲肋或横隔板，加劲肋与顶板焊缝的过焊孔 宜采用堆焊填实，焊缝应平顺。 ➢闭tf口—加—劲顶肋板的厚几度何；尺tr—寸—应加满劲足肋以腹下板规厚定度: ；ttr3fah3' 400 h’——加劲肋腹板斜向高度；a——加劲肋腹板最大间距 ➢闭口纵向加劲肋与顶板焊接熔透深度不得小于加劲肋板厚的80 ％，焊缝有效喉高不得小于加劲肋板厚。 ➢闭口纵向加劲肋应完全封闭。
《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)设计原理
目录1.材料定义 (5)2.截面定义 (6)3.有效截面 (6)4.轴心受拉构件强度验算 (10)4.1规范条款 (10)4.2验算原理 (10)4.2.1获取参数值 (10)4.2.2承载力计算 (11)4.2.3结论 (11)4.3结果表格 (11)5.轴心受压构件强度验算 (12)5.1规范条款 (12)5.2验算原理 (12)5.2.1获取参数值 (12)5.2.2承载力计算 (12)5.2.3结论 (13)5.3结果表格 (13)6.轴心受压构件整体稳定验算 (13)6.1规范条款 (13)6.2验算原理 (14)6.2.1获取参数值 (14)6.2.2χ值计算 (15)6.2.3承载力计算 (18)6.2.4结论 (18)6.3结果表格 (18)7.拉/压弯构件腹板应力验算 (19)7.1规范条款 (19)7.2验算原理 (20)7.2.1获取参数值 (20)7.2.2承载力计算 (21)7.2.3结论 (22)7.3结果表格 (22)8.拉/压弯构件腹板最小厚度验算 (23)8.1规范条款 (23)8.2验算原理 (24)8.2.1获取参数值 (24)8.2.2腹板最小厚度验算 (24)8.2.3结论 (24)8.3结果表格 (25)9.拉/压弯构件腹板加劲肋验算 (25)9.1规范条款 (26)9.2验算原理 (27)9.2.1获取参数值 (27)9.2.2腹板横向加劲肋间距α计算 (28)9.2.3腹板横向加劲肋惯性矩计算 (29)9.2.4腹板纵向加劲肋惯性矩验算 (29)9.2.5结论 (30)9.3结果表格 (30)10.拉/压弯构件翼缘板弯曲正应力验算 (31)10.1规范条款 (31)10.2验算原理 (31)10.2.1获取参数值 (31)10.2.2承载力计算 (32)—2—10.2.3结论 (32)10.3结果表格 (32)11.拉/压弯构件整体稳定性验算 (33)11.1规范条款 (33)11.2验算原理 (35)11.2.1获取参数值 (35)11.2.2χ值计算 (36)11.2.3承载力计算 (36)11.2.4结论 (38)11.3结果表格 (38)12.抗倾覆验算 (38)12.1规范条款 (38)12.2验算原理 (39)12.2.1获取参数值 (39)12.2.2支座脱空验算 (40)12.2.3倾覆验算 (40)12.3结果表格 (44)13.挠度验算及预拱度 (45)13.1规范条款 (45)13.2验算原理 (46)13.2.1获取参数值 (46)13.2.2结论 (46)13.3结果表格 (46)14.抗疲劳验算 (47)14.1规范条款 (47)14.2验算原理 (50)14.2.1获取参数值 (50)14.2.2正应力抗疲劳验算 (50)14.2.3剪应力抗疲劳验算 (51)14.3结果表格 (52)—4—1.材料定义《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64)桥梁设计钢材材料选择规范“JTG D64-2015(S)”，如下图：▶索引位置：midas Civil 特性>材料特性值>钢材> JTG D64-2015(S)图 1材料定义钢材材料支持Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢。
钢桥、组合梁桥-《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)功能介绍
12p
《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015 功能展示
前处理-构件参数
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1、在工作树构件右键“构件列表”可统一查看、修改所有构件参数。 2、在工作树参数右键“显示表格”可查看、修改对应的构件参数。
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20p
《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015 功能展示
验算项-轴心受压构件整体稳定验算
We Analyze and Design the Future
13p
《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015 功能展示
前处理-倾覆
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1、自动生成倾覆边界条件。 2、自动生成空间倾覆轴。 3、用户可手动输入支座反力。 4、用户可手动输入倾覆轴。
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8p
《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015 功能展示
“设置” 界面
前处理-设置
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1、程序自动生成设置界面默认值。
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公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-20159钢桁梁
➢腹板内设有间距不大于3 m的隔板，为防锈，端隔板必须密封焊接
➢(d)、(e) 截面适用于工厂焊制的上弦、下弦杆件
➢( c )截面可以通用于各种杆件，需要坡口焊，
➢( b )截面适用于腹杆
➢(i) 、(j)截面适用于铆接上、下弦杆
➢(g) 、(h) 截面适用于铆接的下弦杆和腹杆，节点板是贴于其竖板外侧
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2B
2
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9.2 杆件
9.2.3 多腹杆系桁架中的竖杆兼作横向联结系的组成杆件时，在桁 高中部的连接部分应满足横向联结系平面内所需的抗弯刚度要求
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δ2 δ2 δ2 δ2 δ2
(f)
(g)
(h)
(i)
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x
➢ 纵向联结系 ➢ 横向联结系构件
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9.1 一般规定
焊接H形截面
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
➢便于采用全自动焊，矫正焊接变形较容易， δ3 工地连接螺栓安装方便
《公路钢结构桥梁设计规范》
9 钢桁梁
钢桁梁的组成
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。
《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)宣传PPT
We Analyze and Design the Future 《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015 功能展示 Do the right things right, We Analyze and Design the Future, MIDAS IT彭海军 2017.07.18《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015midas Civil & Civil Designer【操作简单】 【无可替代】【功能强大】缘起·项目背景聚心·核心优势臻美·实例展示闪耀·亮点功能并进·共创未来项目背景新规范推出概率极限状态设计方法市场环境钢产量过剩： “去产能”被列为2016年五大结构性改革的任务之首。
我国钢桥建设远低于发达国家水平： 1%>50%35% 41%国家政策交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见交公路发〔2016〕115号 2016年7月1日主要目标：到“十三五”时期末，公路行业钢结构桥梁设计、制造、施工、养护技术成熟，技术标准体系完备，专业化队伍和技术装备满足钢结构桥梁建设养护需要。
新建大跨、特大跨径桥梁以钢结构为主，新改建其他桥梁钢结构比例明显提高。
七大措施：（一）加强方案比选，鼓励选用钢结构桥梁。
（二）合理选型，更好地发挥钢结构桥梁的优势。
（三）重视钢结构桥梁的构造设计/连接过渡、抗疲劳、抗渗漏、抗火等（四）全面提高结构可维护性/可达、可检、可修、可换四可设计（五）推进钢结构桥梁工业化、标准化、智能化建造。
（六）尽快完善相关标准定额/专用施工和养护定额和标准图（七）加强专业人才培养/相关标准规范和知识技能的专项培训。
核心优势操作简单建立midas Civil 模型材料、截面、疲劳荷载导出到Civil Designer一键导出，无缝对接自动生成验算数据跨度、有效截面、倾覆、荷载组合运行，查看结果11个验算项、整体计算书1 2 3 4仅需4步功能强大11个验算项一、承载能力极限状态验算1、轴心受拉构件强度验算2、轴心受压构件强度验算3、轴心受拉构件整体稳定验算4、拉/压弯构件腹板应力验算5、拉/压弯构件腹板最小厚度验算6、拉/压弯构件腹板加劲肋验算7、拉/压弯构件翼缘板弯曲正应力验算8、拉/压弯构件整体稳定验算二、其他验算1、抗倾覆验算2、挠度验算及预拱度3、疲劳验算涵盖规范规定的所有验算项功能强大丰富的结果展示结果表格图形结果详细计算书1、能够快速定位验算不通过点位，并查找原因，提高建模效率2、全面贴合规范，给出详细计算流程，提高设计水平功能强大丰富的结果展示整体计算书美观大方，方便实用的整体计算书，可直接备份存档。
钢箱梁-公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015
8.1 一般规定 箱梁宽度太大，节段太短，U肋工地连接太多，容易产生疲劳
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8.1 一般规定
8.1.3 钢箱梁应设置进入箱内的检修通道和排水孔。 ➢为便于钢箱梁制作和维护，横隔板应设置人孔。 ➢钢箱梁不能完全封闭时，应设置排水孔将积水排出箱梁外 ➢当箱梁尺寸很小箱内不能设置检修通道时应完全封闭。
➢人行道部分的钢桥面板顶板板厚不应小于10mm。
8.2.2正交异性钢桥面板承载能力极限状态设计冲击系数 ➢车轮荷载作用下的局部受力影响线较短，受冲击作用影响大 ➢冲击系数取0.4。
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8.2 正交异性钢桥面板
8.2.3纵向加劲肋应满足以下要求：
➢宜等间距布置；不等间距布置时，最大间距不宜超过最小间距 的1.2倍。
➢应连续通过横向加劲肋或横隔板，加劲肋与顶板焊缝的过焊孔
宜采用堆焊填实，焊缝应平顺。
➢闭tf口—加—劲顶肋板的厚几度何；尺tr—寸—应加满劲足肋以腹下板规厚定度: ；tt r3f
跨径 L1
跨径 L2
挠度D2 加劲肋
挠度D1 加劲肋
图8.2.5 正交异性板的挠跨比
挠度D2 钢桥面板
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8.2 正交异性钢桥面板
D
Diaphragm at the welding toe connecting to U-ribs
5构件设计(强度与稳定)-公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
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1.4 疲劳 吊杆
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1.4 疲劳 吊杆
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1.4 疲劳
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1.6 腐蚀
钢结构腐蚀：金属处于大气环境，空气中相对湿度大于一定数值时，在金属
形成水膜，空气中水分在金属表面吸附凝聚及溶有空气中污染物，表面水膜 （电解质膜）层下金属发生电化学腐蚀
钢桥的腐蚀破坏 1.阻止形成防腐的条件 ：涂装和防止钢材表明接触空气或降低 空气的湿度 。 2.阴极保护作用 ：防腐底漆中添加锌粉、铝粉形成富锌（铝） 涂料、热喷涂技术将锌铝喷涂在钢材表面或采用镀锌技术
公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongjiuniversitywuchong同济大学59522轴心受压构件轴心受压整体稳定系数参数080503502曲线类别31公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongjiuniversitywuchong同济大学60522轴心受压构件表5232轴心受压整体稳定折减系数的截面分类横截面形式限制条件屈曲方向屈曲曲线类型40一般截面空心截面除外任意截面宽焊缝05轴心受压整体稳定系数公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongjiuniversitywuchong同济大学61522轴心受压构件轴心受压整体稳定系数表5232轴心受压整体稳定折减系数的截面分类横截面形式限制条件屈曲方向类型4040100轧制截面12热轧任意空心截面截面任意任意截面任意任意32公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongjiuniversitywuchong同济大学62531在主平面内受弯的实腹式构件抗弯强度翼缘板弯曲正应力翼缘板弯曲正应力未设加劲肋处集中荷载作用下腹板的局部应力正应力公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongjiuniversitywuchong同济大学63531在主平面内受弯的实腹式构件抗弯强度正应力剪应力和腹板的局部应力共同作用的腹板稳定参考gb500182003钢结构设计规范33公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongjiuniversitywuchong同济大学64531在主平面内受弯的实腹式构件抗弯强度公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongjiuniversitywuchong同济大学65531在主平面内受弯的实腹式构件抗弯强度34公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongjiuniversitywuchong同济大学66531在主平面内受弯的实腹式构件抗弯强度公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongjiuniversitywuchong同济大学6735公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongjiuniversitywuchong同济大学68公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongjiuniversitywuchong同济大学6936公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongjiuniversitywuchong同济大学70公路钢结构桥梁设计规范jtgd642015tongj
公路钢结构桥梁设计规范JTGD钢桁梁
公路钢结构桥梁设计规范JTGD钢桁梁
首先，JTGD对于钢桁梁的材料选择进行了规范。
规范要求梁的材料
应满足国家有关标准，并且需要有相关的质量合格证明。
钢材的机械性能
包括抗拉强度、屈服强度、伸长率等要求也在规范中进行了明确。
钢桁梁的设计要求主要包括以下几个方面。
首先，要求按照桥梁荷载、地震效应、温度变化等载荷组合进行桥梁的强度计算和稳定性计算。
其次，规范要求梁的截面尺寸和梁的屈曲控制要满足相关要求。
对于大跨度桥梁
的梁，还需要进行颤振验算。
此外，规范还对于桥梁的疲劳寿命进行了要求，包括载荷历时、荷载作用频率等方面。
在桥梁施工过程中，规范对于梁的制造、预拼装和吊装等环节也进行
了规定。
其中，规范对于梁的制造要求梁的长度一般为40m或者更短，并
且有相应的拼装工艺要求。
吊装要求梁的吊装工艺可行、安全，并且在吊
装过程中进行检查和监控。
在桥梁维护方面，规范强调了梁的防腐保护措施。
根据梁的使用环境
和钢材的特性，规范要求对梁的涂装、防腐处理进行恰当选择。
此外，规
范还要求定期对梁进行检测，如超声波探伤、磁粉探伤等，以及记录梁的
使用状况和维护情况。
总而言之，JTGD钢桁梁设计规范为公路钢结构桥梁的设计、施工和
维护提供了明确的指导。
通过遵循规范的设计要求和施工要求，可以保证
梁的结构安全可靠，延长梁的使用寿命，提高桥梁的运行效率。
钢及钢混规范
钢桥、钢-混组合桥梁设计规范应用交流为什么要大力推广钢桥、钢混组合桥梁公路钢结构桥梁设计规范JTG D64-2015公路钢混组合桥梁设计与施工规范JTG/T D64-01-2015010203为什么要大力推广钢桥、钢混组合桥梁公路钢结构桥梁设计规范JTG D64-2015公路钢混组合桥梁设计与施工规范JTG/T D64-01-2015010203中国美国日本＜1%35%41%→10%数量少朝天门数量少项目拱桥斜拉悬索5/105/106/101.重庆朝天门大桥552/2009/钢2.上海卢浦大桥550/2003/钢3.合江一桥530/2013/钢管砼2.苏通大桥/1088/2008/钢3.昂船洲大桥/1018/2009/钢-混4.鄂东大桥/926/2010/钢-混2.虎门二桥/1688/2019/钢3.西堠门大桥/1650/2009/钢世界桥梁排名前十中国所占比例上海卢浦合江苏通昂船洲西堠门武汉长江大桥芜湖长江大桥安庆长江大桥南京长江四桥大数量少项目大规范19401960200020201980滞后专题研究(重复)；参考欧标、美标；数量少项目大规范滞后结构优•高强均质；•跨越能力强；•韧性延性好；材料•制造运输便利；•安装拼接高效；•质量有保障；施工•建设造价高；•养护成本低；•全寿命造价合理；造价•耗能和排放低；•建设过程污染小；•无限循环利用；环保需求空间技术实力颁布新规结构先进经济环保延性设计目录钢桥及钢混组合桥梁设计规范为什么要大力推广钢桥、钢混组合桥梁公路钢结构桥梁设计规范JTG D64-2015公路钢混组合桥梁设计与施工规范JTG/T D64-01-20150102037 钢板梁8 钢箱梁9 钢桁梁7 钢板梁8 钢箱梁9 钢桁梁开口加劲肋正交异性板闭口加劲肋正交异性板钢筋砼桥面板7 钢板梁8 钢箱梁9 钢桁梁7.1 一般规定7.1.1 本章适用于受弯为主的工字形截面钢板梁桥设计。
8.1 一般规定8.1.4 钢箱梁剪应力计算应考虑扭转的影响。
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δ1
δ1
δ1
δ1
δ2 δ2 δ2 δ2 δ2
➢缺点是截面绕X轴的刚度小，用作压杆时
不太经济 ➢当H形杆件平置时，腹板上必须开泄水孔 ➢适用于适用于腹杆
(f)
(g)
(h)
(i)
(j)
y
x
焊接箱形截面
➢截面刚度较大，适用于内力和长度较大的压杆
➢组装、焊接、矫正焊接变形和在工地安装连接螺栓都比H形截面费工费事
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9.1 一般规定
9.1.1主桁杆件截面可采用H形或箱形，上、下平面纵向联结系和横向联结系构件截面可
采用I形、L形或T形
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
➢ 主桁杆件
δ3
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δ1
δ1
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钢桁梁的组成
（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。
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9.3 节点板
3.全焊节点
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9.3 节点板
9.3.1 节点板应与杆件的接触面全部密贴。在支承处，节点板宜低 于桁梁下弦10～15mm，下缘应磨光与支承垫板顶紧。
δ1
δ2 δ2 δ2 δ2 δ2
(f)
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➢ 纵向联结系 ➢ 横向联结系构件
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9.1 一般规定
焊接H形截面
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
➢便于采用全自动焊，矫正焊接变形较容易， δ3 工地连接螺栓安装方便
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9.3 节点板
三、节点构造－节点构造形式
1.外贴式节点
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9.3 节点板
2. 内插式节点
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9 钢桁梁
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钢桁梁的组成
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。
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9.1 一般规定 9.1.3 对构造复杂的桁架结构，宜采用空间计算模型进行分析。
D D
1.3P
D D
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9.2 杆件
9.2.1 主桁杆件的计算应符合以下规定：
➢构件节点可假定为铰接进行计算。
➢当主桁杆件截面高度与其节点中心间距之比，非整体节点的简 支桁梁大于1/10，连续梁支点附近的杆件及整体节点钢桁梁杆件 大于1/15时，应计算其节点刚性的影响；由该节点刚性引起的次 力矩应乘以0.8，与轴向力一并进行承载能力极限状态的强度检 算
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ToБайду номын сангаасgji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
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Hw V
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V
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d)
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9.2 杆件
9.2.3 多腹杆系桁架中的竖杆兼作横向联结系的组成杆件时，在桁 高中部的连接部分应满足横向联结系平面内所需的抗弯刚度要求
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
➢腹板内设有间距不大于3 m的隔板，为防锈，端隔板必须密封焊接
➢(d)、(e) 截面适用于工厂焊制的上弦、下弦杆件
➢( c )截面可以通用于各种杆件，需要坡口焊，
➢( b )截面适用于腹杆
➢(i) 、(j)截面适用于铆接上、下弦杆
➢(g) 、(h) 截面适用于铆接的下弦杆和腹杆，节点板是贴于其竖板外侧
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9.2 杆件
9.2.2 作为桥门架腿杆的主桁斜杆或竖杆，应计算桥门架受横向力 时产生的轴向力和弯矩。计算时应视桥门架为下端固定的框架。由 于风力作用使桥门架斜腿所产生的轴向力的水平分力，应计入下弦 杆杆力之内。
Hw
C
D
Hw
(l- l0 )
l-c
l-l0
l
c
l0
E
F
A
B
B
a)
Hw' 2
l0
b)
Hw 2
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
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9.1 一般规定
9.1.2 可将桁梁结构划分为若干个平面系统分别计算，但应考虑各 个平面系统间的共同作用和相互影响。
下
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公路钢结构桥梁设计规范 J5TGD64-2015
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钢桁梁的组成
（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。
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