钢桥知识点

第一章绪论
1钢桥分类：
根据主要承重结构的受力体系可以分：梁式桥，拱桥，刚构桥，斜拉桥，悬索桥和混合体系桥梁。

梁式桥：竖向荷载作用，只产生竖向反力
按受力体系：简支梁、连续梁、悬臂梁
按结构形式：钢板梁、钢箱梁、钢桁梁、结合梁
拱桥：竖向荷载作用，除产生竖向反力外，还产生水平推力
按有无推力：有推力拱——设置坚固基础
无推力拱（系杆拱）——于拱两端设置拉索或梁
刚构桥：主要承重结构为偏心受压和受弯构件
斜拉桥：高次超静定结构，关键在高塔施工和索力控制
悬索桥：（吊桥），以主揽为主要承重结构，主揽只受拉力
2 钢桥优缺点：
优点：
*钢材抗拉、抗压、抗剪强度高，重量轻，跨越能力大。

钢材可加工性能好，可用于复杂桥型和景观桥。

*材质均匀，实际应力与计算值接近，安全可靠
*适合工业化方法制造，质量可靠，便于运输，便于无支架施工，工地安装速度也快。

*韧性延性好，可提高抗震性能。

*寿命长，易于修复和更换，可回收利用。

缺点：
动载作用下，疲劳问题突出。

易腐蚀，需要经常检查和按期油漆，维护费用高。

铁路钢桥行车时噪声与振动均比较大。

3钢桥设计的一般要求和原则
必须有足够的整体刚度、具有必要的横向刚度、满足使用阶段的受力和工作性能要求，在施工过程中满足应力和变形的要求、防腐、疲劳设计、不应有未栓合或未焊合的接触部分、应尽可能减少构件和零件的种类，钢结构的构件计尽可能标准化，使同型构件能互换、钢桥在安装或检修支座时在结构上应预设可供顶起用的结构
4结构内力计算原则
结构构件的内力按弹性受力阶段确定。

变形按构件毛截面计算，不考虑钉（栓）孔削弱的影响。

为简化计算，可将桥跨结构划分为若干个平面系统计算，但应考虑各个平面系统的共同作用和相互影响。

平面计算方法中，可以采用荷载横向分布系数考虑桥梁结构空间作用的影响。

5钢桥设计计算方法：
容许应力法和半概率极限状态设计法
σ≤γ[σ]
σ—结构标准荷载的计算应力，荷载组合系数为1
γ—不同荷载组合的容许应力提高系数
[σ]—容许应力，为屈服强度/1.7
6疲劳验算方法：
拉-拉或拉-压（以拉为主）的构件
压-拉（以压为主）的构件
第三章桥面结构
1钢桥桥面构造组成及各部分作用：
*桥面梁格，桥面板，桥面铺装，排水防水系统，人行道或护轮带，栏杆，照明灯具和伸缩缝等组成。

*桥道梁：把桥面板上的何在传递给主梁的作用。

桥面板：直接承受活载并传递给桥道梁或主梁的主要结构。

桥面铺装：提供主轮摩擦力，分散荷载，保护主梁。

2桥面板分类：
公路钢桥桥面板的结构形式：钢筋混凝土桥面板（RC桥面板）、预应力混凝土桥面板（PC 桥面板）、钢桥面板
铁路桥桥面的形式：明桥面、道碴桥面
3钢桥桥面标高调整的方法有哪些：
*调整墩台顶面标高。

*钢梁腹板采用不同的截面高度。

*采用变厚度桥面或设置三角垫层。

*根据桥面标高需要桥面板设置不同高度的倒梯形梗肋。

4为什么钢桥桥面板的强度和裂缝宽度比混凝土桥要求高：
*直接承受车轮作用冲击作用，活载比例大，容易疲劳破坏
*钢桥刚度小，纵梁与主梁刚度差别大，桥面板受力不匀
*板厚与梁高的比值小，尺寸误差影响大
*直接承受超重车辆车轮集中荷载，使承受的实际荷载大于设计荷载。

*钢桥易腐蚀
5钢桥面板三个基本结构体系
结构系I：由顶板和纵肋组成的结构系看成是主梁（桥梁主要承载构件）的一个组成部分，参与主梁共同受力，称为主梁体系。

结构系Ⅱ：由纵肋、横肋和顶板组成的结构系，顶板被看成纵肋、横肋上翼缘的一部分。

结构系H 起到了桥面系结构的作用，把桥面上的荷载传递到主梁和刚度较大的横梁，称为桥面体系
结构系Ⅲ：本结构系把设置在肋上的顶板看成是各向同性的连续板，这个板直接承受作用于肋间的轮荷载，同时把轮荷载传递到肋上，称为盖板体系。

第四章钢板梁桥
1钢板梁组成及各部分作用：
*组成：主梁、横向联结系，纵向连接系，桥面系组成，形成格子梁体系。

*主梁：整个桥梁的承重作用，把荷载传递给支座。

*横向联结系：把各个主梁连接成整体，起到荷载横向分布、防止主梁的侧向失稳作用。

有实腹式梁和空腹式桁架形式。

*纵向联结系：桁架式结构，作用是加强桥梁的整体稳定性、与横梁共同承担横向力和扭矩的作用。

*桥面系：把桥面荷载传递到主梁和横梁。

2铁路桥确定主梁中心距d时考虑的因素：
*桥枕或RC桥面的合理跨度—d为1.8～2.5m
*桥跨结构的横向抗倾覆要求，d不能太小。

*桥梁横向刚度的要求:d>=L/20
*下承式板梁桥下净空的要求（4.88m）
*整孔施工架设时的宽度要求。

3铁路梁高制定时考虑的因素：
主梁梁高设计要求：
*用钢量最省
*主梁的竖向挠度满足要求
*腹板宽度为常规轧制钢板尺寸，避免拼接或裁剪
*桥跨的建筑高度最小
*满足运输要求
*相近跨度尺寸的标准化（即采用相同腹板厚度）
4提高腹板稳定临界应力的主要方法有：
*设加劲肋：更有效
*增加板厚：效果不明显
5纵横向连接系的作用：
横向连接系作用：
*防止主梁侧倾试问
*起到荷载分配作用
*与主梁及纵向连接系构成空间桁架抵抗水平荷载
*桥梁安装架设是主梁的定位
*抵抗桥梁扭矩
*在桥面板端部起到横向支承的作用。

前三作用当横联设置于跨间时有效，后2设置于支撑处有效
纵向连接系作用：
*将地震荷载风荷载等水平力传递到支座
*防止主梁下翼缘的侧向变形和横向振动
*与主梁及纵向连接系构成空间桁架抵抗水平荷载及扭矩
*桥梁安装架设是主梁的定位
第五章钢箱梁桥
1钢箱梁的主要受力特点：
*箱梁受力特点：典型的闭口薄壁结构
2钢箱梁的组成及各部分作用：
因其横向刚度大，可不设纵连
*主要由主梁，横向连接系和桥面系组成。

*主梁：整个桥梁的承重作用，把荷载传递给支座。

*横向联结系：把各个主梁连接成整体，起到荷载横向分布、防止主梁的侧向失稳作用。

*桥面系：把桥面荷载传递到主梁和横梁。

纵梁：1主梁间距较大时，减小砼桥面跨径，2提高钢桥面板的刚度横梁：1对于双箱或多箱，使主梁受力均匀，2支承纵梁或桥面板，3端横梁有效提高桥梁整体抗扭能力和分散支点反力
3横隔板的作用及主要形式：
*减少钢箱梁的畸变和横向弯曲变形，增加整体刚度，分散局部荷载的作用。

*类型：中间横隔板：实腹式，框架式，桁架式。

支点横隔板：通常采用实腹式，分为两支座形式和单支座形式
第六章组合梁桥
1剪力连接件的分类：
*结构形式：刚性：一般采用角钢或槽钢，伸入砼中阻止板对梁的剪移；
柔性：采用斜钢筋或螺旋钢筋，防止砼板向上脱开；
焊钉：焊接于钢梁翼缘的大头螺钉；
PBL（开孔钢板连接器）孔中混凝土承担钢梁与混凝土板间的错动剪应力。

2连接件承受的主要外荷载：
*恒载，活载，预应力，混凝土干燥收缩，混凝土板与钢梁间的温差等。

第七章刚桁梁桥
1桁梁的组成及各部分作用：
*组成：主桁、联结系、桥面系、桥面
*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
*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。

分为纵向连接系（上平纵连，下平纵连）
横向连接系（端横联，中横联）
*桥面系作用：传递荷载，将两片纵梁连成整体、
*桥面作用：供车辆和行人走行的部分
2连续桁梁桥的特点：
*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
*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。

3主桁架的几何特点
三角形桁架，适用于大、中、小各跨径，构造简单，施工方便、斜杆式形桁架杆件规格多，制造、施工不方便，现已不采、K形桁架杆件
规格多连接多纵横梁多，杆件短小轻便、双重腹杆形桁架适用于大跨径桥梁
4主桁架的主要尺寸：桁架高度、节间长度、斜杆倾角、主桁架中心距
5主桁杆件截面形式
H形截面：组装简单，采用全自动焊容易矫正焊接变形，螺栓安装方便；截面绕X轴刚度小，用作压杆不经济，平置时腹板必须开泄水孔箱形截面截面：对X、Y轴刚度大，板厚相对H形薄；组装、焊接、矫正焊接变形、安装螺栓比H形费工费事
6拟定主桁杆件的外轮廓尺寸需考虑的因素
①同一主桁中各杆宽度b必须一致，便于用节点板相连
②上下弦杆在各节间的高度应尽可能一致
③外轮廓尺寸应兼顾刚度和经济
④应考虑自动电焊小车在竖板的槽内行走
⑤根据工厂组装胎型和机器样板的标准栓线网络布置
7纵梁的断缝：减少纵梁的轴力，降低横梁的水平弯矩。

大跨钢桁梁宜将纵梁切断。

两断缝的间距，不大于80m。

8桁架节点构造形式及特点：
外贴式节点：构造简单、拼接方便、弦杆可以连续不断地通过节点内插式节点：用钢量少、制造复杂，适用于大跨度桁梁
全焊节点：工地焊缝太多，焊接变形不易控制
9节点强度检算：节点板撕破强度检算、节点板中心竖直截面的法向
应力和剪应力验算、腹杆与弦杆之间节点板水平截面的法向应力和剪应力验算
10桥跨结构横向刚度要求
《铁路桥规》要求：下承式简支桁梁及连续桁梁的边跨，其宽度与跨度之比不宜小于1/20，
11节点的受力要求及构造要求：
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；
*必要时，在节点板自由地段设置加劲角钢或隔板。

构造要求（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。

12活载发展系数n,活载均衡发展系数，的定义计算（n，a概念公式）：
定义：按设计容许应力[σ]与现行《铁路桥规》中的“中—活载”设计的钢桥，实际上能承受更高等级的活载（通常称为检定活载等级）。

这个实际上能承担的高等级活载（检定活载）与设计活载的比值，称为该桥预留的活载发展系数。