第五章钢桁架桥
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
空腹钢桁架有限元分析(全)
图1.2空腹钢桁架模型有限元模型图1.3a BEAM189模型剪力图图1.3b BEAM189模型弯矩图图1.4a BEAM189模型轴力图图1.4b BEAM189模型轴向位移图1.2.2采用BEAM4单元进行建模计算图1.5a BEAM4模型剪力图图1.5b BEAM4模型弯矩图图1.6a BEAM4模型轴力图图1.6b BEAM4模型轴向位移图表一：空腹钢桁架模型静力计算数据（单位：kN m）单元类型弯矩值剪力值轴力值x向位移BEAM18941.5741.40194000.58 BEAM442.4742.25195000.51从上图及表一可以看出，对该空腹钢桁架模型有限元模型进行静力分析有以下结论：图1.7a BEAM4/189模型振型图（一阶）图1.7b BEAM4/189模型振型图（二阶）图1.8a BEAM4/189模型振型图（三阶）图1.8b BEAM4/189模型振型图（四阶）以上两种模型约束了所有节点平面外的平动自由度，支撑处均为简支梁支撑形式。
由上述结果可以看出，采用三种不同单元的模型振型均相同。
Timoshenko梁的频率低于Eluer梁频率，且振型阶数越高，下降越明显。
附：模态分析命令流如下（BEAM4）：/prep7*do,i,1,15图1.9精细化模型示意图结合上述模型，运用SOLID95单元单独建立了该节点的有限元模型如下图所示，在边界型心处施加位移荷载，并通过建立MPC刚性区域的方法，将节点位移传递到模型边界截面上，从而模拟节点的受力状态。
同时，施加Y轴正向的重力加速度，模拟节点的重力行为。
图1.10节点模型示意图节点处施加位移命令流如下，其中ux,uy,uz,rotx,roty,rotz后的数值为从整体结构静力计算中提取的节点处的位移：d,2,uz,0d,2,rotx,0d,2,roty,0d,2,rotz,-0.59848E-02d,3,ux,0.38562E-02d,3,uy,-0.12243E-01d,3,uz,0图1.11a BEAM189+SOLID95模型弯矩图图1.11b BEAM189模型弯矩图图1.12a BEAM189+SOLID95模型剪力图图1.12b BEAM189剪力模型图图1.13a BEAM189+SOLID95模型轴力图图1.13b BEAM189模型轴力图由上图可以看出，对拥有节点细部模型钢桁架进行静力计算后，得到的结果与使用纯梁单元的模型计算结果十分接近，这说明精细化模型较好的模拟了此梁的受力情况，现节点分图1.14节点细部Mises等效应力云图该图显示了整体模型中由SOLID95单元建立的节点，从Mises等效应力云图可以看出，节点大部分区域（蓝色）处应力为0.45MPa，越靠近拐点处应力越大，在节点处出现了应力集中的情况，最大应力达到490MPa。
《钢桁梁(拱)架设施工》规范
5．1 钢桁梁的安装：施工方法与前面章节相同。 5．2 柔性加劲拱安装：
（1）钢桁梁跨中合龙后，架梁吊机接长扒杆后并进行试吊合格后方可开 始拱的拼装。
（2）拼装前应先绘制组拼图和拼装顺序图。 （3）杆件运输根据现场具体施工条件确定。 5．3 柔性加劲拱的合龙： （1）合龙点和合龙顺序按设计规定执行。 （2）合龙基本要求：合龙时间应选在温差变化不大的时间段；连续梁拱
（3）Ⅰ号浮船进位托梁
（4）继续浮拖到位
（5）落位
a、灌入压舱水，使钢梁逐步下落到桥墩支承垫块上，脱离浮船。
b、换用千斤顶落梁至支座上。
3．8 钢梁拼装架设质量验收标准（略）
9
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三、本标准的各章节要点解读
第四章 斜拉桥钢桁梁拼装
4．1 准备工作 收集整理相关质量证明及其支持性资料，编制实施性施工组织设计、施 工细则和施工结构设计等；施工场地和主要大型辅助设施布置等。
2
二、本企业标准的主要内容
本标准共分11章，内容包括：总则，钢桁梁架设前的准备工作，连续（简 支）钢桁梁架设，斜拉桥钢桁梁拼装，钢桁梁柔性加劲拱桥安装，钢桁拱 桥架设（单跨拱），高强度螺栓施工，钢梁支座安装，测量与监测，钢梁 涂装，安全与环保等。
3
三、本标准的各章节要点解读
第一章 总则
主要阐述了本标准的主要内容及编制依据。
15
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三、本标准的各章节要点解读
7．5 高强度螺栓施拧： （1）施拧步骤：先初拧，后终拧。 （2）终拧方法：扭矩法、转角法。 （3）终拧后检查判别方法： a、螺栓、螺母、垫圈的划线均未错动者为漏拧； b、螺栓、螺母的划线未错动者为螺栓随螺母转动； c、螺母、垫圈的划线未错动者为垫圈随螺母转动。 7．6 施拧质量检查：按《铁路桥涵工程质量评定验收标准》和《公路桥
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：
钢桁架桥施工方案
钢桁架桥施工方案一、项目背景钢桁架桥是一种结构稳定、施工方便、耐久性强的桥梁类型。
它由桁架结构组成，采用钢材作为主要材料，具有抗压、抗弯等优势。
本文将介绍钢桁架桥的施工方案，包括桥梁设计、施工过程和施工注意事项等。
二、桥梁设计1. 桥梁类型选择根据实际情况，选择适合的钢桁架桥类型，包括单孔桥、连续梁桥、悬索桥等。
2. 桥梁设计参数确定确定设计参数，包括桥梁的跨度、标准荷载、设计荷载组合等。
根据设计荷载组合，进行结构计算，确定桁架结构的尺寸和数量。
3. 桥墩设计根据桥梁的荷载传递情况和地基条件，设计合适的桥墩。
考虑桥墩的承载能力、稳定性和抗震性。
三、施工过程1. 基础施工进行桥墩基础的施工，包括基坑开挖、土方回填、基础浇筑等。
同时，根据设计要求设置好桥墩的支撑结构，确保施工安全。
2. 桁架制造根据设计图纸，制造桁架构件。
使用合适的钢材进行焊接和热处理，确保桁架的强度和耐久性。
3. 桁架安装将制造好的桁架安装在桥墩上，使用合适的起重设备进行吊装和定位。
安装过程中，保证桁架的平整度和垂直度。
4. 华测施工进行钢桁架桥的桥面铺设、护栏安装、防水处理等工作。
同时，进行桥梁的验收和力学性能测试，确保桥梁的质量和使用安全。
四、施工注意事项1. 安全问题钢桁架桥的施工过程中，必须严格遵守安全操作规范，使用合适的施工设备和个人防护装备，加强施工现场的安全管理。
2. 质量控制严格按照设计图纸和规范要求进行施工，确保桥梁的质量。
加强对桁架结构的焊接、防腐和检查，确保桁架的强度和耐久性。
3. 施工进度控制合理安排施工进度，确保施工质量和工期的要求。
加强施工组织协调，合理调配人力和机械设备。
4. 环保措施施工过程中，采取必要的环保措施，防止污染土壤和水源。
合理利用施工废弃物，做好垃圾分类和处理工作。
本文介绍了钢桁架桥的施工方案，包括桥梁设计、施工过程和施工注意事项等。
钢桁架桥的施工需要严格遵守安全规范，控制施工质量和进度，同时注重环境保护。
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
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。
第5章 静定平面桁架和组合结构
结点3
3
Y34 40 80 0
60
80 40 Y34
X13
N35 34 X34 N 34 40 5 50
4
X
Y34 40 3 40 30 4
N12
N12 X 13 0 N12 60
N 35 30 60 0 N 35 90
3
-90 30
(2)关于等力杆的判断
1）X型结点：成X型汇交的四杆结点无荷载作用，则彼此 共线的杆件的内力两两相等。
2）K型结点：成K型汇交的四杆结点，其中两杆共线， 而另外两杆在此直线同侧且交角相等，若结点上无荷载 作用，则不共线的两杆内力大小相等而符号相反。 3）Y型结点：成Y型汇交的三杆结点，其中两杆分别在 第三杆的两侧且交角相等，若结点上无与该第三杆轴线 方向偏斜的荷载作用，则该两杆内力大小相等且符号相 同。 FN1 FN2= FN1 FN1 FN3
在分析桁架内力时，如能选择合适的截面、合适的平
衡方程及其投影轴或矩心，并将杆件未知轴力在适当的位
置进行分解，就可以避免解联立方程，做到一个平衡方程
求出一个未知轴力，从而使计算工作得以简化（刚体力学
中力可沿作用线移动）。 截面选择原则： 1)尽量切开被求杆件或尽量靠近被求杆件； 2) 截断杆件尽量少，最好只有三个（可建三个方程直接求解）
1）平行弦桁架。 2）三角形桁架。
a） b）
3）折弦桁架。
4）梯形桁架。
d） e）
3 、按支座反力的性质分
1）梁式桁架或无推力桁架。 2）拱式桁架或有推力桁架。
f）
5.2 静定平面桁架
计算静定平面桁架各杆轴力的基本方法，隔离体平衡法。 根据截取隔离体方式的不同，又区分为结点法、截面法
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?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
? 5.1钢桁架桥 ? 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。
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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。
? 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
?5.2 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.Байду номын сангаас 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。
? 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。
? 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。
?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
? 下承式钢桁梁，跨度有48m, 64m, 80m，主桁高度 为11m ，节间长度也为8m，主桁中心距为5.75m。
?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
? 下承式钢桁梁，跨度有96m, 112m, 128m，主桁高 度为16m，节间长度也为8m，主桁中心距为5.75m。
? 由桁架各个平面系统间的共同作用和节点的刚 性连接的影响：
? 平纵联和主桁弦杆的共同作用 ? 桥面系和主弦杆的共同作用 ? 横向框架效应 ? 节点刚性次应力
?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
? 简化为各杆件轴线所形成的平面铰接桁架 ? 荷载包括恒载和活载 ? 开始计算前，估计桥跨结构的恒载 ? 计算出恒载和活载内力后进行截面设计 ? 然后计算桁架桥的实际恒载 ? 如实际恒载与估计恒载相差较大，按实际恒载计算
? 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。