钢桥设计3钢桁架桥

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
• 铁道钢桥的设计，为现今列车的活载预留发展系数 • 对公路钢桥要考虑偏载最不利情况的横向分布系数 • 对公路钢钢桥也要考虑活载发展系数
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
• 主力作用下主桁杆件的内力计算
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Βιβλιοθήκη Baidu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
• 铁路钢桥的桥面 明桥面和道碴桥面
• 若采用正交异性板道碴桥面较好
5.1钢桁架桥
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。
平面系统为: 主桁架、平纵联、横联、桥门架 （端横联）、纵梁、横梁。
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 恒载和活载 • 附加力 横向附加力、纵向附加力、各个平面系统间
的共同作用、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 永久荷载和可变荷
载
5.4 主桁杆件内力计算
结构力学中利用影响线求量值的方法 影响线面积法
NI N p (1 )Nk
5.4 主桁杆件内力计算 5.4.2 横向附加力作用下主桁杆件内力计算
• 铁路钢桁架桥，横向附加力 横向风力 列车摇摆力 对弯道桥、还要考虑离心力
• 公路钢桁架桥，横向附加力 只考虑横向风力
• 左右两幅桁架组成 上弦杆、下弦杆及腹杆等杆件。
• 节点 杆件交汇处 大节点 斜杆交汇的节点 小节点 仅有竖杆和弦杆交汇的节点
• 节间长度 节点之间的距离 横梁的间距 纵梁的跨度
5.1钢桁架桥 联结系
• 纵向联结系 横向联结系 联系主桁架，整体成为几何图形稳定的空间结构
5.1钢桁架桥 联结系
• 纵向联结系 • 主桁架的上、下弦杆平面内：上平纵联与下平纵联 • 作用
承受作用于主桁架、桥面系、桥面和列车上的横向 风力 承受列车摇摆力及曲线桥上的离心力 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 联结系
• 横向联结系 桥跨结构的横向平面内 中间横联 桥跨结构中部 端横联 桥跨结构端部 （桥门架 下承式钢桁架桥中）
杆件内力重新进行设计
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
• 对双线铁路桥的主桁弦杆和斜杆 换算均布活载=两线活载总和的90%
• 对竖杆、纵、横梁 换算均布活载=两线活载总和的100%
• 对双线铁路桥的主桁杆件验算疲劳 一线偏心加载以杠杆原理分配，并考虑双线列车同 时作用的影响。
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 桥面位于主桁架的上部
• 下承式钢桁架桥 桥面位于主桁架的下部
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
5.1钢桁架桥 主桁架，主要承重结构，主要承受竖向荷载。
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
• 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。
• 设在主桁架的竖杆平面内，中间斜杆平面内
5.1钢桁架桥 联结系
• 中间横联的作用
增加钢桁架桥的抗扭刚度， 调节两片主桁或两片纵向联结系的受力不均匀性
• 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
• 纵梁、横梁及纵梁之间的联结系 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 2 m
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。
5.4 主桁杆件内力计算 钢桁架桥 空间结构 杆件之间 刚性连接 计算机直接进行空间分析
5.4 主桁杆件内力计算
《桥规》推荐 简化的计算方法 划分为若干个平面系统分别计算 考虑各个平面系统间的共同作用和相互影响
5.2 主桁架的基本尺寸 斜杆倾角
• 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。
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
• 下承式钢桁架桥桥面系 主桁的下平纵联平面上 纵梁和横梁通常布置在同一平面上
5.1钢桁架桥 制动联结系（制动撑架）
• 作用 纵梁上的纵向水平制动力通过制动联结系传至主桁 架
• 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 桥枕、正轨、护轨、护木、钩螺栓及人行道