钢桥与组合结构桥梁-1
钢与组合结构桥梁课程设计的教学实践
．
生使用软件进行运算 、 制图 ， 使学生树立正确的工程意识 粘蛄 镛 目 ｆ １ 轴 璺 构件 性 能 计算 和设计观念 ， 课程设计是土木工程专业实践性教学必不可 蔓毒 拇件 性睫 与 计算 塘 心里 盘 盐 挂蛀 廿 簋 Ｊ 少的环节。 通过对钢与组合结构桥梁课程设计教学现状进 构 件斟 簟 的 性能 自计 鼻 ｆ柱 挫 查蓝 匿 煎性 船与 谜 葚＿ 行总结 、 探讨 了提高课程设计效果 的方法 。 『 两 厦 确硬 矾蹭 计覃 Ｉ 量 积应 混 凝± 挎的 性 能 甘算 钢与组合结构桥梁课程设计的教学安排 混 疆土 构件 ∞ 使用 性能 ｛ Ｊ 理 同济大学土木工程专业对本科生前两年按大类进行 灌 糖土 鲭悔 ０ 疆 培养 ， 主要学习通识教育课程 、 基础课程 ， 大学三年级下学 期开始按桥梁工程 、 建筑工程 、 地下工程 、 岩土工程等不 同 Ｔ 课群组进行专业培养 。 其中桥梁工程 旨在培养能进行各种 钢与组合结构桥梁课程设计 形式的公路桥 、 城市高架桥 、 大跨度及特大跨度桥梁设计 锅 结 构 基 本 原 理 － 图１ 同济 大学 钢 与组 合结构 课 程 的教 学安排 专门人才。钢结构与混凝土结构是土木工程 的主要结构 ， 二、 课 程 设计 中 需解 决 的问题 在桥梁工程 中有着广泛应用 。 随着我 国钢桥和组合结构桥 钢 ． ． ． 与组 ●１－ 合结 构 桥 粱 ● 一 １ ． 课堂练习不足。目前钢与组合结构桥梁课程设计的 梁技术的发展 ， 越来越多的钢与组合结构桥梁应用于工程 实际 ， 因此 ， 桥梁工程课 群组本科生系统地学 习钢与组合 教学环节安排在第四学年第一学期的后十周， 课程设计环 教师的授课时间紧张 ， 上课只能 结构桥梁基本知识 ， 有着重要的工程意义。如图１ 所示 ， 本 节 安排在教学环节之后 ， 没有足够的时间让学生进行课堂练习。 校土木工程专业本科生在大学三年级土木 大类基础课程 大概讲授要点 ， ２ ． 与工 程 实 际相差 较 大 。 学 生缺 乏 必要 的实 际 工程 知 中， 进行 了《 混凝土结构基本原理》 的学习 ， 内容有钢筋与 学生在学习 、 设计 的过程中 ， 对构造的设计难 以理解 ， 混凝土材 料的基本性能 、 粘结与锚 固、 轴心受力 、 受弯 、 偏 识 ， 单独依靠课本 的文字描述以及平 心受压 、 受剪 、 冲切 、 局部受压的混凝土构件截面的性能与 加之又有很多细部构造 ， 这 在一 定程 度上 对 所学 内容 计算等 ， 同时学 习了《 钢结构基本原理》 ， 内容有各类钢结 面 图形 难 以想象 实 物 的构 造 ， 的理 解增 加 了难 度 。 构的破坏形式 、钢结构的连接形式以及钢结构受拉构件 、 ３ ． 课程设计内容灵活性不够。 课程设计的格式 比较固 轴心受压构件 、 受弯构件 、 压弯构件的力学特性等。 之后不 定 ， 缺少 提 供 学生 进 行 创新 的模 块 ， 学生 在做 设 计 的 时 候 同课群组进行相关专业教学 ，桥梁 工程课群方 向进行 了 缺乏思考 ， 只是按照例题做完 了任务 ， 较难 《 钢与组合结构桥梁》 的学 习， 从钢桥连接 、 桥面结构 、 钢板 大多按部就班 ， 梁桥 、 钢箱梁桥 、 组合梁桥等方 面使学生掌握钢与组合结 激发 学 生学 习 的兴 趣 。 三、 课 程设 计 进 一步 改进 思路 构桥梁的理论知识 ， 并进一步实施钢与组合结构桥梁课程 设计 教 学 。 １ ． 提倡项 目教学法 。项 目教学法源于欧美一些 国家 ，
组合钢板梁桥PPT课件
1 8
PL3 Ebh3
3 PL 8 bh2
1 32
PL3 Ebh3
连接件
(a) 非组合梁
(b) 组合梁
组合梁与非组合梁的截面应力
组合结构桥梁设计新理念 1
组合钢板梁桥—组合梁的分类及其特点
◇组合梁的定义：当钢梁与混凝土桥面板之间用连接件接 合在一起，两者间不能自由发生相对滑移、共同承担纵桥 向弯矩时，称为组合梁。 ◇组合钢板梁的定义：是指用3块钢板焊接成截面为I形钢 梁的组合梁。
◇关于组合梁 的某些名称
◆叠合梁 ✕ ◆联合梁 ◆结合梁 ◆组合梁 ★
连接件
组合结构桥梁设计新理念 2
组合钢板梁桥—组合梁的分类及其特点
◆按照连接刚度 ◇组合梁的分类 ◆按照施工方法
◆刚性组合梁 ◆弹性组合梁 ◆柔性组合梁
◆活荷载组合梁 ◆死活荷载组合梁
◆按照主梁结构体系
◆简支组合梁 ◆连续组合梁
点
◇组合钢板梁桥的发展趋势
◆采用预应力混凝土桥面板，减少主梁根数； ◆对承重体系加以改进，不设或少设横撑、腹板加劲肋； ◆采用高强钢材、轻质或钢纤维混凝土等新型建筑材料； ◆采用预制预应力混凝土桥面板，实行构件工厂化； ◆推广使用耐候钢，节省防锈等维护费用； ◆用等高或连续变截面压延钢板翼缘，代替多层或间断变
◇死活荷载组合梁：用脚手架施工、在桥面板完全硬化后撤除脚手架时，钢梁、桥面、
路面铺装等死荷载都由组合梁承担，即承担所有死荷载与活荷载的组合梁。
桥面板浇灌 桥面板
钢梁
桥面板浇灌 撤除支撑
活荷载 路面铺装
路面铺装
(a) 活荷载组合
(b) 死活荷载组合
按照施工方法分类
组合结构桥梁设计新理念 5
钢桥的主要结构形式与受力特点解析
混合体系桥梁(hybrid structure bridge)
一、梁式桥(GIRDER BRIDGE)
梁式桥在竖直荷载作用下，主梁的截面只有弯矩和 剪力，不产生轴力，支座只承受竖直方向的力，不 承受水平力。 多孔梁桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁桥(simply supported bridge)。
二、拱桥
拱桥是以曲线形拱作为
主体结构的桥梁，具有 外形美观、受力合理、 跨越能力大、适用范围 广等诸多优点，在钢桥、
混凝土桥、污工桥梁以
及钢与混凝土组合结构 桥梁中都得到广泛应用。
拱不仅外形与梁不同，受力与梁也有 很大的区别。 拱桥在受力上最大的区别是，在竖向 荷载作用下，在拱的两端支承处除有 竖向反力外，还有水平推力，使得拱 内弯矩和剪力大大减小，主要以受压 为主。 如果拱桥不能充分承受两端支承处的 水平力，拱脚不仅会产生很大的位移， 而且拱内产生很大的弯矩，不能充分 发挥拱的优势。
钢梁式桥按主梁形式还可以分为：
钢板梁桥(steel plate girder bridge)
钢箱梁桥(steel box girder bridge)
钢桁梁桥(steel truss girder bridge)
目前梁式桥最大跨度的是1917年建成的加拿大魁北克公路铁路
两用悬臂钢桁梁桥，跨度达到548. 8 m。
与门式刚架相比，斜腿刚架的腿是斜臵的，两腿和梁中部的轴线 大致呈拱形，这样，斜腿和梁所受的弯矩比同跨度的门式刚架显 著减小，而轴向压力有所增加。 同上承式魁桥相比，这种桥不需要拱上结构，构件数目较少;当桥 面较窄(如单线铁路桥)而跨度较大时，可将其斜腿在桥的横向放 坡，以保证桥的横向稳定。 意大利的斯法拉沙桥虽己建成近40年，但其简洁明快的桥型，其 梁的底缘线呈现的微弯曲线表现着刚里有柔，特别是至今仍保持 的同桥型世界第一的跨径。
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
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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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验算项-轴心受压构件整体稳定验算
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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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“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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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1γ—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/1.76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。
钢与组合结构桥梁课程教学改革探讨
随着 钢桥 和组 合 结构桥 梁建 设 的不 断 增 多 ， 设计 和施 工 急需 大 批 的钢 与 组 合结 构桥 梁专 业人 才 ， 但 由于过 去本 科 阶段 的教 学对 钢 桥及 组合 结 构桥 梁 重 视 不够 ， 刚 毕业 的大 学生 不 能 像 在 钢 筋混 凝 土 结 构 方 面 那 样 很 快 适应 工 作 ， 导 致 钢桥 和组 合结 构桥 梁 设 计 的人 才 短缺 或 人 才 质 量 不 高 。现 在 钢 结 构 专 业 技 术 人才 严重 缺 乏 ， 钢 桥 和组合 结构 桥梁 巨 大 的发 展 潜力 和市 场需 求 造 就 了钢 结 构 领域 很大 的就业 空 间 ， 并 且 这 种 空 间 在今 后 一 个 相 当长 的 时 期 内将 不 断 扩 展 。 作 为人才 培养 和教 育 的重 要 基 地 —— 高 校 ， 应该看到和抓住契机 ， 对 钢 桥 和 组 合结 构桥 梁 的教学 进 行 改革 ， 培 养 出具 有 良好 钢 结 构 专 业 素 质 、 为 企 业 所 欢 迎 的合 格应 用 型人才 。
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ３ ５ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５—２ ９ ０ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ １ ０
钢 与组合 结构桥 梁课程教 学改革探讨
苏庆 田， 吴 冲
（ 同济大学 桥 梁工程系 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ）
摘要： 根 据 国内钢 桥 与组合 结 构桥 梁建 设和 发展 趋 势 ， 分 析 了现 代钢 桥 课 程教 学的现 状 和 存在 的不足 ， 提出 际 的钢 桥教 学改革 实践 ， 发 现 新 的教 学 内容 和 方 法能 明显提 高教 学 效 果， 钢桥 与 组合 结构桥 梁的理 论基 础和 设计 实践 都得 到 充分 的保 证 。 关键 词 ： 钢桥 ； 组合 结构桥 梁 ； 教 学方 法 ； 课程 改 革
钢板梁桥、钢桁架梁桥、钢箱梁桥与叠合梁桥
主梁 联结系 桥面 支座
• 上承式钢板梁桥上部结构：主梁
• 主要承重结构，由两片钢板梁组成，主要承受 竖向荷载。 • 跨度较小，可用等截面梁，跨度较大时，可采 用变截面梁。 • 同时设置竖向加劲肋和水平加劲肋，以保证腹 板的局部稳定性。 • 梁端的竖向加劲肋称为端加劲肋，它传递梁端 反力。
• 上承式钢板梁桥上部结构：联结系
箱型组合截面梁
• 3.组合结构桥梁的结构形式
• 组合桁梁桥
• 用钢桁架代替实腹钢梁并与混凝土桥面板相组合； • 具有较好的通透性和美观性； • 梁高通常比实腹梁桥大，节点设计比较复杂,特别对 桥面板与腹板连接节点的构造要求高。
武汉天兴洲大桥
• 3.组合结构桥梁的结构形式
• 组合刚构桥
• • • • • 钢-混凝土组合梁与混凝土桥墩或组合结构桥墩相固结； 减少桥面系的受力、减少支座的使用； 桥下净空大、造型美观、桥面平顺性好； 相对于简支梁桥其抗震性能更高，不会发生落梁事故； 设计与施工时需要重点解决的问题是保证桥面的荷载能 有效地传递到桥墩，即梁-蹲节点处的构造。
• 桥面荷载先作用于纵梁 • 再有纵梁传至横梁 • 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
• 3.主桁架的几何特点
• 优点：经济、构造简单、利于标准化和便于制 造安装 • 分类：
• 三角形桁架：三角形桁架构造简单，设计定型化， 便于安装制造
三角形桁架
• 斜杆形桁架
• 弦杆规格多 • 竖杆规格多，内力大 • 均为大节点
组合板梁桥
• 3.组合结构桥梁的结构形式
• 组合箱梁桥
• 箱型截面组合梁桥的抗扭刚度大，较工字型截面组 合桥具有更高的稳定性； • 增大跨越能力、解决桥下净空不足及避免施工时中 断交通的问题； • 浇筑桥面混凝土之前可以在负弯矩区钢箱梁底板上 方浇筑混凝土，这部分混凝土既可以发挥抗压作用， 又提高了钢箱梁底板及腹板的稳定性。
第二章 钢与组合梁桥计算算例-2015
A0c 857.1cm2 0.08571m2
A0 1207.2cm2 0.12072m2
0
77733.4 64.39cm 0.6439m 1207.2
I 0 365622.1 10180049.4 1207.2 64.392 5540533.26cm4 0.055405m4
ysu 82.5 1.6 25.48 109.58cm 1.0958m ysl 82.5 3.2 25.48 60.22cm 0.6022m
2015-12-08 Tongji University, Kunquan Ma 24
第二节
简支组合梁桥—计算示例
主梁计算
Ifu为顶板对箱梁对称轴的惯矩；Ifl为底板对箱梁对称 2 2 轴的惯矩；H为腹板长度。
2015-12-08 Tongji University, Kunquan Ma 4
第一节
横隔板—刚度计算
（5-3-6）
实腹式横隔板刚度 K 4GAtD 桁架式横隔板刚度
2 X形桁架 K 8EA
1.实腹式计算 式中，Td 为箱梁扭矩 横隔板剪应力按下式计算：
l
Bu Td Bl 2 At D
※对称桁架式
桁架斜腹杆内力
；
；
Nb
Lb Td 4A
（X形桁架） （V形桁架）
※框架式
Nb
Lb Td 2A
如图所示将横隔板简化为框架计算。 当钢箱梁为分离式，箱梁间有横向 联系时，框架杆件必须考虑集中力 产生的附加弯矩的影响。
LD 6 ( L 50)
横隔板间距
横隔板刚度（为了抵抗箱梁的畸变）《日本公路钢桥设计指南》
《钢桥》钢板梁[za]
![《钢桥》钢板梁[za]](https://img.taocdn.com/s3/m/87a1ac08a98271fe900ef909.png)
钢桥与组合结构桥梁(2016)5 钢板梁和钢箱梁任课教师: 卫星西南交通大学土木学院5 钢板梁和钢箱梁5.1 钢板梁桥特点5.2 钢板梁桥计算5.3 钢箱梁桥特点✓定义：钢板梁桥是指由钢板焊接、栓接或铆接，形成工字型的实腹式钢梁作为主要承重结构的桥梁。
✓适用范围：中小跨径(铁路：<40m、公路: 50～80m)钢板梁桥的特点构造简单架设方便、快速(可整孔架设)养护量大、噪音大钢板梁桥的分类1.从行车方式分：上承式板梁和下承式板梁；从连接方式：铆接板梁、全焊板梁和栓焊板梁。
2.铁路钢板梁标准设计：上承式钢板梁跨度为24m、32m，是全焊梁设计；40m的是栓焊梁设计；下承式栓焊钢板梁跨度为20m、24m、32m、40m四种。
简支钢板梁桥的经济跨径一般在40m以下,连续钢板梁桥的经济跨径可以达到60m 。
钢板梁桥的分类3 按主梁截面形式•工字钢和H形钢：构造简单，造价低、尺寸小、跨度小。
•焊接工形梁：上下翼板和腹板焊接而成。
结构简单、受力明确，连接方便、单个构件重量轻。
焊接工字钢的抗扭刚度和横向抗弯刚度小，横向失稳问题突出。
钢板梁截面形式5.1 钢板梁桥特点与构造铁路上承式板梁桥的组成和构造承重结构（主梁）、桥面、联接系、支座；没有道桥结构（桥面系）。
其中：承重结构（主梁）：两片工字钢组成；桥面：桥枕、正轨、护轨、护木、钩螺栓组成；联接系：上平纵联、下平纵联、横联、横撑组成。
上承式板梁桥的组成和构造上承式板梁分解几个平面主梁、上平纵联、下平纵联上承式板梁桥面（桥枕、正轨、护轨、钩螺栓、护木）上承式板梁桥面的钩螺栓与主梁的连接,主梁竖向加劲肋与主梁上翼缘和腹板的连接上承式板梁构造要求主梁（两片）由翼缘、腹部以及加劲肋组成；两主梁的中心矩不小于跨度的1/15，且不小于2.2m。
对翼缘腹板加劲肋构造要求如下：①翼缘主梁截面承受弯矩能力大致符合弯矩图，节省钢材，主梁做成变截面，可以采用一块或两块钢板，通过调整翼缘的宽度和厚度实现主梁的变截面，截面变化时应采用斜坡过渡。
钢桥与组合结构桥梁——槽型钢梁
2014.7.18 靖江钢桥与组合结构桥梁吴冲同济大学桥梁工程系Tel.021－65981817cwu@同济大学课程2014.7.18 靖江同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 11. 总体设计☞横截面布置槽形钢梁组合梁桥◆可采用较大的主梁间距，大跨度组合梁可采用1～2根主梁的结构形式。
◆当主梁腹板间距大于6m 时，混凝土桥面板可支承于横梁或横隔板之上。
◆陆路运输时，钢梁宽度控制在3.6m 以内，不得以时不超过6m ，否则需要将主梁分成便于制作和运输的构件单元，并且桥址现场需要具备拼装和焊接的条件。
2014.7.18 靖江小跨径组合梁应用☞上部结构22014.7.18 靖江32014.7.18 靖江4 2014.7.18 靖江51.2014.7.18 靖江同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong6第一节2014.7.18 靖江同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong7第一节2014.7.18 靖江同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong8第一节2014.7.18 靖江同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong9第一节2014.7.18 靖江同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong10第一节☞横断面布置2014.7.18 靖江同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong11第一节☞纵梁2014.7.18 靖江同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong12第一节☞边纵梁2014.7.18 靖江同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong13第一节☞横梁2014.7.18 靖江同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong14第一节☞支座2014.7.18 靖江同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong15第二节☞钢箱主梁构造由顶板、底板、腹板焊接成闭口截面，箱内设置横隔板和纵横加2014.7.18 靖江同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong163.☞槽形截面组合梁梁高与用钢量的关系2014.7.18 靖江2014.7.18 靖江3. 2017/1/1318槽形截面组合梁梁高与挠度的关系应力控制设计时，活载挠度均满足要求。
桥梁钢-混凝土组合结构设计原理
桥梁钢-混凝土组合结构是用钢结构和混凝土结构相结合的建筑结构，在桥梁建设中得到了广泛应用。
这种结构把钢结构的高强度、刚度和施工方便性和混凝土结构的耐久性、防火性和隔音隔热性结合起来，形成了一种新型的桥梁结构体系。
下面，我将详细阐述桥梁钢-混凝土组合结构设计原理。
一、钢桥面板上的钢筋混凝土板的使用
采用钢性能优异，刚性好的钢板，把其的上下表面分别用钢筋混凝土板进行封闭，使其构成钢筋混凝土组合钢板，这样钢-混凝土组合结构既继承了钢板的刚性好、不劣化，变形小的优点，又有了钢筋混凝土中的防火，防腐蚀，抗冲击等优点。
二、桥梁梁身钢-混凝土组合结构方案
梁身钢-混凝土组合结构采用了钢筋混凝土板固定在钢板上构成组合梁，将钢结构和混凝土结构结合紧密，钢板的强度和刚度大、重量轻，使得混凝土梁体和斜撑等部件受到的荷载减小，起到一种很好的支撑作用。
三、桥梁下部基础设计
桥梁下部基础承受桥梁自重和行车荷载，应采用钢筋混凝土或普通混凝土构造，并用波形钢截面做基础柱底端斜向牵拉成底部耳板用高强度螺栓固定在铸铁墩上，加强局部破坏的稳定性。
四、桥墩外形与基础独立设计
桥墩外形开放式设计，立面采用平整和倾斜相间的线条，美观大方，基础是混凝土斜桩式墩或钢球墩，直径较小，占地面积小，经济性较强。
采用钢-混凝土组合梁连梁桥和中连拉桥为桥型，使得桥面平整、成型美观，且便于施工，同时还能起到一定的防震效果。
桥梁钢-混凝土组合结构的优点是强度、刚度好，重量轻，施工方便，且具有良好的抗震性能和安全性。
同时，该结构还具有防火、耐腐蚀、服役年限长等优点。
这种设计原则为桥梁建设提供了新思路，未来还将有更广泛的应用。
钢桥、组合梁桥-midas操作例题资料-钢混组合梁
钢桥、组合梁桥-midas操作例题资料-钢混组合梁Civil＆Civil Designer⼆、钢混组合梁操作例题资料1⼯程概况本桥为某⾼速路联络线匝道桥中的⼀联，桥宽6m。
上部结构采⽤38+33.5+37.5m钢混组合连续梁，下部结构桥墩为柱式。
主梁为单箱单室，梁⾼3.5m，预制⾼3.1m，钢箱底板厚50mm，上翼缘板厚50mm，腹板厚20mm，布置加劲肋。
钢材均采⽤Q345，分4段预制后现场采⽤⾼强螺栓拼接。
钢箱顶部混凝⼟桥⾯板厚0.2m，承托⾼0.2m，抗剪界⾯为c-c，采⽤C50混凝⼟现浇；横隔板等设置距离详见图2所⽰。
图1.1-1 钢箱梁构造图（⼀）钢混组合梁操作例题资料图1.1-2 钢箱梁构造图（⼆）2 建模步骤2.1定义材料特性>材料特性值>材料图2.1-1 材料定义图2.1-2 材料数据《公路钢混组合桥梁设计与施⼯规范》（JTG/T D64-01-2015）桥梁设计，需要定义组合材料，选择规范“JTG D64-2015(S)”。
2.2定义截⾯特性>截⾯特性值>组合梁截⾯组合梁截⾯⽀持“钢-箱型（Type1）”、“钢-I 型（Type1）、“钢-槽型（Type1）” 、“钢-箱型（Type2）、“钢-I 型（Type2）、“钢-槽型（Type2），共六种。
截⾯中可任意设置纵向加劲肋，⽀持“平板”、“T 形”、“U 肋”三种类型，截⾯特性值考虑了纵向加劲肋的影响。
图2.2-1 截⾯数据按照界⾯内辅助⽰意图，输⼊混凝⼟板和钢箱梁各段距离，顶底板、腹板厚度等。
输⼊Es/Ec（钢与混凝⼟弹性模量之⽐）、Ds/Dc（钢与混凝⼟容重之⽐）、Ps（钢梁泊松⽐）、Pc（混凝⼟板泊松⽐）、Ts/Tc（钢与混凝⼟线膨胀系数之⽐）。
点击“截⾯加劲肋”，进⾏加劲肋设置。
点击“定义加劲肋”，定义加劲肋尺⼨，设置加劲肋布置位置及间距。
图2.2-2 加劲肋布置数据图2.2-3加劲肋截⾯数据2.3 建⽴结构模型导⼊DXF⽂件：Civil图标>导⼊>AutoCAD DXF⽂件曲线桥梁可以通过导⼊CAD线形的⽅法建⽴单元节点。
钢桥的主要结构形式与受力特点解析ppt课件
安康汉江桥位于陕西省安 康水电站的专用线上，主 跨为176米斜腿刚构，在目 前世界上同类型的铁路钢 桥中，跨度领先。本桥附 近河段顺直，平时河面宽 约180米，水深13米左右， 水流平稳。
四、斜拉桥
斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在索塔上的结构形式.斜 拉索不仅为梁提供弹性支承，而目其水平分力对梁产生 很大的轴力。
钢桁梁桥
永宁黄河特大桥是 新建铁路工程中跨越 黄河 的一座单线铁路 钢桁梁桥，全长 3942.08m，孔跨布置为 2 孔 32m+4 孔 24m+38 孔 32m 单线简支 T 梁、18 孔 48m 单线简支箱梁、13 孔 96m 简支钢桁结合梁、5 孔 48m 单线简支箱梁、4 孔 32m 单线简支 T 梁。
与门式刚架相比，斜腿刚架的腿是斜置的，两腿和梁中部的轴线 大致呈拱形，这样，斜腿和梁所受的弯矩比同跨度的门式刚架显 著减小，而轴向压力有所增加。 同上承式魁桥相比，这种桥不需要拱上结构，构件数目较少;当桥 面较窄(如单线铁路桥)而跨度较大时，可将其斜腿在桥的横向放 坡，以保证桥的横向稳定。 意大利的斯法拉沙桥虽己建成近40年，但其简洁明快的桥型，其 梁的底缘线呈现的微弯曲线表现着刚里有柔，特别是至今仍保持 的同桥型世界第一的跨径。
二、拱桥
拱桥是以曲线形拱作为 主体结构的桥梁，具有 外形美观、受力合理、 跨越能力大、适用范围 广等诸多优点，在钢桥、 混凝土桥、污工桥梁以 及钢与混凝土组合结构 桥梁中都得到广泛应用。
拱不仅外形与梁不同，受力与梁也有 很大的区别。
拱桥在受力上最大的区别是，在竖向 荷载作用下，在拱的两端支承处除有 竖向反力外，还有水平推力，使得拱 内弯矩和剪力大大减小，主要以受压 为主。
如果拱桥不能充分承受两端支承处的 水平力，拱脚不仅会产生很大的位移， 而且拱内产生很大的弯矩，不能充分 发挥拱的优势。
钢桁架桥
2014上海钢桥与组合结构桥梁第七章钢桁梁桥吴冲同济大学桥梁工程系Tel.021－65981817cwu@同济大学桥梁系本科课程同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 12014上海第一节概述一、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。
同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong22014上海第一节概述（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。
同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong32014上海第一节概述（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。
同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong42014上海第一节概述二、主桁架的图式及特点（一）、主桁架的常用类型（二）主桁架的主要尺寸先确定桥梁跨度，再确定主桁架的主要尺寸包括：桁架高度、节间长度、斜杆倾角和两片主桁架的中心距。
1、主桁高度（1/8∼1/10）L（1/7∼1/8）L上承式（1/5.5∼1/8）L（1/7∼1/10）L（1/5~1/6.5）L1/7L下承式多边形桁架平行弦桁架多边形桁架平行弦桁架公路桥铁路桥桥型同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong52014上海第一节概述3、斜杆倾角2、节间长度铁路钢桥：中、小跨径的桁架，上承式桁架的节间长度一般为3~6m ，下承式桁架的节间长度一般为6~10m ，跨径较大的下承式桁架节间可达12~15m 。
钢-混组合结构在各种桥梁应用分析
钢-混组合结构在各种桥梁应用分析引言最近的二十余年，全球发生了许多次大地震，造成了非常惨重的生命财产损失，地震灾害的共同特点是：由于桥梁工程遭到严重破坏，切断了震区交通生命线，造成救灾工作的巨大困难，使次生灾害加重，导致了巨大的经济损失。
据统计，在世界上发生7级以上毁灭性大地震灾害中，以热轧H型钢为主的钢结构建筑受害程度最小，因此若用于设计桥梁上部结构弹塑性减震限位阻尼器，具有很大的潜力和广阔的应用前景。
一、钢-混组合结构梁桥优势钢-混凝土组合梁，通过较为简单的处理方式综合了混凝土梁和钢梁的优势。
组合梁保留受压区的混凝土翼板，受拉区则只配置钢梁，二者之间通过抗剪连接件组合成整体。
这样，既不会产生混凝土受拉开裂的问题，也不会因钢梁受压侧刚度较弱而发生失稳，同时还具备较高的刚度和较轻的自重。
钢-混凝土结合梁桥在中等跨度（20～90m）桥梁中已在世界各地广泛应用。
它的主要优点是：组合结构桥梁可以充分合理地发挥钢与混凝土两种材料的各自优势，可以最大程度地实现工厂化制造，减少现场操作，场地清洁较有保证，钢材部分可回收利用，有利于环保、节能，且具有整体受力的经济性与工程质量的可靠性。
与钢桥相比有：节省钢材；降低建筑高度；减少冲击，耐疲劳；减少钢梁腐蚀；减少噪音；维修养护工作量较少等。
与混凝土桥相比有：重量较轻；制造安装较为容易；施工速度快、工期短等。
二、钢-混组合结构在各种桥梁中的应用钢混组合结构桥梁种类繁多，但总的来说可以分为两类：第一类是在同一截面内采用钢与混凝土两种材料，通过剪力连接件来实现钢与混凝土的共同作用，称为组合梁，也有学者称之为结合梁：另一类是在桥梁的各个部位分别采用混凝土梁、钢梁以及组合梁的两种或三种形式，通过结合段来连接不同材料的部位，一般称之为混合梁。
具体到各种桥型，则可以大致分为以下几种：1、组合钢板梁桥。
通过连接件把工字形钢板梁与混凝土桥面板组合起来，使钢板梁的抗弯刚度大幅度提高，从而能减小梁高，增大跨径。
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钢桥的结构
钢板组合件为钢桥基本构件，钢板局部稳定问题相对突出。
5种连接形式
(1) 铆接 (2) 普通螺栓 (3) 高强螺栓 (4) 栓焊 (5) 全焊接
2种结构形式 (1)实腹式
板梁、箱梁
(2)空腹式 桁梁
现代钢桥以焊接(或栓焊)为主要连接形式；焊接钢桥的疲劳 和脆断问题相对突出。
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
钢桥的分类
• 常见的钢桥结构型式有：
梁桥（I型板梁、桁梁、箱梁） 拱桥（系杆拱，箱形拱、桁架拱） 索桥（悬索桥和斜拉桥）
• 按造桥方法，钢桥可分为：
铆接桥(工厂制造和工地拼接均为铆接) 栓焊桥(工厂制造为焊接，工地拼接为高强度螺栓连接) 全焊桥(工厂制造和工地拼接均为焊接)
绳索桥——绵阳窦团山
9
雅鲁藏布大峡谷索桥
10
1.1 桥梁基本概念
基本类型：梁、拱、索 受力特点：弯、压、拉
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
➢跨越行为是桥梁结构的本质； ➢跨越能力是桥梁结构的最重要指标。
影响桥梁结构跨越能力实现的主要因素： • 结构形式 • 材料 • 计算、分析、设计水平 • 施工能力 • 运营荷载（用途） • 经济能力 • 主观意识
• 拱肋形式：钢桁拱、钢箱拱及 钢管混凝土拱
• 施工方法：有支架和无支架施 工
中
承
三铰拱
式
上
承
两铰拱
式
无铰拱
下 承 式 系杆拱
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念 • 斜拉桥
主梁 索塔 斜拉索
• 形式：由梁、塔和斜索组成的组合体系，结构型式多样，造型优美壮观
• 受力：在竖向荷载作用下，梁以受弯为主，塔以受压为主，斜索则承受 拉力
• 将钢-混凝土组合梁与混凝土桥墩或组合结构桥墩相固结可以形成组合 刚构桥。
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
• 拱桥
• 结构特征：主要承重结构具有 曲线外形；
• 受力特点：在竖向荷载作用下， 拱主要承受轴向压力，但也受 弯受剪。支承反力不仅有竖向 反力，也承受较大的水平推力
• 静力学分类：单铰拱、两铰拱、 三铰拱和无铰拱
钢材特点： 轻质高强、易加工、延性好、本构关系简单准
确 、易腐蚀。
钢桥的特点主要由钢材的特点所决定
钢桥的特点： (1) 跨越能力大； (2) 制造、架设、维修方便； (3) 安全、可靠； (4) 耐候性差、噪声大、维护费用高； (5) 腐蚀、疲劳及失稳是钢桥失效的主要原因。
1.4 钢材及桥梁用钢
金属
高级优质钢 P≤0.035%，S≤0.03%
低合金钢 <5%
中合金钢 5%~10% 高合金钢
>10%
1.4 钢材及桥梁用钢
钢材
用途 脱氧方式
结构钢 工具钢 特殊钢
沸腾钢 镇静钢 半镇静钢
成型方法 化学成分 冶炼方法
轧制钢 锻钢 铸钢 碳素结构钢 低合金高强度结构钢 优质碳素结构钢
平炉钢 转炉钢 电炉钢
1.1 桥梁基本概念
美观性： 桥梁具有优美的外形，并与周围的环境相协 调，这就是对桥梁美观的基本要求。合理的 轮廓造型和布局、正确表达力的传递、以及 结构风格和色彩与周围环境的和谐一致，是 体现美观的主要因素。
1.1 桥梁基本概念
创新性： 创新是人类所特有的创造性劳动的体现，是 人类社会进步的核心动力和源泉。桥梁工程 的创新性主要体现在对原有设计理论、结构 体系及施工方法的突破和对既有工程实践的 超越。
1.1 桥梁基本概念
桥梁是科学、技术、工程和艺术的结晶
1.1 桥梁基本概念 桥梁设计特点： 6个原则和3个统一
桥梁设计的3个统一
6个设计 原则的统一
遵循设计 规范和合理 突破规范
的统一
理论性和 经验性的统一
1.1 桥梁基本概念
• 桥梁的生命周期
规划
勘察
设计
孕育期
生产
施工
成长期
使用
退化期
垮塌
拆除
钢桥与组合结构桥梁(2018)
1绪论
任课教师: 卫 星 西南交通大学土木学院
1 绪论
➢ 1.1 桥梁基本概念 ➢ 1.2 课程主要内容 ➢ 1.3 钢桥及组合结构桥梁概述 ➢ 1.4 钢材及桥梁用钢 ➢ 1.5 课程任务及方法
1.1 桥梁基本概念
• 桥梁的定义
橋
说文:“橋，水梁也”
樑
古人称凿壁架木的悬空仄道为“栈”；称凌空跨沟的 横木为“桥”；称作为水上过道的木制建筑为“梁”。
1.1 桥梁基本概念
经济性： 经济是衡量技术水平和作出方案选择的主要 因素。桥梁设计应体现出经济特性，需要对 桥梁的建造消耗、施工、技术发展和今后使 用等因素进行 桥梁基本概念
耐久性： 耐久性是桥梁结构抵抗自身材料性能退化和 自然环境双重因素长期破坏作用的能力。即 保证其经久耐用的能力。耐久性越好，结构 的使用寿命越长。
1.1 桥梁基本概念
适用
安全
创新 美观
设计6原则 经济
耐久
1.1 桥梁基本概念
安全性： 结构在使用年限以内，在各种自然情况和荷 载作用下，能具有足够的承载能力，能保持 适当的安全度，是对每一座桥梁的基本要求。
1.1 桥梁基本概念
适用性： 能保证行车的通畅、舒适和安全；运量既能 满足当前需要，也可适当照顾今后发展；不 妨碍桥下交通或通航；综合考虑桥位地区的 环境和发展；在使用年限内，桥梁一般只需 常规养护维修就可保证日常使用。 。
第2章 钢结构的材料
0.012 0.015
C Si Mn 其它 Fe
Q345qC 化学成分
强度
塑性
冷弯性能
力学 性能
冲击韧性
钢材4个基本力学性能
➢ 弹性阶段(OA段)
比例极限fp
➢ 弹塑性阶段(AB段)
➢ 塑性阶段(BC段)
B
屈服强度fy ➢ 强化阶段(CD段)
fu fy
fp
A
C
抗拉强度fu
1.4 钢材及桥梁用钢
钢材规格
钢板
厚钢板 薄钢板
扁钢
薄壁型钢 角钢
H型钢
型钢
工字钢
槽钢
钢管
等边 不等边 普通工字钢 轻型工字钢
牌号
等 级
C
P Si Mn
S Nb V Ti Cr Ni Mo N ≤
Al ≥
C
0.030 0.030
Q235q D ≤0.17 ≤0.35 ≤1.4 0.025 0.025
黑色金属 有色金属
铸铁 铁合金 铁碳合金 非铁金属 贵金属 稀有金属
C<0.04% 纯铁
钢 生铁 C>2.3%
碳素钢 合金钢
1.4 钢材及桥梁用钢
碳素钢
钢材
低碳钢 C<0.25%
中碳钢 0.25%<C<0.6%
合金钢
高碳钢 C>0.6%
普通钢 P≤0.045%，S≤0.05%
优质钢 P≤0.035%，S≤0.035%
桥梁的目的: 实现跨越
1.1 桥梁基本概念
桥梁的定义 供汽车、 火车、行人等 跨越障碍（河流、山谷 或其它线路）的建筑工 程物。
跨越
4
1.1 桥梁基本概念
– 工程——土木工程——桥梁工程 – 桥梁工程：
• 桥梁建筑的实体 • 建造桥梁所需的科技知识（理论研究、规划、勘
测设计、建造和养护维修等） – 桥梁起源：
➢ 颈缩阶段(DE段)
O
D
E
E
E=2.06×105 MPa 有屈服点钢材的应力-应变曲线
fu fy=f0.2
0.2%
εp
没有屈服阶段，塑性变形小，破坏突然。
钢材的单调拉伸应力－应变曲线
化学元素
Al C Cr
H
M n
N
Ni
N b
O
P S Si
Ti
V
第2章 钢结构的材料
化学元素
Al C Cr
6
庐山天桥 半坡村遗址
天然石梁桥——贵州水城干 河天生桥,高135m，宽35m， 横顶厚度15m，跨度50—60m
早期石梁桥
半坡村遗址
7
世界上最长的天然石拱桥，跨度 119.5米，位于美国犹他州国家公园
法国阿尔代什峡谷天然石拱桥
中国最长的天然石拱桥，跨 度80米，位于四川涪陵小溪8
藤桥
索桥
墨脱藤桥
桥梁工程方向主要课程体系
1.混凝土桥 2.钢及钢-砼组合结构桥 3.大跨度桥梁和城市桥梁 4.桥梁振动及抗风抗震 桥梁课程设计 桥梁毕业设计
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
钢桥的定义
➢“所谓钢桥，以钢结构作为承重结构的桥梁，大跨桥梁中特指 以钢结构作为主梁结构桥梁”
钢-混凝土组合结构桥的定义
➢“所谓钢-混凝土组合桥，是指主要结构由钢及混凝土材料构成 的桥梁。”
梁的高度可等高或变高
1.1 桥梁基本概念
• 刚构桥
➢ 门式刚构桥 ➢ 斜腿刚构桥 ➢ T形刚构桥 ➢ 连续刚构桥
• 刚构桥主梁和腿或墩（台）身构成刚性连接。在竖向荷载作用下,梁的 弯矩通常比同等跨径连续梁或简支梁小,其跨越能力大于梁桥。刚构桥 具有桥下净空大、造型美观、桥面平顺性好等优点，可作为跨线桥， 也适用于跨越深阔河谷等情况。刚构桥是超静定结构，相对于简支梁 桥其抗震性能更高。
H
M n
N
Ni
N b
O
P S Si
Ti
V
1.4.1 化学成分