11钢桁架桥

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第二节 桁梁桥构造
二、桥面系梁格构造与连结 我国铁路下承式各种跨度的栓焊钢桁梁标准设计其桥面系采用统一布置及统一 尺寸，见图7.2.2、图7.2.3、图7.2.4
纵梁立面 铁路桥纵梁的高度一般是其跨度的1/7~1/8
1.外贴式节点
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第二节 桁梁桥构造
三、节点构造－节点构造形式 1.外贴式节点
第二节 桁梁桥构造
三、节点构造－节点构造形式 2. 内插式节点
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[σ ] 200
预留的活载发展系数：实际上能承担更高等级的活载(通常称为检定活载等级)与 设计活载的比值。 n = (1+ μ)Nk ' = Nk ' = σk '
平行弦桁架
多边形桁架
下承式 上承式
1/7 L
（1/5~1/6.5）L
（1/7∼1/8）L
（1/7∼1/10）L
（1/5.5∼1/8）L
（1/8∼1/10）L
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第一节 概述
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。公 路钢桥：节间长度可适当增大。
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（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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（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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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。
3、斜杆倾角 斜杆倾角由主桁高度与节间长度的比值决定，有竖杆的桁架的合理倾角为50° 左右；无竖杆的桁架的合理倾角为60°左右。斜杆倾角与桁高、节长有矛盾 时，可在合理范围内进行调整。 4、主桁架中心距 主桁架的中心距离由横向刚度和稳定性决定 ;下承式钢桁梁桥的主桁中心距还应 满足桥梁建筑限界的要求,上承式桁梁桥的主桁中心距还要考虑横向倾覆稳定性 的要求，抗倾覆稳定安全系数不得小于1.3。
同济大学桥梁系本科课程
钢桥与组合结构桥梁
第七章 钢 桁 梁 桥
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Tel.021－65981817 cwu@tongji.edu.cn
第一节 概述
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
• 杆件进入节点板的第一排螺栓数，可适当少布置几个，以减少杆件的截面削
受
弱。
力 • 弦杆在节点中心中断时，一般均需添设弦杆拼接板。
• 所有杆件应尽量向节点中心靠拢，连接螺栓应布置紧凑，使节点板平面尺寸 小些，也有利于降低节点刚性次应力和增加节点板在面外的刚度。
• 为了加强节点板在面外的刚度、屈曲稳定和抗碰撞能力，必要时得在节点板
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第二节 桁梁桥构造
第二节 桁梁桥构造
（二）节点的基本要求
• 各杆件轴线应尽量在节点处交于一点，如有偏心，应计算偏心影响；对于联 结系杆件偏心影响不大，可不考虑。
• 所需的连接螺栓个数：主桁杆件应按杆件的承载力计算；联结系杆件按杆件 内力计算。
(b)
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(c) 13
第二节 桁梁桥构造
二、桥面系梁格构造与连结
纵梁断缝
对于跨度大于80m的简支桁梁，一般在跨中的一个节间内应设有纵梁断缝。 II
安装时临时连接孔 I
活动纵梁
活动纵梁 纵梁短伸臂
I (a)未设断缝时纵横梁变形
板 铰
纵梁短伸臂
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制动联结系
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第二节 桁梁桥构造
四、联结系构造 （一）纵向联结系
图7.2.17 下平纵联上板铰示意图
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要，设计时应在现今使用的列车活载基础上预留一个发展系数。可采取二种方法： (1) 使计算活载等级大于现行运行列车的活载等级;(2) 使设计容许应力低于实际容 许的应力。 我国现行《铁路桥规》的钢桥设计采用后一种方法。 设计容许应力究竞降低多少才合理主要考虑的因素有：(1) 钢桥合理使用年限（即 设计基准期，一般为l00年）；(2)活载的增长速度；(3)考虑应力储备所需附加投 资的有效利用。在我国将钢桥所用钢材的设计容许应力按实际容许应力(通常称为 检定容许应力)降低20%。 ζ = [σ ]' = 240 = 1.2
(b)设置断缝后纵横梁变形
≤80m
≤80m
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第二节 桁梁桥构造
三、节点构造 钢桁梁的节点既是主桁杆件交汇的地方，也是纵、横联杆件及横梁连接于主桁的 地方，它连结位于主桁、纵联、横联三个正交平面内的杆件，构造比较复杂。 （一）节点构造形式
优点：比简支梁节省约8~10%的钢材 ；竖向及横向刚度均比简支梁大 ；内力 分布更趋合理 ，破坏性小易修复。
结构布置：每联跨数是两跨或三跨，极少超过五跨 ；二孔连续梁应做成等跨 的。三孔时为使各孔弯矩平衡，跨度的合理比例是7:8:7。但为了美观，特别 是遇到两联以上的长桥时，也常采用等跨布置 。
梁高:通常为跨度的1/7~1/8, 支座处可适当加高。
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第三节 桁梁桥的计算
二、主桁架的计算 （一）永久荷载计算
1、根据已有设计资料估算桁梁自重；2、根据理论公式计算桁架自重 (二) 活载内力计算
1、活载发展系素的考虑 在铁路钢桥设计中，为了保证在较长时期内能适应机车车辆载重量增大的需
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第二节 桁梁桥构造
一、主桁杆件构造
（一）主桁杆件的截面形式 主桁杆件一般采用双壁式截面，有H形和箱形两种
（二）主桁杆件的外廓尺寸
应考虑下列因素：
•同一主桁中各杆件的宽度b必须一致； •上、下弦杆在各节间的高度应尽可能一致 ； •外廓尺寸不宜过大和过小； •制作和操作 空间以及标准化制造
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第二节 桁梁桥构造
二、桥面系梁格构造与连结
第二节 桁梁桥构造
二、桥面系梁格构造与连结 纵、横梁的连接形式
横梁与主桁连接形式
(a)
(b)
(c)
横梁立面
铁路桥横梁的高度一般是其跨度的1/4~1/6
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(a)
一、概述
简化计算方法
桁梁桥的简化计算方法是把钢桁梁的杆件内力分析分为两步进行：
第一步，把刚性节点的空间结构分解为纵梁、横梁、主桁、纵联、横联这样一些独 立的平面结构分别进行计算，并假定各节点为铰接的。各平面结构只承受作用于该 结构平面内的荷载，两个平面结构共有的杆件的内力按两个平面结构分别计算出的 内力叠加。
在拟定上述尺寸时，要综合考虑各种影响因素，相互协调，尽可能采用标准化 和模数化，目的在于使设计、制造、安装、养护和更换工作简化及方便。
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第一节 概述
三、连续桁梁及悬臂桁梁桥
1、连续桁架梁 跨度大于120m的多孔桥，采用连续桁梁桥较为合理 。
四、联结系构造 （一）纵向联结系
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第二节 桁梁桥构造
四、联结系构造 （一）纵向联结系
第二节 桁梁桥构造
四、联结系构造 （一）纵向联结系
第二节 桁梁桥构造
四、联结系构造 （一）横向联结系
(a) 上承式
(b) 下承式
图7.2.18 桥门架与横联的几种图式
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第三节 桁梁桥的计算
第三节 桁梁桥的计算
一、概述
桁梁桥是由主桁架、平纵联、横联和桥面系组成的空间结构。 空间桁架的结构分析，主要可分为两类。第一类方法是把桁 架作为空间杆系结构，按结构矩阵分析的方法进行。第二类 方法是把空间桁架转换成薄壁闭口截面梁，按弯曲扭转的结 构进行分析
（三）主桁杆件板件厚度
我国钢桁梁主桁杆件的宽 度b有460、600、720mm 等三种；高度h有260、 440、600、760、920、 l100mm等多种
•最小板厚限值； •H形腹板、翼缘厚度及二者的厚度比 ； •局部稳定所需的板件宽厚比；
（四）主桁杆件的刚度要求 为了防止过大的挠度和振动，杆件有最大长细比限值。
第二步，采用近似方法计算在第一步中没有考虑的节点刚性和结构空间作用的影响。
一般把第一步按铰接平面结构算出的应力称为主要应力或主应力，而把第二步考虑 节点刚性与结构空间作用影响算出的应力称为次应力。
图7.3.1 荷载作用下钢桁梁实际工作状况
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的自由地段设置加劲角钢或隔板。
制
造 、
• 节点板形状应简单端正，不得有凹角。
安 • 标准设计的节点板。
装 和 养
• 同一杆件两端的螺栓排列应尽量一致。 • 应避免不同平面内的栓钉钉头发生冲突。所有工地安装螺
护
栓的位置，均应考虑施工时螺栓扳手工作的空间。
• 节点内不得有积水、积尘的死角及难于油漆和检查的地方。
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第二节 桁梁桥构造
二、桥面系梁格构造与连结
第二节 桁梁桥构造
二、桥面系梁格构造与连结
纵梁平面
纵梁 剖面
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第二节 桁梁桥构造
三、节点构造－节点构造形式 2. 内插式节点
第二节 桁梁桥构造
三、节点构造－节点构造形式 3.全焊节点
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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
桥型
铁路桥
平行弦桁架
多边形桁架
公路桥
2、悬臂桁梁
组合跨
•一般伸臂长与锚跨之比为1/4~1/3 ；
锚跨
悬跨
锚跨
•组合跨与锚跨之比按1.1~1.4为宜
•对于挂梁及锚梁的跨中部分高度约
铰
为跨度的1/6.5~1/7
第二节 桁梁桥构造
一、主桁杆件构造； 二、桥面系梁格构造与连结 三、节点构造 四、联结系构造
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