钢梁的制造和架设方法及案例分析

《桥梁工程》第八章
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第二节 钢板梁桥
一、常用的几种板梁桥
上承式板梁桥，下承式板梁桥，结合梁桥
1、上承式板梁桥 主要承重结构－两片工字截面的板梁 主梁之间的杆件联结－上平纵联 ，下平纵联 ，横联 明桥面－主要由桥枕、护木、正轨、护轨等组成 适用范围－当跨度小于40m左右时，钢板梁桥比钢桁 梁桥经济，因此，小跨度的钢桥常用板梁桥。上承式 板梁桥的构造较简单，钢料也较省，可以整孔装运， 整孔架设，因此，它是用得最多的一种钢板梁桥。
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桥例：枝城长江大桥
位于湖北省宜都县的焦枝铁 路线上，为公路铁路两用的 连续钢桁梁桥
铁路和公路设于桁架下弦同 一平面上，桁架间为双线铁 路，外侧各有５ｍ宽单车道 公路及1.45ｍ宽人行道
铁路桥全长1742.3ｍ，公 路桥全长1755.8ｍ。正桥9 孔，由1联4×160ｍ带下加 劲弦杆的平行弦菱形桁架梁 桥和1联5×128ｍ平行弦菱 形桁架梁桥组成。在国内铁 路桥上首次采和斜拉索单层 吊索架悬臂拼装法架设
钢桥的基本特点：
① 构件特别适合用工业化方法来制造，便于运输，工地的安装速度也 快，因而钢桥的施工工期较短；
② 钢桥在受到破坏后，易于修复和更换；
③ 耐候性差、易锈蚀，铁路钢桥采用明桥面时噪声大，维护费用高。
本节所讨论的钢桥主要以铁路钢桥为主。
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一、钢桥所用的材料
钢种－碳素钢（含碳量为0.03~0.25%的钢） 、低合金钢（各种 合金元素总含量不超过3％的钢）
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上承式板梁桥组成及横断面图
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32米全焊钢粱构造
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2、下承式板梁
主要承重结构－两片工字截面的板梁 联结系－设下平纵联，无上平纵联和横联，但加
设肱板 桥面系－纵梁和横梁 桥面－不是搁置在主梁上，而是搁置在纵梁上。 特点－建筑高度h（自轨底至梁底）小，用料较
➢ 焊接指用电焊机等设备通过电 能将被焊钢材和焊接材料熔化， 形成一条焊缝把两个部件连接 在一起。
➢ 焊缝主要有两种，即熔透的对 接焊缝和不熔透的角焊缝
➢ 焊接方法有自动焊、半自动焊
和手工焊。
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栓接（高强度螺栓连接）
栓接是将已在工厂焊接好的杆件与部件运送到工地后，用高强度 螺栓拼装连接成钢桥整体。
多，制造也费工。
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下承式板梁桥组成及横断面图
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源自文库
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3、结合梁桥
结合梁桥－用抗剪结合器或其他方法将混凝土桥面板 与其下的钢板梁结合成一整体的梁式结构 特点－混凝土桥面板参加钢板梁上翼缘承受压应力的 工作，提高了桥梁抗弯强度，从而可以节省用钢量或 降低建筑高度。 公路结合梁桥 铁路结合梁桥（一般用于陡坡急弯地段 ） 抗剪器
摩擦式高强度螺栓连接－杆件或构件内力N是通过钢板与拼接板 表面的摩擦力来传递的。这一摩擦力则是由于高强度螺栓拧紧后， 对钢板束施加了强大的夹紧力P产生的。
扭矩法拧紧工艺 栓焊钢桥
1 高强度螺栓 ２高强度螺母 ３高强度垫圈 ４拼接板 5 杆件
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桥例：成昆线三堆子金沙江桥
1969年，简支钢桁梁，192m
公路：型钢，连接销 铁路：联结角
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公路结合梁桥
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铁路结合梁桥构造图
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抗剪器
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桥例：石家庄南二环钢箱公路桥
续钢桁梁及一联3×108.0m连续钢桁梁，全长1634.21m，仅用二 十个月全部建成，平均和每月成桥500米，创造了国内高速建桥 的纪录。此桥也是亚洲最长的大桥，1985年建成。
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孙口黄河大桥
该桥是京九铁路重要工程之一，四联4×108米双线铁路钢桁梁，全长
1,735.2米，用钢13,600吨，主桁采用三角形桁架，上、下弦杆和支点处 斜杆采用箱形截面，其余斜腹杆为工字形截面。该桥系中国首次采用整 体节点构造，1997年建成
钢材形状－工字钢、角钢、槽钢、管钢，方钢，T形钢（型材） 和钢板（板材）
桥梁钢与结构钢
钢号－碳素钢（A3，A3q等），现标准：GB700－88
低合金钢（16Mn, 15MnVN 等），现标准：GB/T1591－ 94
钢的工艺要求和使用要求－对钢的化学成分和机械性能的要求
化学成分－合金元素：碳、锰、硅等，有害杂质：硫、磷等， 表6－1，对钢的可焊性的一种评估
1971年建成
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桥例：成昆线泸沽安宁河桥
1970年，刚性桁梁柔性拱，112m
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宜宾金沙江大桥
该桥为铁路单线特大桥，全长1,065米,一联3孔 112+176+112米连续铆接钢桁梁，1968年
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长垣东明黄河铁路大桥
该桥全长10.3公里，为9孔96m简支钢桁梁和一联4×108.0m连
钢梁的制造和架设方法及案 例分析
第一节 钢桥概述
一般地，将桥跨结构用钢制成，无论其墩台用什么材料建造，均可 称之为钢桥。
与常用的其它建筑材料相比，钢材是一种抗拉、抗压和抗剪强度 均较高的匀质材料，而其重量则相对较轻。因此，钢桥具有很大的跨 越能力。
当要建造的桥梁跨度特别大，荷载特别重，采用其它建筑材料来 建造桥梁有困难时，一般常采用钢桥。
机械（力学）性能
拉伸试验（屈服点、延伸率、抗拉强度）
冷弯试验：工艺指标和质量指标
冲击试验：夏比（V形缺口）试件，钢桥抗脆断性能
疲劳试验 （与构造有关）
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力学性能曲线
钢拉伸应力应变曲线
冲击值与温度关系曲线
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二、钢桥的连接
钢桥连接指：包括将型钢、钢板组合成杆件与部件， 也包括将部件及杆件连接成钢桥整体
连接方式有：销接、铆接、焊接、栓接 铆接：常用铆钉直径为22及 24mm。铆接是将半成品铆钉 加热到1050-1150℃，塞入钉 孔，利用铆钉枪将钉身礅粗 填满钉孔，并将另一端打成
钉头。
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焊接
➢ 第二次世界大战后，在钢梁制 造引进了焊接技术。焊接结构 的截面无孔削弱，比铆接结构 省料，加工快，且可改善工人 工作环境，但在野外高空作业 时受到一定的限制。