《钢桥》钢板梁

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上承式板梁构造要求
加劲肋的构造要求:
a.保证主梁的腹板稳定,腹板 的两侧常需设置竖向加劲肋, 当腹板较高时,有时还需加水 平加劲肋; b.竖向加劲肋是采用一对板条 用角焊缝对称地焊连于腹板的 两侧,焊缝的两端至翼缘角焊 缝的距离a,不小于80mm;加劲 肋与上翼缘相连的焊缝,其端 头至翼缘角焊缝的距离,应b不 小 于 50mm , 以 免 焊 缝 相 距 太 近 而降低了该处的疲劳强度
5.1钢板梁桥特点与构造
上承式板梁构造要求
e.加劲肋应用半自动焊与腹板相连,不应采用手工焊,以免降低焊接质量; f.端加劲肋既是端部横联的一部分,它还要传递板梁桥的支承反力。因此, 端加劲肋上端应与上翼缘顶紧焊牢,下端应磨光顶紧并与下翼缘焊牢
5.1钢板梁桥特点与构造
上承式板梁构造要求 平纵联端部连接结构要求
上平纵联与主梁 的连接
5.1钢板梁桥特点与构造
上承式板梁构造要求 c.横联的位置,应与竖向加劲肋的布置一起考虑,横联的间距不应大于4m。 d.顶梁,在架设及养护过程中,常需将梁端顶起,梁端需架设顶梁。
5.1钢板梁桥特点与构造
上承式板梁构造要求 桥面 ①桥枕:与主梁上翼缘用钩螺栓扣紧, 桥枕间的净距,不宜超过21cm。 ②护木:置于桥枕两端,用螺栓连于 桥枕,固定桥枕距离。 ③正轨 ④护轨:桥面上除正轨外,还设有护 轨。护轨两端应延伸到桥台以外一段 距离,并弯向轨道中心。其作用就是 当列车掉道后,用以控制车轮前进的 方向,避免发生翻车事故。
5.1钢板梁桥特点与构造
②腹板 标准设计中当L=24m,腹板高度h=1900mm;当L=32m,腹板高度 h=2500mm;当L=40m,腹板高度h=3200mm。以上尺寸满足用料 经济并适应运输条件。 ③加劲肋 为了保证腹板的局部稳定,常需设置加劲肋(端加劲肋、中间 加劲肋、水平加劲肋)。
5.1钢板梁桥特点与构造
翼缘板尺寸:
=
一块翼缘板的面积 :
还应符合翼缘板厚度t≤32mm、翼缘板宽度b≮240mm、翼缘板伸出肢的
宽度b1/t≯10的规定。
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点
主梁验算
1、刚度 规范规定简支钢板梁桥由静活载(不计冲击力)引起的竖向挠度不应超过 其跨度的1/900
2、弯曲正应力
主梁截面上的最大弯曲应力应不大于容许弯曲应力
尺寸选择
主要尺寸:计算跨度、主梁高度、主梁中心距。 1.计算跨度 《铁桥规》中梁桥计算跨度标准值为: (4、5、6、8、10、12、16)+0.5m、 (20、24、32、40)+0.6m、 (48、56、64、80、96)+1.1m、 (112、128、144、160m)+1.5m共20种。 其中板梁桥计算跨度的标准值是20、24、32、40m等。
5.1钢板梁桥特点与构造
下承式板梁桥的组成和构造
下承式板梁包括:承重结构(主梁)、桥面、联接系、桥面系、支座。 承重结构(主梁)-两片工字钢组成,标准设计两主梁的中心距为5.4m; 构造同上承式板梁;
5.1钢板梁桥特点与构造
下承式板梁桥的组成和构造
桥面-桥枕、正轨、护轨、护木、 钩螺栓组成,构造同上承式板梁; 不是搁置在主梁上,而是搁置在 桥面系的纵梁上。 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(与“桥面” 的区别) 特点: 建筑高度h(自轨底至梁底)小; 用料较多(增加了桥面系), 制造也费工; 由于较宽而无法整孔运送,增加 了装运和架梁的工作量。
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
5.1钢板梁桥特点与构造
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。
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点 主梁验算
5、疲劳强度的验算
②焊接板梁桥疲劳检算的部位
式中: M —跨中最大弯矩; W—跨中截面的截面抵抗拒,验算受拉翼缘时,用净截面抵抗拒Wj,验 算受压翼缘时,用毛截面抵抗拒Wm; [σw] —钢材的容许弯曲应力,其值较基本容许应力大5%。
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点
主梁验算
3、剪应力
主梁截面上的最大剪应力 τ max 应不大于容许剪应力[τ ]
①估计桥跨沿跨度每延米的重量P1; ②根据规范查桥面每延米重P2 ; ③计算每片主梁所受恒载每延米重(P1 + P2 )/2
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点
主梁内力计算
主梁的内力计算包括恒载和活载产生的内力
(2)活载强度
①确定k;沿梁选取若干截面,按各截面影响线顶点位置及加载长度,
活载为铁路列火车荷载,计算时必须采用中华人民共和国铁路标准荷载,
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点 结构-由主梁、上平纵联和下平纵联、端横联和中间横联
等组成的空间结构 荷载-竖向荷载(恒载和活载)和横向荷载(包括风力、
列车摇摆力,在弯道桥则还有离心力) 简化计算方法-将桥跨结构划分为若干个平面结构,每个
平面结构只承受作用在该平面上的力。(竖向荷载由两片 主梁承受,横向荷载由上、下平纵联承受)
a.平纵联杆件端部 的节点板,可与上 翼缘焊连, 但不应 与受拉翼缘焊连, 这是由于受拉翼缘 的疲劳强度受焊接 影响较大的缘故。 平纵联斜杆端的节 点板,常与腹板焊 连,而横撑则焊在 加劲肋上以免降低 翼缘的疲劳强度。
5.1钢板梁桥特点与构造
上承式板梁构造要求
b.与腹板焊连的节点 板,其另一边是焊连 于加劲肋上,节点板切 去一块,这样使节点 板边缘焊缝至加劲肋 与腹板相连焊缝,保 持一定距离。斜杆端 头连接焊缝至节点板 边缘的焊缝,也应保 持一定的距离。为了 减少应力集中,节点 板还应做成圆弧形, 并在施焊完毕后用砂 轮或风铲将焊缝表面 进行加工,使表面平 顺。
5.1钢板梁桥特点与构造
上承式板梁构造要求
加劲肋的构造要求: c.主梁上翼缘直接承受桥枕的压力, 因此,劲肋的上端,常与上翼缘顶 紧,以达到支承翼缘板的作用;在 横联处,加劲肋还是横联的一个组 成部分,受力较大,加劲肋的上端 可与上翼缘焊牢;
d.加劲肋的下端无需要与下翼缘顶紧, 更不应与下翼缘焊连,这是由于手工 焊缝对受拉的翼缘板的疲劳强度影响 甚大的缘故。在工厂制造时虽已顶紧, 行车后,加劲肋的下端与下翼缘之间 仍产生缝隙,不能达到顶紧的目的;
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点
主梁尺寸选择
梁高h:考虑强度、刚度,建筑高度
腹板高度hw:h-上下翼缘厚度
腹板厚度 w :规范最小值(钢梁的主要构件所用钢板不宜小于10mm, 以免锈蚀后对截面的削弱过大; 对跨度大于16mm的焊接板梁, 厚度
不宜小于12mm,以免减小焊接引起的变形)
5.1钢板梁桥特点与构造
下承式板梁桥的组成和构造
下承式板梁组成
下承式板梁桥面系结构和下平纵联
下承式板梁桥特点及适用范围
特点:与上承式钢板梁桥相比,增加了桥面系,制造费料、费工;桥宽大, 无法整孔运送,增加了装运与架桥的工作量。 适用范围:适用于线路标高不宜提高,桥下又要求一定净空即建筑高度受限 的情况。
式中 V —梁端最大剪力; S —梁端截面中性轴以上的截面积对中性轴的面积矩; Im—梁端截面的毛截面惯性矩; δ —梁端处腹板厚度; [τ]—容许剪应力; Cτ—考虑截面上剪应力分布不均匀而引用的系数;
Cτ的取值:
近似计算法
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点 主梁验算
4、换算应力的验算 腹板承受较大的法向应力与较大的剪应力的共同作用之处,应进行换算应 力验算,其验算公式如下
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。
5.1钢板梁桥特点与构造
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
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点 尺寸选择
2.主梁高度h 主梁高度根据下列条件来决定: ①使用钢量最省; ②主梁的竖向刚度(跨中挠度)应满足《铁路桥梁钢结构设计规范》 (TB10002.2-2005)所提的要求; ③在可能的条件下,应使腹板宽度等于最常轧制的钢板宽度,以避免不 必要的拼接或裁切; ④应使桥跨的建筑高度(从轨底至梁底的高度)尽可能的减小; ⑤应使全梁的总尺寸在运输限界之内; ⑥为便于工厂制造,跨度相近的板梁(例如20m和24m的板梁),可以采 用相同的腹板宽度。
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
5.1钢板梁桥特点与构造
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 。
5.1钢板梁桥特点与构造
上承式板梁桥面(桥枕、正轨、护轨、钩螺栓、护木)
5.1钢板梁桥特点与构造
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
5.1钢板梁桥特点与构造
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。宽度不陡 于1:4;厚度不陡于1:8;末端宽度不小于0mm
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点
计算内容 主要尺寸的拟定(计算跨度、主梁高度和主梁中心距) 主梁内力分析 应力(弯曲应力、剪应力、疲劳强度、焊缝应力、主应力
等)验算 梁的总体稳定和板的局部稳定验算 腹板加劲肋的布置及其应力、稳定性验算
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点
ຫໍສະໝຸດ Baidu
即“中-活载” ; ②动力系数、运营动力系数的确定;
动力系数:
1
28 运营动力系数:
1
1
40
③计算每片主梁所受活载强度 k(1 ),
18 1 40
k(1 )
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点 (3)主梁内力计算 主梁的内力计算,按影响线面积法分别求出各截面因恒载和 活载产生的M和V的最大值,然后进行内力组合,即得梁的 计算内力;
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点 尺寸选择
3.主梁中心距 我国铁路随着火车提速,为了保证上承式板梁桥横向刚度、 倾覆稳定性; 规范规定:标准设计两主梁中心距不小于计算跨度的1/15, 且不小于2.2m;
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点
主梁内力计算
主梁的内力计算包括恒载和活载产生的内力 (1)恒载强度
σ—截面检算处的法向应力(即弯曲应力) τ—截面检算处的剪应力
5.2钢板梁桥计算
上承式钢板梁计算要点 主梁验算
5、疲劳强度的验算 计算公式
②焊接板梁桥疲劳检算的部位 1-1截面:下翼缘的底面,拉应力最大处 当下翼缘与平纵联有连接有栓孔削弱,连接形式为4.1,疲劳容许应力 幅为Ⅴ类, 0 =109.6MPa ;当下翼缘与平纵联有连接无栓孔削弱, 连接形式为6.2,疲劳容许应力幅为Ⅳ类, 0 =110.3MPa 2-2截面,加劲肋与腹板焊缝的下端 连接形式为9,疲劳容许应力幅为Ⅶ类, 0 =99.9MPa
5.1钢板梁桥特点与构造
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
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