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王金磊,等:大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计 谥加齐缶州加淼I!用韶设大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计王金磊，窦巍（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司;公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心，安徽合肥230088）摘要:本文结合宜宾至昭通高速公路彝良（川滇界）至昭通段白水江特大桥，通过对主跨330m ±承式钢箱桁肋拱桥结构尺寸及结构性能进行分析，建立全桥的有限元模型,计算结果表明受力指标均满足规范要求。
关键词:高速公路;上承式钢箱桁肋拱桥;有限元模型中图分类号:U44& 22+4文献标识码：A文章编号：1673-5781（2019）01-0045-030引 言钢桁架拱桥具有跨越能力大、承载能力的高特点，在山区 高速公路对于跨越典型“V ”形谷地形具有很大优势⑴。
依托云南省云南省宜宾至昭通高速公路彝良（川滇界）至昭通段白 水江特大桥为实例，对其方案、结构尺寸、受力性能进行研究分 析,为同类桥梁设计提供有价值参考。
1工程背景及方案设计白水江特大桥跨越一深切“V ”字形河谷，河谷两岸呈陡坎地形，自然坡度45°〜82°。
桥面与水面高差272m,道路设计线与地形交线宽度446m 。
桥梁方案设计时,由于两岸边坡陡峭，桥墩基础难以设立，从墩高与跨径协调的角度出发，适宜的主跨布置应在260m 以上,可供选择的主桥桥型主要有连续刚 构、斜拉桥、矮塔斜拉桥、拱桥和悬索桥。
结合总体路线，考虑结构受力要求和施工工艺复杂程度，兼 顾经济，并注重与周边环境的整体协调,经综合比选后，拟定的方 案是330m 上殿钢箱桁架拱桥。
白水江特大桥全长755. 8m,桥跨布置为:11 X 30m （预制T 梁）+ 22X16m （上承式钢箱桁肋拱桥，其中主拱圈跨径为 330m ） + 2X33. 5m （预制T 梁），其中主桥跨越白水江所在峡谷。
2主桥结构设计2.1主桥总体设计白水江特大桥主桥桥面系统跨径布置为22X16 = 352m,主拱圈跨径330m,上承式钢箱桁肋拱桥，计算跨径330m,矢高60m,矢跨比1/5. 5,拱轴系数1. 5。
大跨度钢结构连廊的设计要点和施工技术摘要：施工单位需要在具体技术层面加以规范，将整体滑动与吊装、无支撑等多种技术有效应用到工程领域，同时也要重点加强钢结构施工管理，规范强度参数，并优化处理预应力技术和焊接处理工艺，保证整个工程作业环境更加安全。
本文主要分析大跨度钢结构连廊的设计要点和施工技术。
关键词：大跨度；钢结构连廊；设计要点；施工技术引言钢结构连廊是一种用于建筑、桥梁等建设工程的重要结构。
随着我国城市化进程不断加快，城市基础设施的需求越来越大，人们对房屋和桥梁建设工程的要求越来越高，钢结构连廊也随之得到越来越多的应用。
钢结构连廊的设计、制作和安装施工均会影响建设项目的进度和质量。
因此在设计钢结构连廊时，需要充分考虑各方面因素，对各个参数的取值范围做出客观分析和准确计算，并结合施工现场具体情况选择合理的设计和施工方案。
1、连廊结构概述采用设缝与主楼脱开的形式，结构设计总长度66.2m，总宽度34.5m，主体结构高度13.88m，连廊中部设置了楼梯和电梯，局部凸出的楼电梯间高度为18.55m。
为满足建筑外形的特殊造型要求，结合下部道路横穿而过的实际情况，连廊沿纵向设置了2榀3跨连续折线形钢桁架和2榀单跨折线形钢桁架，与11根混凝土柱和4根箱型截面钢柱共同组成了连廊的空间结构支撑体系。
为减小温度效应对混凝土柱的影响，在所有混凝土柱顶设置了球形钢支座。
由于中部设置的楼电梯间结构上具有特殊要求，无法设置球形钢支座，故将楼电梯间周围的4根箱型截面钢柱升到钢桁架顶部，与此4根箱型柱相连的钢梁和折线形钢桁架均为刚性连接，故此形成了球形钢支座与局部刚接钢柱组合的复杂结构体系。
钢桁架体系具有自重轻、受力性能好、跨越能力强等特点，但折线形钢桁架与复杂的支座条件成为技术难点。
2、施工分析2.1施工方案通过比较多种常用的钢结构空中连廊施工方案，如上海国金中心使用的分榀桁架整体提升、高空抬吊散拼、整体钢结构提升等施工措施，结合中小型空中连廊体积与重量较小的实际情况，选择了“先在四层连廊拼装为牢固框架体系，再采用整体提升至合拢位置，随后补齐剩余钢构件”的方案，采用整体提升与高空散拼相结合的施工方法进行施工。
桥梁建设2021年第51卷第2期(总第270期)10Bridge Construction,Vol.51#No.2#2021(Totally No.270)文章编号！003—4722(2021)02—0010—08大跨度铁路悬索桥钢桁加劲梁设计徐伟，李松林，胡文军(中铁大桥勘测设计院集团有限公司，湖北武汉430056)摘要：某大跨度铁路桥位于强震山区，采用主跨1060m的上承式钢桁梁悬索桥，主桁采用华伦式桁架，桁宽30m、桁高12m,节间长10m。
结合强震山区铁路悬索桥的受力特点，加劲梁约束体系采用塔梁分离、塔墩固结的半飘浮体系，桥塔处纵向阻尼器与下平联设置在同一平面，桥塔和桥台处均设置相互协调工作的横向支座与横向阻尼器，并设置地震反压结构，在桥台端横梁中央设置局部受压支座，解决了大跨度铁路悬索桥抗强震、大风作用及轨道局部平顺性问题。
钢桁梁主要构件采用Q370qD钢，局部构件采用Q500qD钢，主桁杆件和联结系杆件分别采用M30和M24高强度螺栓连接。
加劲梁主桁上弦杆采用箱形截面杆件、焊接整体节点，下弦杆主要采用H形截面杆件、拆装式节点；上层通过交叉平联使箱形弦杆与钢桥面组成整体断面共同受力，下层采用H 形弦杆与交叉平联组成镂空层，采用斜杆受拉为主的横联，解决了铁路悬索桥钢梁的疲劳问题，同时具有较好的经济性。
结合场地及运输条件，加劲梁分区段采用顶推、原位拼装、缆索吊结合的方案施工，解决了山区大跨度悬索桥的施工难题。
关键词：铁路桥；悬索桥；强震山区；加劲梁；钢桁梁；约束体系；结构设计；疲劳设计中图分类号：U44&13；U44&25；U442.5文献标志码：ADesign of Truss Stiffening Girder of a Long-SpanRailway Suspension BridgeXU Wei,LI Song-lin,HU Wen-jun(China Railway Major Bridge Reconnaissance&Design Institute Co.Ltd.,Wuhan430056,China) Abstract:A long-span railway bridge,located in the mountainous area with high seismicity,is designed as a deck-type steel truss girder suspension bridge with a main span of1060m.The truss stiffening girder consists of Warren trusses that measure30m wide and12m deep,and a truss panelis10m.Tosui0he mechanical proper0ies of0he railway suspension bridge in moun0ainous areawihhighseismiciy,0he0owersand0hes0i f eninggirderaresepara0ed,and0he0owersand the piers are fixed,which forms a semi-floating system.The longitudinal dampers at the towers and0helowerla0eralbracingsof0hes0i f eninggirderareins0a l edin0hesameplan.A0bo0h0he towers and abutments,the t r ansverse bearings and dampers t h a t can work collaboratively are installed,the back pressure structure that can regulate seismic forces is added,and local compressionbearingsareinsta4edinthecenterofendf4oorbeamsofabutments,toimprovethe intenseseismic and heavy wind resistance ofthe bridge and addresstheissue of4oca4track irregu4arity.The main components of the stee4trusses are made of Q370qD stee4,andcomponents in4oca4partsare madeofQ500qDstee4.The membersofthe maintrussesandtie membersare connectedby M30and M40high strength bo4ts,respective4y.The upper chords of the truss 收稿日期：2021—01—05基金项目：中国国家铁路集团有限公司科技研究幵发计划课题(P2019G002)Project of Science and Technology Research and Development Program of China Railway Corporation(P2019G002)作者简介：徐伟，教授级高工,E-mail：Xuw@&研究方向：公路、铁路大跨度桥梁设计，钢结构设计&大跨度铁路悬索桥钢桁加劲梁设计 徐 伟，李松林,胡文军11stiffening girder are formed of box cross-section members # with integral welding joints # while thelower chords are composed of H cross-section members # with detachable joints. In the upper level # the lateral bracings allow the box cross-section chords and the steel dec[ plates to form an integralcross section and share the acting loads. In the lower level # the H cross-section members and the lateral bracings form a transparent framed structure # with diagonal members in the transverseconnection mainly in tension # which is beneficial to the fatigue resistance of the steel girder ofrailway suspension bridge and has better economic performance. Limited by the construction space and transportation access # the stiffening girder was divided into regions which could be constructedusing tailored methods # including incremental launching # in-situ assembly and cableway crane construction. The proposed methods can facilitate the construction of long-span suspension bridgein mountainousarea.Key words : railway bridge $ suspension bridge $ mountainous area with high seismicity ； stiffening girder $ steel truss girder $ restraint system $ structural design $ fatigue design1工程概况某大跨度铁路桥位于强震山区，桥址处河面宽约130 m,最大水深约10 m,河谷下部狭窄，谷坡陡峻。
钢结构桥梁设计及思考、设计经验总结钢结构桥梁优势：钢结构拥有轻型化、抗震性能好；工业化和装配化程度高、可循环利用等优点；随着大跨桥梁的大规模应用，大量采用钢结构是我国交通基础设施未来发展的必然趋势.钢结构桥梁劣势：钢结构造价偏高；耐腐蚀性能不足等；桥梁造价应综合考虑建设成本、安全耐久、管理养护等各种因素,钢结构桥梁自重较轻，节约了下部结构造价，同时施工速度较快,工期较短。
钢结构耐腐蚀性能不足的问题可采取涂装长效高性能防腐涂料、采用耐候钢等方法解决。
全钢结构含钢箱梁、钢桁梁。
钢混组合梁结构含：钢板组合梁桥、钢箱组合梁桥、波形钢腹板桥梁。
>>>钢桁梁桥案例贵阳高速公路：鸭池河大桥一主跨800m钢桁梁斜拉桥(72+72+76+800+76+72+72)=124Om双塔双索面半漂浮体系的混合梁斜拉桥，边跨为预应力混凝土箱梁，中跨为钢桁梁结构，边中跨比为0.275。
钢桁梁结构采用“N”型桁架，横向两片主桁，中心间距为27.0m,桁高7.0m,节间长度为8.0m。
湖北宜昌至张家界高速公路：白洋长江公路大桥一主跨100Om钢桁梁悬索桥主桥采用单跨100Om双塔钢桁梁悬索桥。
主桁架采用华伦式，中心距36m,桁高7.5m,小节间长度7.5m,两节间设一吊点，4节间作为一节段整体吊装，标准吊装节段长度30m,端吊装节段14.2m,跨中吊装节段10.58m。
>>>钢混组合梁桥材料优势：充分利用钢材和混凝土的材料优势，混凝土提高了钢梁的稳定性。
结构优势：减小结构高度、提高结构刚度、减小结构在活荷载下的挠度。
施工便捷：工厂化生产、现场安装质量高、施工费用低、施工速度快。
环保节能：大幅减少水泥用量，减小对环境污染。
缺点：存在抗扭刚度较弱、适用跨度不大的缺点。
1、钢板组合梁桥云南某高速公路项目全长107Km,所在区域位于高烈度地震区,基本地震动峰值加速度.3~0.4g,多座桥梁采用30m-50m钢混组合梁通用图设计。
目录1、结构选型 (2)1.1 设计背景 (2)1.2 设计思路 (3)2、模型方案及制作 (3)2.1 模型方案 (3)2.2 构件加工处理及节点图 (5)3、结构分析计算 (6)3.1.静力分析 (6)3.2、动力分析 (8)4、承载能力估算及结论 (10)1、结构选型1.1 设计背景桁架桥（truss bridge）是以桁架作为上部结构主要承重构件的桥梁。
在桥梁中被广泛应用，如大家熟知的现代诗人徐志摩脍炙人口的《再别康桥》中的桥就是一座桁架桥。
我国1993年建造的九江长江大桥，是京九铁路和合九铁路的“天堑通途”，为双层双线铁路、公路两用桥，铁路桥长7675米，公路桥长4460米，其中江上正桥长1806米，是世界最长的铁路、公路两用的钢桁梁大桥。
桁架桥（见图1）一般由主桥架、上下水平纵向联结系、桥门架和中间横撑架以及桥面系组成。
在桁架中，弦杆是组成桁架外围的杆件，包括上弦杆和下弦杆，连接上、下弦杆的杆件叫腹杆，按腹杆方向之不同又区分为斜杆和竖杆。
弦杆与腹杆所在的平面称为主桁平面。
中、小跨度采用不变的桁高，即所谓平弦桁架或直弦桁架。
桁架结构可以形成梁式、拱式桥，也可以作为缆索支撑体系桥梁中的主梁（或加劲梁）。
图1 桁架桥1.2 设计思路在满足竞赛赛题要求的前提下，通过合理设计简支桥的结构形式，实现较大的结构强度、刚度以及良好的抗冲击荷载性能。
刚柔支撑并济的桁架结构体系制作工艺简单、传力明确高效，具有较强的承重能力。
根据设计要求和材料特性，经我们小组讨论分析，按“实用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则，同时，考虑简支桥梁集中力作用下的三角形弯矩图，决定选做变截面梁式桁架桥模型。
本桥设计为上承式梁式桁架桥，梁体为平面桁架体系（见图2）。
图2 双飞桥有限元模型透视图2、模型方案及制作2.1 模型方案本桥跨度为1. 00m，两端支座长度为0.016m，桥高为0.12m，每个节间尺寸取为0.05m，上弦杆采用两根4 mm×6 mm粘结而成，截面尺寸为4mm×6mm×2；下弦杆截面为4 mm×6 mm，中间竖杆截面尺寸为4mm×6 mm；长斜杆尺寸为4 mm×6 mm，腹杆尺寸为2 mm×2 mm。
钢桁架桥施工方案一、项目背景钢桁架桥是一种结构稳定、施工方便、耐久性强的桥梁类型。
它由桁架结构组成，采用钢材作为主要材料，具有抗压、抗弯等优势。
本文将介绍钢桁架桥的施工方案，包括桥梁设计、施工过程和施工注意事项等。
二、桥梁设计1. 桥梁类型选择根据实际情况，选择适合的钢桁架桥类型，包括单孔桥、连续梁桥、悬索桥等。
2. 桥梁设计参数确定确定设计参数，包括桥梁的跨度、标准荷载、设计荷载组合等。
根据设计荷载组合，进行结构计算，确定桁架结构的尺寸和数量。
3. 桥墩设计根据桥梁的荷载传递情况和地基条件，设计合适的桥墩。
考虑桥墩的承载能力、稳定性和抗震性。
三、施工过程1. 基础施工进行桥墩基础的施工，包括基坑开挖、土方回填、基础浇筑等。
同时，根据设计要求设置好桥墩的支撑结构，确保施工安全。
2. 桁架制造根据设计图纸，制造桁架构件。
使用合适的钢材进行焊接和热处理，确保桁架的强度和耐久性。
3. 桁架安装将制造好的桁架安装在桥墩上，使用合适的起重设备进行吊装和定位。
安装过程中，保证桁架的平整度和垂直度。
4. 华测施工进行钢桁架桥的桥面铺设、护栏安装、防水处理等工作。
同时，进行桥梁的验收和力学性能测试，确保桥梁的质量和使用安全。
四、施工注意事项1. 安全问题钢桁架桥的施工过程中，必须严格遵守安全操作规范，使用合适的施工设备和个人防护装备，加强施工现场的安全管理。
2. 质量控制严格按照设计图纸和规范要求进行施工，确保桥梁的质量。
加强对桁架结构的焊接、防腐和检查，确保桁架的强度和耐久性。
3. 施工进度控制合理安排施工进度，确保施工质量和工期的要求。
加强施工组织协调，合理调配人力和机械设备。
4. 环保措施施工过程中，采取必要的环保措施，防止污染土壤和水源。
合理利用施工废弃物，做好垃圾分类和处理工作。
本文介绍了钢桁架桥的施工方案，包括桥梁设计、施工过程和施工注意事项等。
钢桁架桥的施工需要严格遵守安全规范，控制施工质量和进度，同时注重环境保护。
试论大跨度钢桁架带式输送机的栈桥设计大跨度钢桁架带式输送机栈桥是煤炭矿井以及大型电厂等工业场地中十分重要的构筑物，随着社会的发展及煤炭自动化运输的需求，钢栈桥的跨度越来越大，然而，我国针对其相应的设计规范并没有进行统一编制和规定。
文章通过对某煤矿钢结构栈桥选用平行弦桁架和下撑式桁架进行综合的技术、经济比较和研究，认为封闭式大跨度钢栈桥选用平行弦桁架较为合理。
标签：输煤栈桥；大跨度；钢桁架；结构设计引言在煤炭矿井、洗煤厂以及大型电厂等工业场地的构筑物当中，栈桥在整个内部运输系统当中发挥着极具重要的作用，是整个运输系统的重要组成环节；尤其是其内部相应的带式输送机更是作用巨大，其能够将矸石、块煤及原煤等所需原料，运送至主厂房及破碎车间等建筑物当中，使其进行储存及洗选操作。
依据栈桥廊身在结构形式上的差异，可将其划分为钢与钢筋混凝土的组合结构、钢结构、砖石结构以及钢筋混凝土结构等。
随着这些年工业现代化步伐的加快，钢结构栈桥受到广泛重视和应用，其自身具有重量轻、造型美观、抗震性较好及跨度大等特点，尤其是在那些较长距离运送的状况下，大跨度钢桁架栈桥的应用更为广泛。
本文以某煤矿工业场地内新应用的输煤系统栈桥为例予以研究分析。
输煤栈桥结构安全等级二级，耐火等级二级，屋面防水等级为三级，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为6度，地震加速度0.05g，所属的设计地震分组为第三组。
结构设计的使用年限是50年。
栈桥为全封闭的单皮带机钢结构栈桥，胶带机支腿中心线距离为1.69m，栈桥桥体宽度为3.6m。
此栈桥距地面的最大高度为58m，最小高度20m，爬升高度为38m。
本文选取输煤系统栈桥中一跨度为44m栈桥进行讨论。
针对大跨度栈桥采用不同结构形式进行比较分析，并对大跨度钢桁架栈桥的施工时制作安装等方面做出阐述，并最终实现最优的桁架结构设计。
1 栈桥结构形式分析针对当前我国大跨度输煤栈桥来讲，其在具体的结构形式上，通常情况下采用钢桁架结构，此种结构形式在具体应用经验上已经比较成熟，而采用封闭式的栈桥在实际当中更为合理，其不仅对于承受荷载具有突出的作用，并且对整个封闭体系来讲，钢桁架提供了牢固的骨架支撑。
大跨度钢结构在现代建筑领域中，大跨度钢结构犹如一颗璀璨的明珠，展现出令人惊叹的魅力和强大的实用性。
它不仅为建筑设计带来了更多的可能性，还在众多大型建筑项目中发挥着关键作用。
大跨度钢结构，顾名思义，是指跨度较大的钢结构体系。
一般来说，当跨度超过 30 米时，钢结构的优势就开始凸显出来。
那么，为什么大跨度钢结构会如此受到青睐呢？首先，钢结构本身具有高强度和高刚性的特点。
相比于传统的混凝土结构，钢材的强度更高，能够承受更大的荷载。
这使得在大跨度的情况下，钢结构能够提供足够的支撑力，确保建筑的稳定性和安全性。
其次，钢结构的重量相对较轻。
在大跨度建筑中，减轻结构自重是至关重要的。
较轻的钢结构能够减少基础的负担，降低施工难度和成本。
再者，钢结构具有良好的可塑性和可加工性。
设计师可以根据建筑的造型和功能需求，将钢材加工成各种形状和尺寸，从而实现独特而复杂的建筑设计。
大跨度钢结构在实际应用中有多种形式。
其中，网架结构是较为常见的一种。
它由多根杆件按照一定的规律通过节点连接而成，具有空间受力的特点，能够覆盖较大的空间。
例如，一些大型的体育场馆常常采用网架结构，为观众提供无遮挡的视野。
桁架结构也是大跨度钢结构中的重要类型。
桁架由直杆组成，通过三角形的稳定性原理来承受荷载。
在桥梁、厂房等建筑中，桁架结构被广泛应用。
悬索结构则是另一种独特的大跨度钢结构形式。
它依靠悬索的拉力来支撑结构，具有造型优美、跨度大的优点。
像一些大型的悬索桥，就是悬索结构的典型应用。
在大跨度钢结构的设计和施工过程中，需要考虑众多因素。
首先是荷载的计算。
除了要考虑恒载、活载等常规荷载外，还需要考虑风荷载、地震作用等特殊荷载。
准确的荷载计算是确保结构安全的基础。
其次是结构的稳定性分析。
大跨度钢结构在受力过程中容易出现失稳现象，因此需要通过详细的分析和计算，确保结构在各种工况下的稳定性。
施工过程也是一个关键环节。
由于大跨度钢结构的构件尺寸较大、重量较重，施工难度较大。
目录9.1相贯线加工 ......................................................................................................................8.6桁架的稳定性计算及措施 ..............................................................................................2.3项目副经理职责 ..............................................................................................................4.3钢结构安装质量控制 ......................................................................................................大跨度倒三角管桁架制作安装施工方案项目概况水乐园工程位于大剧院背面、紧邻凯悦酒店，该工程暂定总占地面积3.04万平方米，建筑面积2.2万平方米，其中地上建筑面积2万平米，地下建筑0.2万平米，建筑最高27米，基础形式为钢筋混凝土基础，屋面为钢结构桁架+大型屋面板，桁架最大跨度48米，属于大跨度钢结构吊装施工。
工期目标： 90日历天。
工程质量目标：达到“合格”标准，符合国家及白山市有关工程竣工验收的要求。
一、钢结构深化设计1.钢结构深化设计概述1.1钢结构深化设计简介钢结构深化设计也叫做钢结构二次设计，是以原设计施工图及相关资料（包括业主提供的招标文件、答疑补充文件、技术要求等，结合钢结构制作、运输、安装条件和土建、各相关专业技术提资）为依据，依托软件平台，在虚拟空间内进行1:1平面放样或三维建模，并在此基础上生成图纸和报表清单，完成全套系统化、可实施施工图的过程。
大跨度钢结构常见的结构形式引言概述：大跨度钢结构是指跨度较大的钢结构，通常用于搭建室内体育馆、展览馆、舞台、桥梁等建筑和设施。
大跨度钢结构具有自重轻、抗震性能好、施工周期短、灵活性高等优点，因此在现代建筑中得到了广泛应用。
本文将重点介绍大跨度钢结构常见的结构形式，包括桁架结构、刚架结构、空间网壳结构、索网结构以及综合结构。
正文内容：一、桁架结构：1.三角形桁架结构：采用三角形为基本单元构成的桁架结构，具有结构简单、刚度优良的特点。
2.斜撑桁架结构：在三角形桁架结构的基础上增加了斜撑杆件，提高了桁架的刚度和稳定性。
3.曲线桁架结构：将直线桁架结构改造成曲线形式，在满足结构强度要求的同时增加了建筑的美观性。
二、刚架结构：1.空间刚架结构：将单层或多层刚架平面展开到三维空间中，形成空间刚架结构，能够充分利用空间，提高建筑的使用效率。
2.梁柱刚架结构：将水平梁与竖直柱连接组成的刚架结构，常用于大型室内体育馆等场馆。
三、空间网壳结构：1.单层空间网壳结构：由面板、边缘梁和中央支撑的结构形式，适用于跨度较大的建筑，如体育馆、展览馆等。
2.多层空间网壳结构：在单层空间网壳结构的基础上增加了多层空间结构，提高了结构的稳定性和承载能力。
四、索网结构：1.索杆式索网结构：采用索杆和梁构成的结构形式，常用于建筑的顶棚结构，例如机场候机厅等。
2.索缆式索网结构：采用高强度钢缆构成主要承载结构，适用于大跨度桥梁等工程。
五、综合结构：1.桁架加刚架结构：将桁架和刚架相结合，形成强度和刚度兼备的综合结构形式。
2.桁架加空间网壳结构：在桁架结构上增加空间网壳结构，提高了结构的稳定性和承载能力。
总结：大跨度钢结构具有较大的跨度，适用于建造室内体育馆、展览馆、舞台、桥梁等建筑和设施。
常见的结构形式包括桁架结构、刚架结构、空间网壳结构、索网结构以及综合结构。
不同的结构形式在强度、刚度和稳定性等方面各具优势，根据建筑的具体要求和设计条件选择合适的结构形式可以保证工程的质量和安全。
《14框架式的桁架桥》作业设计方案一、设计背景桁架桥是一种结构简单、承载能力强的桥梁结构，适用于跨度较大的桥梁工程。
本次作业设计的目标是让学生了解桁架桥的结构特点、设计原理及施工工艺，培养学生的设计能力和实践能力。
二、设计内容1. 桥梁结构分析：介绍桁架桥的基本结构、工作原理和设计要求。
2. 材料选用：选择适合桁架桥结构的材料，并说明其特点和优缺点。
3. 桥梁设计：根据给定的跨度和荷载条件，设计一座14框架式的桁架桥。
4. 施工工艺：描述桥梁的施工工艺，包括基础施工、桥墩施工和桥面铺设等过程。
5. 安全思量：分析桁架桥的安全性能，提出设计中需要注意的安全问题，确保桥梁的应用安全。
三、设计步骤1. 桥梁结构分析：通过查阅资料和实地考察，了解桁架桥的结构特点和工作原理，包括桁架的构造、受力分析等内容。
2. 材料选用：根据桁架桥的设计要求和应用环境，选择适合的材料，比如钢材、混凝土等，并分析其特点和适用范围。
3. 桥梁设计：根据设计要求和荷载条件，采用结构分析软件进行计算，确定桁架桥的结构参数，包括桁架的高度、跨度、截面尺寸等。
4. 施工工艺：根据设计图纸和施工方案，了解桥梁的施工工艺流程，包括基础的开掘、桥墩的浇筑和桥面的铺设等具体步骤。
5. 安全思量：在设计过程中，思量桥梁的安全性能，包括承载能力、抗震性能、防腐性能等方面，确保桥梁的应用安全。
四、设计要求1. 设计要求：14框架式的桁架桥跨度为30米，荷载等级为20t，设计寿命为50年。
2. 结构要求：桥梁结构稳定，承载能力强，满足荷载要求，保证桥梁的安全应用。
3. 施工要求：施工工艺简单、高效，保证施工质量，确保桥梁的应用寿命。
4. 安全要求：桥梁设计符合国家标准和规范，保证桥梁的安全性能和应用安全。
五、设计效果通过本次作业设计，学生将能够掌握桁架桥的结构特点和设计原理，了解桥梁设计的基本步骤和要求，培养学生的设计能力和实践能力，提高学生的综合素质和创新能力。
大跨度钢桁架桥梁的结构设计
摘要钢桁架桥梁的使用主要在一些公路桥梁中，在城市规划建设中使用较少。
但是近些年来随着城市道路的快速发展和铁道事业不断推进，大跨度的钢桁架梁桥也得到了很大的发展。
鉴于大跨度钢桁架桥梁在使用中施工方便和能够承载较大的交通量的优势，给城市中桥梁建设提供了更多的选择。
在本文中，详细的介绍了大跨度钢桁架桥梁的结构设计特点，包含有桥梁结构的构造要求，通过使用有限元软件的分析方式，对于大跨度钢桁架梁桥的设计要点和结构承载进行讨论。
关键词大跨度钢桥；大钢桁架桥梁；结构设计；桥梁设计
在城市的发展过程中，对于交通的需求不断提升。
在遇到自然阻碍的情况下需要不断提高工程的智慧来完成实际的需要。
面对江河的阻隔，架设桥梁方面就需要改变以往的设计思路。
这样的情况下，大跨度钢桁架桥梁就应运而生。
下面我们对大跨度钢桁架桥梁的结构进行设计。
1 工程结构概况
某桥梁的整体结构选用下承式大跨度钢桁架桥梁，在桥梁的上部结构中包括有桥面结构、主桁架、桥梁连接体和桥梁支座等五个主要部分。
大跨度钢桁架桥梁桥面铺装结构使用厚度为30cm的钢筋混凝土连续板，并在钢筋混凝土上面铺设有3cm～6cm的防水层和6cm的沥青混凝土层。
整体的桥面板上采用16个现浇钢横梁。
桥梁的上部结构中所选用的混凝土强度为C45，承受荷载的钢筋为HRB450，构造筋为HRB400。
大跨度钢桁架桥梁的桥面结构由钢横梁和纵梁组成。
相比于一般跨径的传力结构相似，大跨度钢桁架桥梁通过桥面将荷载向下传递（纵梁--横梁），通过传力节点最终分布在钢桁架杆件中。
在桥面的钢桁架的横梁中有16道，断面采用工字型的焊接钢，尺寸为2□800×60，1□850×50（单位mm）。
因考虑到桥梁的结构为大跨度，承受的荷载较大，所以结构设计时采用混凝土和钢架共同受力的模式，同时在钢架顶端设置有螺栓剪力键，更好的使混凝土和钢架共同受力。
桥梁的连接体的作用是使得横梁和纵梁能够在风荷载的作用下保持稳定性，并且能在地震的作用下有一定的抗倾覆能力。
因此在结构中使用上弦支撑和水平支撑。
支撑选用H型钢。
钢材选用300×300。
在大跨度钢桁架桥梁中，主桁架是最为重要的承力结构。
考虑到大跨径梁桥的长度普遍较长，所使用的腹杆强度较大，不能使用钢筋混凝土结构，在本设计中，选用高强度的连接系杆。
连接系杆一般不采用工资型钢，而使用高强螺栓连接，并用焊接工字型截面焊接在一起，以此来达到设计的强度，也便于工程的施工。
2 大跨度钢桁架桥梁有限元分析
在大跨度钢桁架桥梁结构设计过程中，由于跨度较大，受力杆件较多，在计算过程中较为复杂。
选用有限元软件对钢桁架受力结构进行分析。
在建立有限元模型的过程中，从平面结构和立体结构两个方面进行，在结合两种的模型建立方式的不同，得出最为贴合工程实例的大跨度钢桁架桥梁模型。
并将平面模型导入结构程序中进行计算。
得到两跨对称的横向布置参数，并在人行道中设置有防撞墩台。
在跨中处的桁架的横向影响线的计算中考虑有最不利荷载分布，进一步对跨中处的桁架受力进行分析。
在空间模型的分析过程中，将上弦和下弦结构分离开来进行分析，考虑到了腹杆和斜腹杆的受力结构，对于有限元中的每个单元体进行分析得到横向和纵向量的单元信息，并。
在考虑到上部结构荷载（桥面荷载、桥面铺装、人行道、防撞墩台永久荷载、可变荷载）的分布情况，根据折减系数的计算之后，转换到各个单元当中。
由设计的结果可以看出，平面结构和空间结构所得出的桁架受力结构模型的计算结构相似，计算结果正确。
而且在使用有限元设计软件中得出的大跨度钢桁架桥梁结构分析数据，都会比杆件的容许应力小。
在软件分析中，还进行钢桁架各个杆件的连接承载能力和连接使用疲劳性实验，都能通过《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86中所制定的要求，保证各杆件的设计强度的情况下疲劳强度都要小于设计容许应力。
最为桥梁的称重部件，横梁在设计的过程中简化为钢和混凝土的结合体进行考虑，在一期荷载当中主要由钢桁架进行承担所有的外部荷载，在二期恒载和活载计算中，荷载由桥梁的纵向梁和混凝土上部面板共同承担。
当荷载的分布情况使用有限元软件分析出来之后，需要对于每个桥梁的应力阶段进行验算，其中包括有应力的验算、挠度的验算、抗压验算、抗拉验算，抗弯验算和系统整体稳定性的验算。
在满足了这些承载力的设计要求才能进行下一步的设计工作。
此外，还要特别强调的是，不同于一般的钢桁架梁桥，在大跨度钢桁架梁桥的设计当中还要对于高强螺栓的铆钉剪力键进行容许力验算，在通过弹性模量和塑性指标的分析之后，计算出合适的铆钉承载能力，从而计算出使用铆钉的数量。
3 大跨度钢桁架桥梁的模态分析
模态分析是动力学分析中很重要的基础分析，是谐响应分析，瞬态分析及反应谱分析等其他动力学分析的起点。
模态分析一般用来确定结构的振动特性，来计算结构的固有频率和主振型。
这些参数即是结构承受动力荷载作用下的重要参数，同时也是结构其他各类型动力学分析的基础，而在模态分析中，低阶振型对结构起控制作用，文中采用大型通用有限元软件ANSYS，采用子空间迭代法进行桥梁模态分析。
刚桁架桥的第一阶振型以竖向对称弯曲为主，自振频率为0.94053Hz，自振周期为1.0632s。
自振周期长，固有频率低，此振型在刚桁架桥的地震响应中占了很大的比例；刚桁架桥的反对称竖弯出现的比较早，自振频率为 1.3191Hz，自振周期为0.7581s。
此阶振型对钢桁架桥的竖向地震反应影响很大；该桥较早出现的振型是以竖桥向为主，说明该刚桁架桥对竖向地震动作用较为敏感。
4 大跨度钢桁架桥梁结构设计方法
1）现有的很多大型建筑物所采用的结构为大跨径式，跨径不断的增加就要考虑在结构物的自重方面进行改良，传统的钢筋混凝土材料已经不能满足现在的建筑要求。
这就需要在大跨径桥梁结构中使用钢桁架。
这就可以降低结构物的自重，提高大跨径桥梁的结构刚度，对于抗震方面的性能也有很大的提升。
在设计规范中，将钢桁架支撑结构的抗震等级由普通的三级提高到抗震二级，对于一些重要的建筑物或是地震多发区桥梁结构需要将整体结构的刚度提高到抗震一级；2）在对于大跨径桥梁的结构分析中，对于受力结构使用力学模型进行分析，在建立力学模型中常使用2D和3D进行模拟，使用的分析软件有SATWE，PMSAP 及ETABS。
根据这些软件的模型建立及模拟，最终得到桥梁结构中杆件的受力分配情况，并根据杆件之间的位移来对内力进行分析研究，以达到对桥梁结构的整体分析，并结合钢桁架桥梁和周边的环境特点，设计出最为合理的桥梁模型；
3）尤为注意的是，在桥梁结构分析中，使用PMSAP 相关的分析系统，对于主跨部分的模拟分析，包括对主跨的结构抗震分析和风荷载情况下的受力分析，考虑到受力平面不均匀分布、楼板处不连续等不利因素，整合考虑桥梁在不利荷载下的工作情况，在结合这些分析数据之后，在一些结构承载薄弱的位置增设结构加强系杆或是其他组合结构，来保证在地震作用和风荷载的作用下能保证桥梁整体的稳定；
4）整体结构内力配筋计算均采用弹性楼板模式进行分析，充分考虑大跨度跃桥面板、桥梁箱室等腹板震动对周边结构构件产生的不利影响；同时对于腹板不连续的楼层，通过加大相应腹板厚度、提高腹板配筋率、采取双层双向配筋等加强措施，以确保水平荷载的有效传递。
5 结论
在桥梁建设当中，考虑到跨度和施工的方式等因素，选用不同的桥型进行施工。
对于本文中提到的大跨径钢桁架桥梁的使用也越来越多。
在本文中，详细的介绍了该桥型的优势，并提出了使用该桥型的技术特点。
使用有限元的分析软件对于桥梁的整体结构进行分析，最终得出各个单元体的承载信息，在模态分析的角度下保证钢桁架梁桥的稳定性，为大跨度钢桁架梁桥的建设做好结构设计工作。
不容忽视的是，在桥梁的结构设计中还要添加有桥梁后期的检测任务，将检测也纳入桥梁的整体结构设计当中，以形成桥梁设计、施工、使用和检测为一体的模式。
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