我认识的钢桁梁桥
- 格式:docx
- 大小:646.02 KB
- 文档页数:9
浅谈钢-混凝土组合桁梁桥的种类与应用钢-混凝土组合结构能够发挥钢结构和混凝土各自的优点,是当今桥梁工程中的一个重要的结构形式。
无论是跨越天堑的特大桥,还是横跨溪流的小跨径桥,钢—混凝土组合结构桥梁都可应用于其中。
现代桥梁工程发展至今,钢—混凝土组合结构已经有较为广泛的应用,是继钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、砖石混凝土结构之后的第五大类结构。
一.钢-混组合梁桥的组成钢-混组合梁桥可按照不同的钢梁组成形式大致分为:钢—混凝土组合板梁桥、钢—混凝土组合箱梁桥与钢—混凝土组合桁梁桥(以下简称“组合桁梁桥”)。
以下将对这几种钢混组合梁桥的结构及受力特点进行介绍。
1.钢—混凝土组合板梁桥这种形式的组合梁桥的钢主梁主要是工字形截面钢梁,关于这种桥型,我国早期的桥梁中有些应用,但跨度有限,因此目前应用较少。
钢主梁和混凝土桥面板通过剪力连接件组合,共同工作。
工字型的钢板梁一般由3块钢板焊接而成。
为了充分发挥钢材的抗拉能力强的特性,工字梁的下翼缘可以适当加厚或加宽,有时为了满足施工需要,在各个主梁之间设置横向支撑。
2.钢-混凝土组合箱梁桥在大跨度的组合梁桥中,组合箱梁桥是常采用的截面形式。
,该桥有钢筋混凝土翼板和箱型钢梁组成,两者通过连接件连接。
与工字型截面的组合钢板梁桥相比,组合箱梁的抗扭刚度较大,因此适合在高跨比较大或扭转较大的跨线桥和弯桥中使用。
目前我国的组合箱梁桥大多应用于城市立交桥、高速公路跨线桥等。
钢-混凝土组合箱型梁发展出了一种新形式——波形钢腹板组合梁桥。
与传统的混凝土箱梁相比,波形钢腹板组合梁桥用波形的钢腹板代替了混凝土腹板。
上部是混凝土顶板,顶板内常会设置体内索以施加预应力,同样混凝土底板也会设置体内索。
有的波形钢腹板桥会在箱内设置体外索施加预应力。
这种结构能有效利用施加的预应力,同时能够防止腹板的局部失稳。
3.钢-混凝土组合桁梁桥钢桁架与混凝土板相组合,可以形成钢-混凝土组合桁梁桥,混凝土桥面板在这种结构中作为受力的一部分,可以节省钢材的使用,并能提高整体刚度和降低桁高。
浅谈铁路钢桁梁桥摘要:本文通过查阅整理国内外相关资料,总结阐述了钢桁梁桥的特点、发展情况、施工方法及未来发展趋势,并对现今用在钢桁梁桥中的整体式节点和正交异性板进行了探索。
关键字:铁路钢桁梁桥发展情况整体式节点正交异性板一、前言钢桥由于其材料高强度、高弹性模量而构件相对较轻, 施工比预应力混凝土桥轻盈和方便等特点,大量使用在大中跨度的桥梁上。
其中,钢桁梁桥由桁架杆件组成,尽管整体上看钢桁梁桥以受弯和受剪为主,但具体到每根桁架杆件则主要承受轴向力。
与实腹梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板,从而节省钢材和减轻结构自重,又由于腹杆钢材用量比实腹梁的腹板有所减少,钢桁梁可做成较大高度,从而具有较大的刚度及更大的跨越能力。
本文通过查阅整理国内外相关资料,总结阐述了钢桁梁桥的特点、发展情况、施工方法及未来发展趋势,并对现今用在钢桁梁桥中的整体式节点和正交异性板进行了探索。
二、钢桁梁桥的特点钢桁梁桥综合了钢材和桁架结构的特点:(1)跨越能力大。
由于钢材强度大,在相同的承载能力条件下,与混凝土桥梁相比,钢桥构件的截面较小,所以钢桥自重轻,加大桥梁的跨越能力。
(2)易于修复和更换。
(3)钢桁梁的杆件和节点较多,构造较为复杂,制造较为费工。
(4)钢材易锈蚀,需要定期检查和维护,故养护费用高。
(5)造价较高。
(6)抗压能力强,整体性好。
三、钢桁梁桥的发展情况1894年,我国第一次主持修建钢桁梁桥——滦河大桥,由我国工程师詹天佑主持完成。
其上部结构由多孔钢桁梁和钢板梁组成。
建国以前所建的钢桁梁桥跨度较小,所用的钢材都是进口的,结构都采用铆钉,工艺简陋,建国后,钢桁梁桥技术发展很快。
20世纪60年代中期,为加快铁路建设,在成昆铁路修建中,系统地研究了栓焊钢桁梁桥新技术,一举建成各种不同结构型式的栓焊钢桁梁桥四十几座,结束了在我国使用了近100年的铆接钢桁梁桥的历史,这在我国钢桁梁桥发展史上是一个很大的进步。
其中1966年建成的饮水河大桥主跨112米,为中国第一座栓焊钢桥。
我认识的钢桁梁桥摘要介绍钢桁梁桥的组成、构造、计算等内容,以及本人对钢桁梁桥的浅见1 概述钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式,结构整体上为梁的受力方式,即主要承受弯矩和剪力的结构。
1.1基本组成钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式,结构整体上为梁的受力方式,即主要承受弯矩和剪力的结构。
下图1.1-1为下承式钢桁梁桥的基本组成情况。
图1下承式钢桁梁桥的基本组成情况1.主桁主桁是钢桁梁桥的主要承重结构,最常采用的是平面桁架,在竖向荷载作用下其受力实质是格构式的梁。
主桁由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。
2.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.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。
4.制动联结系制动联结系也称为制动撑架,设置在于桥面系相邻的平纵联的中部,通常由四根杆件组成。
作用是将纵梁上的纵向水平制动力传至主桁,以减小制动力对横梁的不利影响。
5.桥面、支座及墩台与其它桥梁相似。
1.2 主桁架的图式及特点1.主桁架的常用类型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。
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。
钢桥施工技术——钢桁梁桥钢桁梁(图6.3.1)的出现来自钢板梁的演变,人们根据梁的截面在中性轴附近应力最小的理论,研究从板梁的腹板中挖掉若干方格以节省钢料和减轻梁的自重的办法,并逐步演变为用三角形组成的桁架来代替板梁。
钢桁梁和板梁的主要区别是:桁架以腹杆(斜杆和竖杆)代替板梁,在竖向荷载作用下,桁架中的所有杆件都顺着杆件轴向承受压力或拉力,杆件截面上的材料都发挥相同的效能。
与板梁相比,桁梁的主要优点:一是跨越能力较大;二是当跨度较大时,自重也较轻,节省钢材,一般使用跨度都大于30 m。
钢桁梁主要类型有上承式简支钢桁梁、下承式简支钢桁梁、下承式连续钢桁梁等。
其主要由桥面、桥面系、主桁、连接系及支座等 5 个部分组成。
列车作用于钢桁梁的荷载,首先通过桥面的基本轨传送给桥枕,桥枕传给桥面系的纵梁,纵梁传给横梁,横梁传给主桁,主桁传给支座,支座传给墩台。
一、主桁主桁(图6.3.2)是钢桁梁桥的主要承重结构。
钢桁梁桥有两片主桁架,每片桁架一般由上弦杆、下弦杆、斜杆及竖杆等组成,斜杆和竖杆统称为腹杆。
两片主桁架的作用相当于板梁的两片主梁。
铁路钢桁梁桥一般采用下承式。
图6.3.1 钢桁梁图6.3.2 下承式钢桁梁组成示意图1. 主桁形式我国中等跨度(48~80 m)的下承式桁梁桥,其主桁结构常采用图6.3.3(a)中的几何图示,而不采用图6.3.3(b)。
二者的斜杆方向不同,基于此,在竖向荷载作用下,图式6.3.3(a)的竖杆较图式(b)受力较小,受压斜杆的数量也较少,而且图式6.3.3(a)的弦杆内力不像图式6.3.3(b)那样在每个节间都得变化一次,因而图式 6.3.3(a)的弦杆截面,易于选择得较为经济合理。
由于这些原因,使图式6.3.3(a)比图式6.3.3(b)更为节省钢料。
具有图6.3.3(a)这种形式的桁梁桥,其构造简单,部件类型较少,适应设计定型化,有利于制造与安装,宜于选作标准设计桁梁桥的主桁图式。
浅谈铁路钢桁梁桥摘要:本文通过查阅整理国内外相关资料,总结阐述了钢桁梁桥的特点、发展情况、施工方法及未来发展趋势,并对现今用在钢桁梁桥中的整体式节点和正交异性板进行了探索。
关键字:铁路钢桁梁桥发展情况整体式节点正交异性板一、前言钢桥由于其材料高强度、高弹性模量而构件相对较轻, 施工比预应力混凝土桥轻盈和方便等特点,大量使用在大中跨度的桥梁上。
其中,钢桁梁桥由桁架杆件组成,尽管整体上看钢桁梁桥以受弯和受剪为主,但具体到每根桁架杆件则主要承受轴向力。
与实腹梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板,从而节省钢材和减轻结构自重,又由于腹杆钢材用量比实腹梁的腹板有所减少,钢桁梁可做成较大高度,从而具有较大的刚度及更大的跨越能力。
本文通过查阅整理国内外相关资料,总结阐述了钢桁梁桥的特点、发展情况、施工方法及未来发展趋势,并对现今用在钢桁梁桥中的整体式节点和正交异性板进行了探索。
二、钢桁梁桥的特点钢桁梁桥综合了钢材和桁架结构的特点:(1)跨越能力大。
由于钢材强度大,在相同的承载能力条件下,与混凝土桥梁相比,钢桥构件的截面较小,所以钢桥自重轻,加大桥梁的跨越能力。
(2)易于修复和更换。
(3)钢桁梁的杆件和节点较多,构造较为复杂,制造较为费工。
(4)钢材易锈蚀,需要定期检查和维护,故养护费用高。
(5)造价较高。
(6)抗压能力强,整体性好。
三、钢桁梁桥的发展情况1894年,我国第一次主持修建钢桁梁桥——滦河大桥,由我国工程师詹天佑主持完成。
其上部结构由多孔钢桁梁和钢板梁组成。
建国以前所建的钢桁梁桥跨度较小,所用的钢材都是进口的,结构都采用铆钉,工艺简陋,建国后,钢桁梁桥技术发展很快。
20世纪60年代中期,为加快铁路建设,在成昆铁路修建中,系统地研究了栓焊钢桁梁桥新技术,一举建成各种不同结构型式的栓焊钢桁梁桥四十几座,结束了在我国使用了近100年的铆接钢桁梁桥的历史,这在我国钢桁梁桥发展史上是一个很大的进步。
其中1966年建成的饮水河大桥主跨112米,为中国第一座栓焊钢桥。
钢桁梁桥综述浅谈铁路钢桁梁桥摘要:本文通过查阅整理国内外相关资料,总结阐述了钢桁梁桥的特点、发展情况、施工方法及未来发展趋势,并对现今用在钢桁梁桥中的整体式节点和正交异性板进行了探索。
关键字:铁路钢桁梁桥发展情况整体式节点正交异性板一、前言钢桥由于其材料高强度、高弹性模量而构件相对较轻, 施工比预应力混凝土桥轻盈和方便等特点,大量使用在大中跨度的桥梁上。
其中,钢桁梁桥由桁架杆件组成,尽管整体上看钢桁梁桥以受弯和受剪为主,但具体到每根桁架杆件则主要承受轴向力。
与实腹梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板,从而节省钢材和减轻结构自重,又由于腹杆钢材用量比实腹梁的腹板有所减少,钢桁梁可做成较大高度,从而具有较大的刚度及更大的跨越能力。
本文通过查阅整理国内外相关资料,总结阐述了钢桁梁桥的特点、发展情况、施工方法及未来发展趋势,并对现今用在钢桁梁桥中的整体式节点和正交异性板进行了探索。
二、钢桁梁桥的特点钢桁梁桥综合了钢材和桁架结构的特点:(1)跨越能力大。
由于钢材强度大,在相同的承载能力条件下,与混凝土桥梁相比,钢桥构件的截面较小,所以钢桥自重轻,加大桥梁的跨越能力。
(2)易于修复和更换。
(3)钢桁梁的杆件和节点较多,构造较为复杂,制造较为费工。
(4)钢材易锈蚀,需要定期检查和维护,故养护费用高。
(5)造价较高。
(6)抗压能力强,整体性好。
三、钢桁梁桥的发展情况1894年,我国第一次主持修建钢桁梁桥——滦河大桥,由我国工程师詹天佑主持完成。
其上部结构由多孔钢桁梁和钢板梁组成。
建国以前所建的钢桁梁桥跨度较小,所用的钢材都是进口的,结构都采用铆钉,工艺简陋,建国后,钢桁梁桥技术发展很快。
20世纪60年代中期,为加快铁路建设,在成昆铁路修建中,系统地研究了栓焊钢桁梁桥新技术,一举建成各种不同结构型式的栓焊钢桁梁桥四十几座,结束了在我国使用了近100年的铆接钢桁梁桥的历史,这在我国钢桁梁桥发展史上是一个很大的进步。
其中1966年建成的饮水河大桥主跨112米,为中国第一座栓焊钢桥。
钢桁梁引言钢桁梁是一种常见于桥梁工程中的结构形式。
它的主要组成部分是由钢材制成的桁架结构,通过连接件将其连接在一起形成横跨河道或道路的桥面。
钢桁梁在桥梁工程中广泛使用,其具有优异的强度、刚性和耐久性,使其成为现代桥梁设计的重要组成部分之一。
组成结构钢桁梁由上弦杆、下弦杆和网格构件组成。
其中,上下弦杆是承受桥梁荷载的主要构件,而网格构件则起到加固和支撑的作用。
上下弦杆通常是采用横向排列的钢板或钢桁架构成,而网格构件则由钢材或钢管组成。
材料选择钢桁梁的材料选择是设计中的重要环节,直接影响到钢桁梁的强度和耐久性。
常见的钢材包括普通碳素结构钢、低合金高强度钢和耐候钢等。
在选择材料时,需要考虑桥梁所处环境的气候条件、荷载要求以及使用年限等因素。
设计与计算钢桁梁的设计和计算是桥梁工程中的重要部分。
在设计过程中,需要根据桥梁的跨度、荷载要求和使用要求等因素进行合理的设计。
计算则包括对钢桁梁的自重、荷载和风载等进行力学计算,以确定结构的安全性和合理性。
制造与安装钢桁梁的制造和安装是保证桥梁工程顺利进行的关键环节。
制造过程中,需要对钢材进行加工、焊接和热处理等工艺,以确保钢桁梁的质量和强度。
安装过程中,则需要考虑桥梁的拆解、起吊和连接等步骤,以保证钢桁梁的准确安装和牢固连接。
维护与保养钢桁梁的维护和保养对于延长桥梁的使用寿命和保证交通安全非常重要。
常见的维护工作包括清洁、喷涂防锈剂和检查焊缝等。
另外,还需要定期检测和评估钢桁梁的结构安全性和使用性能,若有损坏或疲劳现象,需要及时修复或更换。
应用范围钢桁梁在桥梁工程中有广泛的应用范围。
它可以用于公路桥、铁路桥、高架桥以及跨越河道、峡谷等特殊地理环境的桥梁。
钢桁梁的设计和制造也常用于各类临时性桥梁和施工工程中,为交通运输和工程建设提供了重要的支持。
结论钢桁梁作为桥梁工程中常见的结构形式,具有优异的强度、刚性和耐久性,成为现代桥梁设计的重要组成部分。
在钢桁梁的设计、制造和安装过程中,需要充分考虑材料选择、力学计算和工艺操作等因素,以确保钢桁梁的质量和安全性。
实习报告实习单位:某桥梁工程公司实习岗位:钢桁梁桥施工实习时间:2023年6月1日至2023年6月30日一、实习背景及目的随着我国基础设施建设的快速发展,桥梁工程在国民经济中的地位日益重要。
钢桁梁桥作为一种先进的桥梁结构形式,具有跨度大、承载能力强、施工速度快等特点,因此在国内外得到了广泛应用。
为了提高自己的专业素养和实践能力,我选择了钢桁梁桥施工实习,以便更好地了解和掌握桥梁施工技术。
本次实习的主要目的是:1. 了解钢桁梁桥的结构特点及施工工艺。
2. 学习并掌握钢桁梁桥施工中的关键环节,如钢桁梁制造、运输、吊装等。
3. 提高自己的现场施工组织、协调和管理能力。
4. 培养自己的安全生产意识和质量控制意识。
二、实习内容与过程1. 实习前期准备在实习开始前,公司为我们进行了为期一周的培训,内容包括桥梁工程基础知识、钢桁梁桥结构特点、施工工艺、安全操作规程等。
通过培训,我们对钢桁梁桥施工有了初步的了解,为接下来的实习奠定了基础。
2. 实习过程(1)钢桁梁制造在钢桁梁制造环节,我们参观了工厂内的生产线,了解了钢桁梁的制造过程,包括原材料选择、加工、组装、焊接、防腐等。
我们还学习了如何检查和验收钢桁梁的质量,确保符合设计要求和规范。
(2)钢桁梁运输钢桁梁运输环节涉及到运输车辆的选择、路线规划、装卸作业等。
我们学习了如何合理组织运输,确保钢桁梁在运输过程中的安全和稳定。
(3)钢桁梁吊装钢桁梁吊装是施工中的关键环节。
我们学习了吊装方案的制定、吊装设备的选择、吊装作业的实施等。
在实际操作中,我们参与了钢桁梁的吊装,掌握了吊装过程中的安全注意事项和操作技巧。
(4)施工组织与管理在实习过程中,我们学习了如何进行施工现场的组织与管理,包括施工方案的制定、施工进度的控制、施工资源的配置等。
我们还参与了施工现场的日常管理工作,提高了自己的组织协调能力。
(5)安全生产与质量控制实习期间,我们深入了解了施工现场的安全生产制度和质量控制措施。
一、实习背景随着我国桥梁建设技术的不断发展,钢桁梁桥因其跨越能力强、施工速度快、质量轻、强度高等优点,在桥梁工程中得到广泛应用。
为了深入了解钢桁梁桥的施工工艺和过程,我于2023年在某钢桁梁桥施工现场进行了为期一个月的实习。
二、实习内容1. 施工现场概况本次实习的钢桁梁桥位于我国某城市,是一座连接两岸的重要交通枢纽。
桥梁全长为500米,主跨径为120米,采用钢桁梁结构。
施工现场环境复杂,周边交通繁忙,对施工安全、质量和进度提出了较高要求。
2. 施工工艺流程(1)基础施工:首先进行基础开挖,然后进行钢筋绑扎、模板安装和混凝土浇筑,确保基础稳定。
(2)支架安装:根据设计要求,安装支架,确保支架的强度、刚度和稳定性。
(3)钢桁梁制作:在工厂进行钢桁梁的预制,确保钢桁梁的质量和精度。
(4)钢桁梁运输:将预制好的钢桁梁运输至施工现场。
(5)钢桁梁吊装:采用吊车将钢桁梁吊装至预定位置,并进行精确对位。
(6)钢桁梁焊接:对钢桁梁进行焊接,确保焊接质量。
(7)桥面施工:完成钢桁梁焊接后,进行桥面施工,包括桥面板铺设、伸缩缝安装等。
3. 施工难点及解决措施(1)基础施工:由于地质条件复杂,基础施工难度较大。
解决措施:采用地质钻探技术,准确掌握地质情况,优化基础设计方案。
(2)支架安装:支架安装过程中,要求支架的强度、刚度和稳定性。
解决措施:采用高强度钢材,确保支架的质量。
(3)钢桁梁吊装:钢桁梁吊装过程中,要求吊装精度高、安全可靠。
解决措施:采用先进的吊装设备和技术,确保吊装过程安全、高效。
(4)焊接:焊接过程中,要求焊接质量高、外观美观。
解决措施:采用先进的焊接设备和技术,加强焊接质量控制。
三、实习收获1. 了解钢桁梁桥的施工工艺和过程,掌握了钢桁梁桥施工的基本知识和技能。
2. 了解了施工现场的管理和协调工作,提高了自己的组织协调能力。
3. 深入了解了施工过程中的安全、质量和进度控制,提高了自己的安全意识和责任感。
钢桁架桥的结构设计与分析1、概述钢桁架桥以其跨越能力强、施工速度快、承载能力强、耐久性好普遍应用于铁路桥梁。
长期以来,由于钢材价格高,材料养护费用高,钢桁架桥梁在公路领域应用较少。
近年来,随着我国炼钢水平的提高,国产的钢材品质已经完全能满足结构安全的需要,同时随着钢结构防腐技术的提高,钢结构桥梁越来越多的在公路工程领域得到应用。
相比较我国当前100m左右中等跨径常用的桥型如连续梁、系杆拱、矮塔斜拉桥等结构,钢桁架桥梁虽然建筑成本高,但刨去成本控制的因素,钢桁架桥具有以下的几点优越性:1.建筑高度低,由于钢桁架结构主桁主要由拉杆和压杆构成,对杆件界面的抗弯刚度要求不大,因此钢桁架的建筑高度由横梁控制,在桥梁宽度不是非常大时可极大的降低桥梁建筑高度,尤其适用于对桥梁建筑高度有严格限制的桥梁;2.施工周期短,速度快。
钢桁架施工可在工厂制作杆件,运到现场拼装成桥,可采用顶推和支架拼装等方法,这使它在很多工期较紧的工程(如重要道路的桥梁改建)和跨越重要道路的跨线桥上成为桥型首选之一;3.随着钢结构防腐技术的提高,钢桁架桥的耐久性大为提高,同时钢材作为延性材料,结构安全性较混凝土桥梁高。
正因为钢桁架桥梁的这几方面的优点,桁架桥梁成为特定条件下的经济而合理的桥型选择。
2、结构设计公路桥位于江苏省境内,正交跨越京杭大运河,河口宽95m,通航净空要求90x7m,桥梁主跨采用97m,由于桥梁中心至桥头平交处距离仅140余米,若采用其他结构纵坡将达到5%以上,经综合考虑,主桥采用97m下承式钢桁架结构。
2.1主桁主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系,节间长度5.35m,主桁高度8m,高跨比为1/12.04。
两片主桁中心距为8.6m,宽跨比为1/11.2,桥面宽度为8m。
图1主桁一般构造图主桁上下弦杆均采用箱形截面,截面宽度500mm,高度均为540mm,板厚20~24mm,工厂焊接,在工地通过高强度螺栓在节点内拼接。
钢桥的优缺点及我国的应用情况指导老师:刘占良姓名:李玉飞班级:铁道1302学号:24号桥梁,作为一种越来越重要的交通设施,从原始时期就开始逐步发展,从最初的木桥到后来的石桥一直到近代的钢筋混凝土桥梁和钢构桥,技术不断发展进步,跨度也越来越大,材料也日趋先进。
特别是钢桥,在现代桥梁建设中得到众多设计师的青睐,因此有许多著名的钢桥出现,不仅美观、经济,而且更稳定轻便。
目前运用最多的虽然还是混凝土桥梁,但钢桥的优点也日益突出,因为本身的材料为强度很大的钢材,在满足承载力和稳定性的要求之外相比其他混凝土桥梁要轻了许多,因此很多国家都很注重发展钢桥。
钢桥具有一下几个优点:1.跨越能力大。
较之钢筋混凝土桥来说,钢桥的跨度远大于其他桥梁。
2.制作方便。
大多数钢桥均由预制钢梁组装而成,因此只要预制好就省去了现浇混凝土般的麻烦。
3.便于运输。
由于自重较轻,便于汽车运输。
4.安装速度快。
钢桥构件便于悬臂施工法拼装,有成套设备,工艺很成熟,一般采用焊接和螺栓连接,施工方便。
5.对于风荷载和地震等灾害有较好的防灾性能。
缺点是1.易于腐蚀,需经常检查和更换油漆2.行车时噪声和震动均较大。
钢桥的种类很多,大体来说有三种:钢梁桥、钢拱桥和钢索桥以及钢混结合梁桥。
其中,钢梁桥又有钢板梁桥、钢桁梁桥和钢箱梁桥。
钢拱桥又有钢桁拱桥、钢箱拱桥、钢管拱桥和梁拱组合桥。
而钢索桥分为悬索桥和斜拉桥。
对于简支钢板梁桥多用于中小跨度的铁路桥,简支或连续的钢桁梁桥多用于较大跨度的铁路桥。
悬索桥和斜拉桥则适用于大跨度公路桥,钢混结合梁桥多用于城市公路桥。
主梁用钢板梁做成的钢梁桥叫做钢板梁桥。
由于它构造简单,制作容易,运输安装维护养护等都十分方便,所以,当跨度较小时,钢板梁桥比钢桁梁桥经济,但与钢筋混凝土梁桥相比造价又太高,所以只有在工期场地等条件限制时才采用钢板梁桥。
主梁为薄壁闭合截面形式的梁桥称为钢箱梁桥。
箱型梁的应用较为广泛,不仅梁式桥使用,其他如悬索桥和斜拉桥的主梁也多采用箱型截面,可见箱型截面有一定的优势。
我认识的钢桁梁桥
摘要介绍钢桁梁桥的组成、构造、计算等内容,以及本人对钢桁梁桥的浅见
1 概述
钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式,结构整体上为梁的受力方式,即主要承受弯矩和剪力的结构。
1.1基本组成
钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式,结构整体上为梁的受力方式,即主要承受弯矩和剪力的结构。
下图1.1-1为下承式钢桁梁桥的基本组成情况。
图1下承式钢桁梁桥的基本组成情况
1.主桁
主桁是钢桁梁桥的主要承重结构,最常采用的是平面桁架,在竖向荷载作用下其受力实质是格构式的梁。
主桁由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。
2.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.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。
4.制动联结系
制动联结系也称为制动撑架,设置在于桥面系相邻的平纵联的中部,通常由四根杆件组成。
作用是将纵梁上的纵向水平制动力传至主桁,以减小制动力对横梁的不利影响。
5.桥面、支座及墩台与其它桥梁相似。
1.2 主桁架的图式及特点
1.主桁架的常用类型
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。
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。
1.3 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。
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。
2.悬臂桁梁
图3悬臂梁桥跨
●一般伸臂长与锚跨之比为1/4~1/3 ;
●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为跨度的1/6.5~1/7
2桁梁桥构造
2.1主桁杆件构造;
1.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
2.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
3.主桁杆件板件厚度
●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;
4 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
2.2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4、图5、图6
图4纵梁立面
图5纵梁侧面
图6纵梁平面
2.3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。
1.节点构造形式
1)外贴式节点
图7外贴式节点
2)内插式节点
图8上弦杆的节点构造
图9上弦杆锐角部支点的节点构造
3)全焊节点
图10stuttgart-vaihingen桥的节点构造
2.节点的基本要求
受力上:
●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。
●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
的截面削弱。
●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
在节点板的自由地段设置加劲角钢或隔板。
制造、安装与养护
●节点板形状应简单端正,不得有凹角。
●标准设计的节点板。
●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
●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。
3桁梁桥的计算
3.1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。
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。
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10荷载作用下钢桁梁实际工作状况
3.2主要计算内容
1.主桁架的计算:
包括永久荷载计算、活载内力计算。
活载内力计算时要考虑活载发
展均衡系数、冲击系数以及横向分布系数的影响。
2.桥面系计算:
将纵横梁分别按简支梁计算内力,对支点弯矩进行调整。
包括:纵
梁内力计算、中间横梁内力计算、端横梁内力计算、纵梁与横梁的
连接计算、横梁与主桁的连接计算。
3.节点计算:
(1)杆件的连接计算:
○1杆端连接螺栓个数的计算:
○2主桁杆件按杆件的承载能力计算;
○3主桁腹杆可按1.1倍的杆件内力与75%的杆件净面积强度较大
值进行计算;
○4对联结系按杆件内力N计算。
(2)节点的强度检算
○1节点板撕破强度的检算
○2节点板中心竖直截面的法向应力和剪应力检算
○3腹杆与弦杆间节点板水平截面的法向应力与剪应力检算
4.联结系的计算:计算杆件内力时,可将简支桁架桥的纵向联结系当
作水平放置的简支铰接桁架计算。
5.钢桁梁的挠度与预拱度及横向刚度:
(1)桥梁挠度
《桥规》规定:简支桁架桥由静活载(不计冲击力)所引起的竖向挠度铁路桥不应超过挠度的1/900 ,公路桥不应超过挠度的1/800 。
(2)预拱度
《桥规》要求桥跨结构应设预拱度,对简支桁架桥而言,预拱度曲线应与恒载和一半静活载所产生的挠度曲线基本相同,而方向则相
反。
(3)横向刚度
《铁路桥规》要求:下承式简支桁梁及连续桁梁的边跨,其宽度与跨度之比不宜小于1/20,连续梁中跨的宽跨比不宜小于1/15。
4我对钢桁梁桥的认识
钢桁梁桥由桁架杆件组成,尽管整体上看钢桁梁桥以受弯和受剪为主,但具体到每根桁架杆件则主要承受轴向力。
与实腹梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板,从而节省钢材和减轻结构自重,又由于腹杆钢材用量比实腹梁的腹板有所减少,钢桁梁可做成较大高度,从而具有较大的刚度及更大的跨越能力。
但是,钢桁梁的杆件和节点较多,构造较为复杂,制造较为费工。
因而我国早期钢梁桥多是铁路桥,常用的截面形式有钢桁梁、钢板梁两种。
如南京长江大桥就属于钢桁梁桥,陇海线咸阳渭河大桥是下承式钢桁梁桥。