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。

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。

文章编号：1009-6825（2015）15-0166-04钢桁架桥的设计分析与优化综述★收稿日期：2015-03-18★：国家级大学生创新创业训练计划项目（项目编号：1410286126）作者简介：沈圣（1995-），男，在读本科生；杨鸣（1993-），女，在读本科生；王欣如（1995-），女，在读本科生；杨湛（1994-），男，在读本科生；牛畅（1994-），男，在读本科生沈圣杨鸣王欣如杨湛牛畅（东南大学吴健雄学院，江苏南京211189）摘要：简要叙述了钢桁架桥的发展历史和特点，对于钢桁架桥的设计方法进行了介绍，并对于其力学性能进行了分析，归纳和阐述了对钢桁架桥进行结构优化设计的一些较为成熟的方法，最后给出了关于钢桁架桥设计与优化的综合结论以及展望。

关键词：钢桁架桥，结构设计，力学分析，结构优化中图分类号：U448．211文献标识码：A1桁架桥简介桁架桥［1］（Truss Bridge ）指的是以桁架（Truss ）作为主要承重构件的桥梁。

桁架桥是由结构最简单的桥———梁式桥（Beam bridge ）演变而来。

而由桁架桥衍生出来的桥梁类型包括悬臂桥（Cantilever bridge ）、桁架拱桥（Truss arch bridge ）等，其在现代桥梁学发展中起到了非常重要的承上启下的作用。

到了20世纪上半叶，标准化钢构桁架桥（standard plan truss bridges ）和大跨连续桁架桥陆续出现，钢桁架桥开始走进历史舞台。

桁架桥为空腹结构，因而对双层桥面有很好的适应性，例如我国武汉长江大桥就是双层特大钢桁梁桥，櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅上层是双向四车道的当渗透系数大于1．0ˑ10－7m /s ，小于1．0ˑ10－4m /s 时，可选用土压平衡盾构或泥水盾构。

根据地质工程勘察报告，本工程隧道洞身上部及通过的地层中主要为②-4细砂层、③-4细砂层以及③-5中砂层，细砂层的渗透系数为7ˑ10-5m /s ，中砂层的渗透系数为1．7ˑ10-4m /s 。