钢桥设计基本知识II-桥面结构解析

钢桥的主要结构形式与受力特点解析钢桥是一种由钢材构成的桥梁结构，具有优良的抗压、抗弯和抗剪能力。

钢桥主要由桥墩、桥台、上部构造和桥面铺装组成。

一、梁桥梁桥是由梁体和支座构成的桥梁结构，梁体可以是钢箱梁、钢板梁、钢梁等。

梁桥主要通过梁体来承担和传递车辆荷载，支座则起到固定和传递力的作用。

梁桥的受力特点如下：1.梁体受到车辆荷载的作用，呈现出弯曲变形和受力集中的特点。

因此，梁桥的梁体需要具有足够的强度和刚度，以承受荷载并保证桥梁结构的安全。

2.梁体的上表面受到压力作用，下表面受到拉力作用。

压力和拉力的分布是不均匀的，最大值出现在梁的中间位置。

因此，在设计梁桥时，需要根据桥梁的跨度、荷载情况和结构形式来选择合适的梁体截面形式和尺寸，以保证梁体的强度和稳定性。

3.梁桥的支座起到传递力的作用，必须能够固定梁体并承受荷载。

支座一般采用橡胶支座、钢骨橡胶支座等，以保证梁体的稳定和变形控制。

二、拱桥拱桥是由弧形的拱体和支座构成的桥梁结构，拱体可以是单孔、连续、等高或变高的。

拱桥主要通过拱体将车辆荷载分散到桥墩和地基上，以承担和传递荷载。

拱桥的受力特点如下：1.拱体在受到荷载作用下，呈现出弯矩和弯曲变形的特点。

拱桥的受力是通过弧形拱体来承担和传递荷载，拱体的下表面受到压力作用，上表面受到拉力作用。

因此，拱桥的拱体需要具备足够的强度和刚度，以保证桥梁的安全。

2.拱桥的支座主要起到支持和传递力的作用，保证拱体的稳定。

支座一般采用橡胶支座、钢骨橡胶支座等，以控制拱体的沉降和变形。

3.拱桥的荷载分布比较均匀，荷载作用在拱体和桥台上。

拱桥的桥台承受的荷载相对较小，但需具备足够的刚度和稳定性，以保证桥台的安全。

综上所述，钢桥的主要结构形式可以是梁桥和拱桥，并且具有相应的受力特点。

梁桥主要通过梁体承担荷载，具有弯曲变形和受力集中的特点；拱桥主要通过拱体将荷载分散到桥墩和地基上，具有弯矩和弯曲变形的特点。

在设计钢桥时，需要根据桥梁的跨度、荷载情况和结构形式来选择合适的结构形式和梁体、拱体截面形式和尺寸，以保证钢桥的强度、稳定性和安全性。

第一章绪论1钢桥分类：根据主要承重结构的受力体系可以分：梁式桥，拱桥，刚构桥，斜拉桥，悬索桥和混合体系桥梁。

梁式桥：竖向荷载作用，只产生竖向反力按受力体系：简支梁、连续梁、悬臂梁按结构形式：钢板梁、钢箱梁、钢桁梁、结合梁拱桥：竖向荷载作用，除产生竖向反力外，还产生水平推力按有无推力：有推力拱——设置坚固基础无推力拱（系杆拱）——于拱两端设置拉索或梁刚构桥：主要承重结构为偏心受压和受弯构件斜拉桥：高次超静定结构，关键在高塔施工和索力控制悬索桥：（吊桥），以主揽为主要承重结构，主揽只受拉力2 钢桥优缺点：优点：*钢材抗拉、抗压、抗剪强度高，重量轻，跨越能力大。

钢材可加工性能好，可用于复杂桥型和景观桥。

*材质均匀，实际应力与计算值接近，安全可靠*适合工业化方法制造，质量可靠，便于运输，便于无支架施工，工地安装速度也快。

*韧性延性好，可提高抗震性能。

*寿命长，易于修复和更换，可回收利用。

缺点：动载作用下，疲劳问题突出。

易腐蚀，需要经常检查和按期油漆，维护费用高。

铁路钢桥行车时噪声与振动均比较大。

3钢桥设计的一般要求和原则必须有足够的整体刚度、具有必要的横向刚度、满足使用阶段的受力和工作性能要求，在施工过程中满足应力和变形的要求、防腐、疲劳设计、不应有未栓合或未焊合的接触部分、应尽可能减少构件和零件的种类，钢结构的构件计尽可能标准化，使同型构件能互换、钢桥在安装或检修支座时在结构上应预设可供顶起用的结构4结构内力计算原则结构构件的内力按弹性受力阶段确定。

变形按构件毛截面计算，不考虑钉（栓）孔削弱的影响。

为简化计算，可将桥跨结构划分为若干个平面系统计算，但应考虑各个平面系统的共同作用和相互影响。

平面计算方法中，可以采用荷载横向分布系数考虑桥梁结构空间作用的影响。

5钢桥设计计算方法：容许应力法和半概率极限状态设计法σ≤γ[σ]σ—结构标准荷载的计算应力，荷载组合系数为1γ—不同荷载组合的容许应力提高系数[σ]—容许应力，为屈服强度/1.76疲劳验算方法：拉-拉或拉-压（以拉为主）的构件压-拉（以压为主）的构件第三章桥面结构1钢桥桥面构造组成及各部分作用：*桥面梁格，桥面板，桥面铺装，排水防水系统，人行道或护轮带，栏杆，照明灯具和伸缩缝等组成。

1、正交异性钢桥面板：是用纵横向互相垂直的加劲肋(纵肋和横肋)连同桥面盖板所组成的共同承受车轮荷载的结构。

2、剪力滞效应：由于横梁变形使剪力传递存在滞后现象，使柱中正应力分布呈抛物线状，称为剪力滞后现象。

3、活载发展系数：实际上能承担的高等级活载对设计活载的比值。

活载发展均衡系数：为了使全桥垮所有杆件的预留活载发展系数均衡，给最弱杆件设计给以乘以一个系数，这个系数称为活载发展均衡系数。

4、铁路钢桥桥面组成：桥枕、护木、正轨、及护轨。

（道渣）护轨的作用: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。

护木的作用:固定桥枕之间的相对位置。

5、钢桥面板受力分析的三种基本结构体系：a）结构系I:由顶板和纵肋组成的结构系看成是主梁的一个组成部分，参与主梁共同受力，即主梁体系。

b)结构系II:由纵肋、横肋和顶板组成的结构系，顶板被看成纵肋、横肋上翼缘的一部分，结构系II起到了桥面系结构的作用，把桥面上的荷载传递到主梁和刚度较大的横梁，即桥面体系。

c)结构系III：本结构系把设置在肋上的顶板看成是各向同性的连续板，这个板直接承受作用于肋间的轮荷载，同时把轮荷载传递到肋上，即盖板体系。

6、桥面标高的调整的方法：a）调整墩台顶面标高b）钢梁腹板采用不同的的截面高度c)采用变厚度桥面板或设置三角垫层d）根据桥面标高需要桥面板设置不同高度的倒梯形梗肋7.钢板梁桥上部结构主要由主梁、横向联结系、纵向联结系和桥面系组成。

主梁作用：起到整个桥梁的承重作用。

横向联结系的作用：为把各个主梁连接成整体，起到荷载横向分布、防止主梁的侧向失稳的作用。

纵向联结系：主要是加强桥梁的整体稳定性，与横梁共同承担横向力和扭矩的作用。

桥面系：主要为了提供桥梁的行车部分，把桥面荷载传递到主梁和横梁。

8.决定主梁中心距是考虑因素：a)桥枕或钢筋混凝土桥面的合理跨度b)为避免桥跨结构在水平力作用下产生横向倾覆c)为使桥跨结构具有必要的横向刚度d)对于下承式板梁桥要求两片主梁之间的净空能满足桥梁净空的规定e)还应考虑用架桥机整孔架设的可能性。

钢桁桥认识一、钢桁桥中的构件名称1、主桁：包括上弦（有拱时称上拱肋）、下弦（在拱肋下方的成为系梁）、下拱肋、腹杆（分为直腹杆与斜腹杆）。

2、平联：主桁与主桁之间的水平方向用平联连接。

一般位于上拱肋及下拱肋处。

3、横联：主桁之间的竖向连接，一般位于直腹杆处，边支座的斜腹杆处设臵桥门架。

4、节点：杆件与杆件相连接的地方成为节点，其中有斜腹杆连接的称为大节点，否则称为小节点。

节点中用节点板来连接杆件，其连接方式分为拼接与焊接。

一般杆件与节点板之间采用拼接，即用螺栓连接，其他构件（如弦杆隔板、平联接头等）与节点板之间采用焊接。

二、节点图节点图的组成大体包括以下几个方面：轴线、节点板、杆件、连接部位以及各种构件。

下面主要从这几个方面来总结节点图中的尺寸来源或要求1、轴线节点图中的主要轴线包括立面图及平面图。

立面图轴线未考虑预拱度的影响，可根据结构总图中的立面图确定；而平面图中的腹杆轴线需要考虑杆件弯折与预拱度两方面的影响，杆件弯折后产生的偏移可通过立面图计算出来，预拱度可查看预拱度图，然后通过计算得到偏移后的腹杆轴线位臵。

2、节点板影响节点板尺寸的因素主要有：强度要求、与之连接的杆件尺寸要求、连接要求等。

节点板的设计步骤为：a、确定交汇于节点的各杆件的截面中心线；b、画出弦杆、竖杆及斜杆的外轮廓，保证节点板边缘之杆件外侧的距离要求；c、布臵斜杆及竖杆的连接螺栓，画出节点板的外轮廓线，保证最外侧螺栓距弦杆有一定距离；d、调整节点板至规划形状。

3、杆件尺寸东平桥中的预拱度通过杆件的伸缩来实现，因此确定杆件的长度时应注意伸缩量；同时，腹杆的长度应为螺栓间距的整数倍，这样方便螺栓孔的制作。

4、连接尺寸a、连接缝：东平桥中连接缝的宽度都为20mm，如何确定的不清楚。

b、螺栓：为了使螺栓受力均匀，应使螺栓群的重心布臵在杆件截面的重心轴上；螺栓的规格及数量由计算与杆件截面宽度共同决定，螺栓孔的间距应大于螺栓孔直径的三倍；当两根杆件的距离太近，造成螺栓群会冲突时，可以减少一根杆件上的螺栓数量来避免冲突。