简支钢桁梁桥主桁架

桥梁工程Bridge Engineering主讲人：冀伟副教授一、简支桁架桥各组成部分及其作用第三节简支钢桁梁桥组成主桁桥面系/桥面板桥面联结系支座一、简支桁架桥各组成部分及其作用主桁—由上弦杆、下弦杆、腹杆（斜杆，竖杆）及节点组成一、简支桁架桥各组成部分及其作用一、简支桁架桥各组成部分及其作用节点—大节点（有斜杆交汇的节点，受力及构造比较复杂，节点板尺寸也较大）—小节点（仅有竖杆和弦杆交汇的节点，受力及构造较简单，节点板尺寸也较小）一、简支桁架桥各组成部分及其作用一、简支桁架桥各组成部分及其作用纵向和横向联结系—水平纵向联结系（简称平纵联，分上平纵联，下平纵联）一、简支桁架桥各组成部分及其作用纵向和横向联结系—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横向联结系—分为桥门架和中横联—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一、简支桁架桥各组成部分及其作用桥面联结系—由纵梁、横梁及纵梁之间的联结系—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一、简支桁架桥各组成部分及其作用桥面板—供车辆和行人行走的部分。

根据桥面联结系形式不同，桥面板的形式也有所不同 一、简支桁架桥各组成部分及其作用 铁路钢桥 桥面 明桥面道碴桥面一、简支桁架桥各组成部分及其作用桥枕正轨护轨护木钩螺栓人行道 明桥面钩螺栓一、简支桁架桥各组成部分及其作用钢支座—传统的钢桁梁桥，Array多采用铸钢支座主桁架—是钢桁梁桥的主要组成部分，它的图示选择是否合理，对桁梁桥的设计质量起着重要作用 二、主桁的几何图式 三角形斜杆形K 形桁架二、主桁的几何图式三角形桁架—构造简单、适应定型化设计，便于制造和安装—弦杆的规格和有斜杆交汇的大节点的个数较少二、主桁的几何图式斜杆形桁架—相邻斜杆互相平行的桁架，又称为N 形桁架。

—在构造及用钢量方面都不及三角形桁架优越，目前在梁桥中已很少采用，而在钢桁梁斜拉桥中常采用。

钢桁梁桥设计与计算详细解读，从基础开始~一、钢桁梁的组成1、分类：按桥面位置的不同分为上承式桁梁桥、下承式桁梁桥、和双层桁梁桥2、组成：由主桁、联结系、桥面系及桥面组成（一）主桁它是的主要承重结构，承受竖向荷载。

主桁架由上、下弦杆和腹杆组成。

腹杆又分为斜杆和竖杆；节点分大节点和小节点；节间距指节点之间的距离。

（二）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。

（三）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。

（四）桥面桥面是供车辆和行人走行的部分。

桥面的形式与钢梁桥及结合梁桥相似。

二、主桁架的图式及特点⌝三角形桁架（Warren trussesυ节间距较小时不设竖腹杆，较大时可设竖腹杆υ弦杆的规格和大节点的个数较少，适应定型化设计，便于制造和安装υ我国铁路中等跨度（L=48m~80m）下承式栓焊钢桁梁桥标准设计。

⌝斜杆形桁架(Pratt trusses)υ斜腹杆仅受压或受拉υ弦杆和竖杆规格多，均为大节点。

⌝双重腹杆桁架(Parallel chord rhombic truss)υ斜杆只承受节间剪力的一半υ受压斜杆短，对压屈稳定有利。

υ适用于大跨度钢桁梁，如武汉、南京长江大桥和我国铁路标准设计(L=96m~120m)下承式简支栓焊钢桁梁桥。

主桁架的主要尺寸⌝先确定桥梁跨度，再确定主桁架的主要尺寸包括：桁架高度、节间长度、斜杆倾角和两片主桁架的中心距。

⌝在拟定上述尺寸时，要综合考虑各种影响因素，相互协调，尽可能采用标准化和模数化，目的在于使设计、制造、安装、养护和更换工作简化及方便。

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。

72M简支钢桁架桥顶推架设施工技术发布时间：2021-04-15T14:10:02.593Z 来源：《建筑科技》2021年1月下作者：张磊[导读] 随着钢结构桥梁建设的不断发展钢桁架桥以其承载力大、跨越能力强、造型美观等优势逐渐成为钢结构桥梁的重要推广桥型,为避免中断交通和危及通行安全，顶推施工逐渐应用于钢桁架桥现场架设中,以跨径72m简支钢桁架桥施工为背景结合大跨径简支钢桁架桥顶推施工技术,详细介绍顶推施工系统设计、施工工艺及控制措施，阐述大跨径钢桁架桥顶推施工注意事项，对该类型桥梁施工具有重要指导意义，同时为大跨径简支钢桁架桥顶推施工技术上海中铁上海工程局集团有限公司城市轨道交通工程分公司张磊 201906[摘要]随着钢结构桥梁建设的不断发展钢桁架桥以其承载力大、跨越能力强、造型美观等优势逐渐成为钢结构桥梁的重要推广桥型,为避免中断交通和危及通行安全，顶推施工逐渐应用于钢桁架桥现场架设中,以跨径72m简支钢桁架桥施工为背景结合大跨径简支钢桁架桥顶推施工技术,详细介绍顶推施工系统设计、施工工艺及控制措施，阐述大跨径钢桁架桥顶推施工注意事项，对该类型桥梁施工具有重要指导意义，同时为大跨径简支钢桁架桥顶推施工技术的进一步完善和发展提供借鉴和依据。

引言顶推施工是一种借助滑动装置并通过液压千斤顶施力，将梁体顶推到位的施工方法，由于顶推施工对既有交通通行干扰小、施工操作简单等特点在桥梁建设中得到广泛应用，自1959年顶推法施工在德国Ager桥上应用以来,顶推施工在预应力混凝土连续梁桥建设中得到了快速发展，如德国的worth桥、南非象河铁路桥、瑞士捷拉东斯桥等，均为顶推长度超过1000m的大跨径桥梁，从20世纪80年代起顶推法施工在我国公路桥梁建设方面进入了新的发展阶段，哈尔滨尚志大桥、长沙洪山庙大桥、佛山平胜大桥、杭州九堡大桥等均采用了顶推施工工艺。

可见顶推施工方法从首次运用以来经历了不断完善和发展，其工艺不断成熟。

第17卷第6期2020年12月现代交通技术Modern Transportation TechnologyVol.17No.6Dec.2020 120m下承式简支钢桁架桥设计分析曹骏驹(江苏省交通工程建设局，南京210004)摘要：以新安京杭运河大桥主桥120m下承式简支钢桁架桥施工设计为例，设计中对主桥构造尺寸拟定(包含桁架高度、节间长度、斜杆倾角、主桁间距、各杆件及节点板厚度等)，通过midas Civil软件进行结构验算,发现原设计中部分杆件强度应力储备不足，通过深度分析，优化了构造尺寸。

结果表明：钢桁架各构件强度、整体稳定性、杆件稳定性、刚度和疲劳验算均满足规范要求，结构设计经济、耐久、安全可靠。

关键词：简支钢桁架；结构分析;疲劳验算；结构安全中图分类号：U442.5文献标识码：A文章编号：16729889(2020)06005704Design and Analysis of120m Through Simply Supported Steel Truss BridgeCAO Junju(Jiangsu Provincial Transportation Engineering Construction Bureau,Nanjing210004,China)Abstract:Taking the construction drawing design of120m through simply supported steel truss of the main bridge of Xin'an Beijing-Hangzhou Grand Canal Bridge as an example.In the design,the structural dimensions of the main bridge are deter­mined(truss height，section length，inclined bar inclination，main truss spacing，the thickness of each member and gusset plate，etc.).Through midas Civil structural checking calculation，it is found that the strength stress reserve of some members in the original design is insufficient.Through depth analysis，the structural size is optimized.The results show that the strength,stability,overall stability,stiffness and fatigue of each member of the steel truss meet the requirements of the code, and the structural design is economical，durable，safe and reliable.Key words:simply supported steel truss；structural analysis；fatigue checking calculation；structural safety下承式简支钢桁架桥是常见的铁路桥梁之一,它具有自重轻、跨越能力强、建筑高度低、建设速度快等特点，可运用在工程抢险、航道整治等工程中。

五大类型桥梁关键字：受力，适用范围，未来发展趋势桥梁分类：梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥、组合体系桥（斜拉桥）五种基本类型。

梁氏桥：用梁或桁架梁作主要承重结构的桥梁。

其上部结构在铅垂向荷载作用下，支点只产生竖向反力。

梁式桥为桥梁的基本体系之一。

制造和架设均甚方便，使用广泛，在桥梁建筑中占有很大比例。

受力及适用范围：梁桥又可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥，固端梁。

①简支梁桥：主梁简支在墩台上,各孔独立工作,不受墩台变位影响。

实腹式主梁构造简单，设计简便，施工时可用自行式架桥机或联合架桥机将一片主梁一次架设成功。

但简支梁桥各孔不相连续，车辆在通过断缝时将产生跳跃，影响车速的提高。

因此，目前趋向于把主梁做成为简支，而把桥面做成连续的形式。

简支梁桥随着跨径增大，主梁内力将急剧增大，用料便相应增多，因而大跨径桥一般不用简支梁。

②连续梁桥：主梁是连续支承在几个桥墩上。

在荷载作用时，主梁的不同截面上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。

这样，可节省主梁材料用量。

连续梁桥通常是将3～5孔做成一联，在一联内没有桥面接缝，行车较为顺适。

连续梁桥施工时，可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。

或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。

近一、二十年，在架设预应力混凝土连续梁时，成功地采用了顶推法施工，即在桥梁一端（或两端）路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔，使施工较为方便。

连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩，构造比较复杂。

此外，连续梁桥的主梁是超静定结构，墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。

因此，连续梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁上。

1966年建成的美国亚斯托利亚桥，是目前跨径最大的钢桁架连续梁桥，它的跨径为376米。

③悬臂梁桥：又称伸臂梁桥。

是将简支梁向一端或两端悬伸出短臂的桥梁。

这种桥式有单悬臂梁桥或双悬臂梁桥。

悬臂梁桥往往在短臂上搁置简支的挂梁，相互衔接构成多跨悬臂梁。

课程名称：钢桥设计题目：单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥院系：土木工程系专业：铁道工程（桥梁组）年级：2009姓名：唐浩然指导教师：李燕强西南交通大学峨眉校区2012年6月12日目录第一章设计资料 (1)第一节基本资料 (1)第二节设计内容 (2)第三节设计要求 (2)第二章主桁杆件内力计算 (3)第一节主力作用下主桁杆件内力计算 (3)第二节横向风力作用下的主桁杆件附加力计算 (7)第三节制动力作用下的主桁杆件附加力计算 (8)第四节疲劳内力计算 (10)第五节主桁杆件内力组合 (11)第三章主桁杆件截面设计 (14)第一节下弦杆截面设计 (14)第二节上弦杆截面设计 (16)第三节端斜杆截面设计 (17)第四节中间斜杆截面设计 (19)第五节吊杆截面设计 (20)第六节腹杆高强度螺栓计算 (22)第四章弦杆拼接计算和下弦端节点设计 (23)第一节 E2节点弦杆拼接计算 (23)第二节 E0节点弦杆拼接计算 (24)第三节下弦端节点设计 (25)第五章挠度计算和预拱度设计 (27)第一节挠度计算 (27)第二节预拱度设计 (28)第六章桁架桥梁空间模型计算 (29)第一章设计资料第一节基本资料1设计规范：铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-2005），铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2-2005）。

2结构轮廓尺寸：计算跨度L=70+（50-94）=71.2m，钢梁分10个节间，节间长度d=L/10=7.12m，主桁高度H=11d/8=11×7.12/8=9.79m，主桁中心距B=6.4m，纵梁中心距b=2.0m，纵梁计算宽度B0=5.95m，采用明桥面、双侧人行道。

3材料：主桁杆件材料Q345q，板厚 40mm，高强度螺栓采用40B，精制螺栓采用BL3，支座铸件采用ZG35II、辊轴采用35号锻钢。

4 活载等级：中—活载。

5恒载（1）主桁计算桥面p1=10kN/m，桥面系p2=6.29kN/m，主桁架p3=14.51kN/m，联结系p4=2.74kN/m，检查设备p5=1.02kN/m，螺栓、螺母和垫圈p6=0.02（p2+ p3+ p4），焊缝p7=0.015（p2+ p3+ p4）;（2）纵梁、横梁计算纵梁（每线）p8=4.73kN/m（未包括桥面），横梁（每片）p9=2.10kN/m。

2014上海钢桥与组合结构桥梁第七章钢桁梁桥吴冲同济大学桥梁工程系Tel.021－65981817cwu@同济大学桥梁系本科课程同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 12014上海第一节概述一、钢桁梁的组成1、分类：按桥面位置的不同分为上承式桁梁桥、下承式桁梁桥、和双层桁梁桥2、组成：由主桁、联结系、桥面系及桥面组成（一）主桁它是的主要承重结构，承受竖向荷载。

主桁架由上、下弦杆和腹杆组成。

腹杆又分为斜杆和竖杆；节点分大节点和小节点；节间距指节点之间的距离。

同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong22014上海第一节概述（二）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。

同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong32014上海第一节概述（三）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。

（四）桥面桥面是供车辆和行人走行的部分。

桥面的形式与钢梁桥及结合梁桥相似。

同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong42014上海第一节概述二、主桁架的图式及特点（一）、主桁架的常用类型（二）主桁架的主要尺寸先确定桥梁跨度，再确定主桁架的主要尺寸包括：桁架高度、节间长度、斜杆倾角和两片主桁架的中心距。

1、主桁高度（1/8∼1/10）L（1/7∼1/8）L上承式（1/5.5∼1/8）L（1/7∼1/10）L（1/5~1/6.5）L1/7L下承式多边形桁架平行弦桁架多边形桁架平行弦桁架公路桥铁路桥桥型同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong52014上海第一节概述3、斜杆倾角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 。

目录1.设计资料 (1)1.1基本资料 (1)1.2构件截面尺寸 (1)1.3单元编号 (3)1.4荷载 (4)2.内力计算 (7)2.1 荷载组合 (7)2.2内力 (8)3.主桁杆件设计 (10)3.1验算内容 (10)3.2截面几何特征计算 (11)3.3刚度验算 (14)3.4强度验算 (15)3.5疲劳强度验算 (15)3.6总体稳定验算 (16)3.7局部稳定验算 (17)4.挠度及预拱度验算 (18)4.1挠度验算 (18)4.2预拱度 (18)5.节点应力验算 (19)5.1节点板撕破强度检算 (19)5.2节点板中心竖直截面的法向应力验算 (20)5.3腹杆与弦杆间节点板水平截面的剪应力检算 (21)6.课程设计心得 (22)1.设计资料1.1基本资料(1)设计规范《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）；(2)工程概况该桥为48m下承式公路简支钢桁架梁桥，共8个节间，节间长度为6m，主桁高10m，主桁中心距为7.00m，纵梁中心距为3m，桥面布置2行车道，行车道宽度为7m。

(3)选用材料主桁杆件材料采用A3钢材。

(4)活载等级采用公路I级荷载。

1.2构件截面尺寸各构件截面对照图各构件截面尺寸统计情况见表1-1：表1-1 构件截面尺寸统计表1.3单元编号(1)主桁单元编号(2)桥面系单元编号(3)主桁纵向联结系单元编号(4)主桁横向联结系单元编号1.4荷载(1)钢桥自重按A3钢材程序自动添加。

(2)桥面板自重桥面板采用C55混凝土，厚度为250mm ，宽度为7m ，取容重3=25kN m γ。

假设桥面板不参与受力，将其视为恒载施加在纵梁上，两纵梁各自承担50%。

10.250725/43.75/q kN m kN m =⨯⨯=那么，每片纵梁承担21.875kN/m 的荷载。

(3) 桥面铺装不计外侧护墙和内侧护栏基座的作用，沥青混凝土容重3=23kN m γ，防水混凝土容重3=24kN m γ。