钢桥知识点
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1、钢桥优缺点钢桥——桥梁上部结构的主要承重部分用钢材制成。
优点:a)钢材是一种抗拉、抗压、抗剪强度高的匀质材料b)韧性、延性好,可提高抗震性能。
c)工厂制造,桥梁上部结构和下部结构可同时施工;d)旧桥可回收,资源可再利用,有利于环保。
缺点:e)对温度和动载效应敏感,易疲劳;f)受大气侵蚀,易生锈。
g)铁路钢桥行车时噪声与振动比较大。
2、钢桥的主要形式钢桥的主要结构形式——钢桥根据主要承重结构的受力体系可以分为:1梁式桥2拱桥3刚构桥4斜拉桥5悬索桥6组合体系桥梁3、拱桥分为:⏹上承式拱桥(桥面在拱助的上方);⏹中承式拱桥(桥面一部分在拱肋上方;一部分在拱肋下方)⏹下承式拱桥(桥面在拱肋下方)4、钢桥的破坏形式:1、强度2、疲劳3、稳定4、腐蚀、脆性断裂5、钢结构疲劳定义:钢结构疲劳:在反复荷载作用下,钢材应力低于极限强度时发生的破坏现象。
初始缺陷、裂纹或应力集中等局部位置形成裂纹→反复荷载作用下不断裂纹扩展→构件裂断6、什么是钢板梁桥:钢板梁桥——指由钢板焊接、栓接或铆接,形成工字形的实腹式钢梁作为主要承重结构的桥梁。
7、主梁梁高主梁以截面应力控制设计时的用钢量比刚度控制设计的用钢量要省。
8、桁梁桥的组成:一.桁梁桥的组成:1、主桁;2、联结系;3、桥道系二.钢桁梁的受力特点:1桥面2纵梁3横梁4主桁5支座6墩台9、1.钢桁梁桥按照桥面相对主桁架的位置不同分类:上承式桁架桥;下承式桁架桥;双层桁梁桥;9.2按照承受荷载的性质分类:铁路桁架桥;公路桁架桥;9.3按支承形式分类:简支桁架桥;悬臂桁架桥;连续桁梁桥10、钢箱梁具有良好的受力特性,与钢板梁相比主要有以下优点:1.梁缘宽度大,具有很大的抗弯能力,跨越能力比工形钢板梁大得多。
2.具有很大的抗扭刚度,荷载横向分配均匀,即使采用单箱结构形式,两个腹板的弯矩也相差不大,而且适合于扭矩较大的横向抗弯刚度。
3.具有很大的横向抗弯刚度,横向稳定性好,可以抵抗很大的水平力作用,省去纵向联结系,对于单箱结构不需要横向联结系;4.单根箱梁的整体稳定性好,便于吊装和无支架施工;5.梁高小,适合于立交桥和建筑高度受到限制的桥梁。
一、钢桥的特点
用钢材作为主要建造材料的桥梁。
具有强度高,刚度大的特点,相对于混凝土桥可减小梁高和自重。
且由于钢材的各向同性,质地均匀及弹性模量大,使桥的工作情况与计算图示假定比较符合,另外钢桥一般采用工厂预制,工地拼接,施工周期短,加工方便且不受季节影响。
但钢桥的耐火性,耐腐蚀性差,需要经常检查,维修,养护费用高。
优点:强度高,重量轻,跨越能力强;
制造精度高,运输、连接方便;
上下部结构同步施工,架设方便,工期短;(平行作业)
跨越能力大,工厂化程度高;
安装速度快,钢桥构件易于修复和更换。
缺点:不耐腐蚀,维护费用高;
有些情况下不经济。
二、现在钢桥采用的主要技术有:
1、高强度低合金钢、预应力钢筋、高标号混凝土、聚合物
等新材料的应用;
2、桥梁上部结构采用正交异性刚桥面板和钢与混凝土的组
合结构,箱型梁、高次超静定结构(多为连续梁、斜腿钢架、斜拉桥、各种组合体系等);
3、结构设计方面可以针对不同情况,按需要进行非线性(材
料非线性、集合非线性)分析、空间分析、动力分析、可靠性分析;
4、施工工艺方面用钻孔桩机械(土层及岩层)、大直径桩、
双臂钢围堰、自升式平台等修建深水基础,用焊接、高强度螺栓、预应力等方式进行连;用悬臂施工(混凝土灌注及各种预制件的拼装)及整体架设等方法减低造价并压缩工期。
三、钢桥技术的发展趋势:
1、大跨度钢桥将向更长、更大、更柔的方向发展;
2、轻质高性能、耐久新型钢材品种的研制开发和应用;
3、大型工厂化高精度制造钢桥节段和大型施工设备的整
体化安装将成为钢桥施工方法的主流;
4、公路钢桥设计和硬件能力达到国际先进水平。
桥梁钢结构基础知识讲座一、常用钢材1、结构钢牌号说明,对应标准GB221-2000《钢铁产品牌号表示方法》。
如:Q345qCQ-屈服强度;345-屈服强度345MPa(当δ≤16mm时,其屈服强度大小与牌号数值相同。
板厚增加,强度降低,例如Q345C钢,当δ>63mm时,其屈服强度只有315MPa);q-桥梁用结构钢;C-质量等级为C级。
钢材质量等级共有A、B、C、D、E 5个级别,A级最低,E级最高,主要表现在钢中有害杂质S、P含量的多少,耐冲击温度的高低。
如:A KV(纵向)Q345A、B级钢,+20℃,34J;A KV(纵向)Q345C级钢,0℃,34J;A KV(纵向)Q345D级钢,—20℃,34J;A KV(纵向)Q345E级钢,-40℃,34J。
2、结构钢的屈强比即钢材的屈服强度与抗拉强度之比,σs/σ b屈强比越小,强度储备越大,结构越安全可靠;屈强比越大,强度储备越小,结构越不安全可靠。
一般屈强比不超过0.8。
一般,钢材的强度等级越高,屈强比越大,反之,越小。
3、碳素结构钢对应标准GB/T700-2006,有4个强度等级:Q195(不分级);Q215(A、B级);Q235(A、B、C、D级);Q275(A、B、C、D级)。
用的比较多的是Q235C钢,相当于过去的A3钢。
4、低合金高强度结构钢对应标准GB/T1591-2008, 有8个强度等级:Q345(A、B、C、D、E级);Q390(A、B、C、D、E级);Q420(A、B、C、D、E级);Q460(C、D、E级);Q500(C、D、E级);Q550(C、D、E级);Q620(C、D、E级);Q690(C、D、E级)。
过去的16Mn相当于Q345的A、B级。
与GB/T1591-1994对照,新标准增加了Q500、Q550、Q620、Q690强度等级,取消了Q295强度等级。
5、桥梁用结构钢对应标准GB/T714-2000, 有4个强度等级:Q235q(C、D级);Q345q(C、D、E级);Q370q(C、D、E级);Q420q(C、D、E级)。
1、钢桥优缺点钢桥——桥梁上部构造的主要承重局部用钢材制成。
优点:a)钢材是一种抗拉、抗压、抗剪强度高的匀质材料b)韧性、延性好,可提高抗震性能。
c)工厂制造,桥梁上部构造和下部构造可同时施工;d)旧桥可回收,资源可再利用,有利于环保。
缺点:e)对温度和动载效应敏感,易疲乏;f)受大气侵蚀,易生锈。
g)铁路钢桥行车时噪声与振动比较大。
2、钢桥的主要形式钢桥的主要构造形式——钢桥依据主要承重构造的受力体系可以分为:1 梁式桥2 拱桥3 刚构桥4 斜拉桥5 悬索桥6 组合体系桥梁3、拱桥分为:⏹上承式拱桥〔桥面在拱助的上方〕;⏹中承式拱桥〔桥面一局部在拱肋上方;一局部在拱肋下方〕⏹下承式拱桥〔桥面在拱肋下方〕4、钢桥的破坏形式:1、强度2、疲乏3、稳定4、腐蚀、脆性断裂5、钢构造疲乏定义:钢构造疲乏:在反复荷载作用下,钢材应力低于极限强度时发生的破坏现象。
初始缺陷、裂纹或应力集中等局部位置形成裂纹→反复荷载作用下不断裂纹扩展→构件裂断6、什么是钢板梁桥:钢板梁桥——指由钢板焊接、栓接或铆接,形成工字形的实腹式钢梁作为主要承重构造的桥梁。
7、主梁梁高主梁以截面应力掌握设计时的用钢量比刚度掌握设计的用钢量要省。
8、桁梁桥的组成:一.桁梁桥的组成:1、主桁;2、联结系;3、桥道系二.钢桁梁的受力特点:1 桥面 2 纵梁 3 横梁 4 主桁 5 支座 6 墩台9、1.钢桁梁桥依据桥面相对主桁架的位置不同分类:上承式桁架桥;下承式桁架桥;双层桁梁桥;9.2依据承受荷载的性质分类:铁路桁架桥;大路桁架桥;9.3按支承形式分类:简支桁架桥;悬臂桁架桥;连续桁梁桥10、钢箱梁具有良好的受力特性,与钢板梁相比主要有以下优点:1.梁缘宽度大,具有很大的抗弯力量,跨越力量比工形钢板梁大得多。
2.具有很大的抗扭刚度,荷载横向安排均匀,即使承受单箱构造形式,两个腹板的弯矩也相差不大,而且适合于扭矩较大的横向抗弯刚度。
3.具有很大的横向抗弯刚度,横向稳定性好,可以抵抗很大的水平力作用,省去纵向联结系,对于单箱构造不需要横向联结系;4.单根箱梁的整体稳定性好,便于吊装和无支架施工;5.梁高小,适合于立交桥和建筑高度受到限制的桥梁。
1.我国钢桥和钢材发展情况和主要特点?1)钢桥主要特点:钢桥跨越能力强;钢桥构件适合于工业化制造,便于运输,工地安装速度快,钢桥施工工期短;钢桥易于修复和更换;但同时刚才易于锈蚀,需要经常检查和按期维护,故钢桥养护费用比石桥和钢筋混凝土桥高;铁路钢桥采用明桥面时噪声较大,不宜用2.我国铁路钢桥的基本材料?1)钢梁主体结构用钢:Q235qD、Q345qD、Q345qE、Q370qD、Q370qE、Q420qD、Q420qE;2)桥梁辅助结构用钢:Q235-B.Z。
3)连接型钢用钢:Q345c。
4)高强度螺栓用钢:螺纹直径为M22、M24、M27、M30,螺栓用20MntiB、35VB,性能等级为10.9S,20MntiB适用于直径小于等于M24,35VB适用于直径小于等于M30,螺母及垫圈用35号钢、45号钢15MnVB。
5)铸件用钢:ZG230-450Ⅱ、ZG270-500Ⅱ。
6)销、铰、辊轴用钢:35号锻钢。
4.钢板梁桥的构造特点?主梁:主梁是由工字型截面,由翼缘及腹板组成。
跨度较小的板梁桥,其主梁常用等截面的板梁,翼缘只用一块钢板;跨度较大的板梁桥,为了使主梁截面承受弯矩的能力能大致符合弯矩图,借以节省材料,主梁常做成变截面的,这时,翼缘如仍用一块钢板,则翼缘板可在宽度或厚度方面加以变化,靠梁端的翼缘板用较窄的或较厚的钢板。
联结系:平纵联杆件端部的节点板,可与上翼缘焊接,但不应与受拉翼缘焊连,这是由于受拉翼缘的疲劳强度受焊接影响较大。
5.板梁桥主梁腹板的稳定如何保证的?对于腹板,为防止起在外力作用下丧失局部稳定,通常是用加劲肋来增强它的刚度。
为免去腹板局部稳定性的繁琐计算,对简支板梁腹板的中间加劲肋和水平加劲肋6.板梁桥主梁疲劳应检算的部位有那些?主梁疲劳容许应力幅检算截面:根据焊接结构的特性,主要检算下翼缘底面和加劲肋切口与腹板的焊接处。
下翼缘的底面,拉应力最大处;加劲肋与腹板焊缝的下端;具有多层盖板,盖板中断点截面的强度;板梁横向对接焊缝。
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。
钢桥主要三种题型:名词解释、简答题和计算题名词解释:钢材型号的表示,稳定的分类及定义,次应力的定义当压力达到临界荷载时,平衡路径出现分岔,结构从未屈曲的直线平衡形式I过渡到无限临近的屈曲后曲线平衡形式Ⅱ,原始的直线平衡形式I由稳定变为不稳定,屈曲后变形的进一步增大,要求荷载增加,所以结构并未丧失继续承载的能力。
屈曲后平衡路径Ⅱ关于竖轴对称,这种分岔失稳称为稳定的对称分岔失稳。
当压力达到临界荷载时,此平衡路径出现分叉,原始的直线平衡形式I由稳定变为不稳定,屈曲后变形的进一步增大,要求荷载降低,所以结构丧失了继续承载的能力。
由于屈曲后平衡路径Ⅱ关于竖轴对称,这种分叉失稳称为不稳定的对称分岔失稳。
当压力达到屈曲(临界)荷载时平衡路径出现分岔,原始的直线平衡形式l由稳定变为不稳定,屈曲后平衡路径Ⅱ由两肢组成,一肢稳定地上升;而另一肢不稳定地下降。
所以,这种分岔失稳称为不对称分岔失稳。
当荷载达到临界荷载时,结构会突然跳跃到另一具有较大位移的稳定平衡状态,这种失稳现象称为跃越失稳。
实际桁架结构除了受到轴向力作用外,还受到弯矩、剪力及扭矩这些次内力的作用,由次内力产生的应力称为次应力。
当荷载作用时,由于节点刚性,杆件在节点处不能自由转动,由附加弯矩产生的二次应力称为次应力。
简答题:1.纵向连接系与横向连接系的布置要求梁式上部构造应在其弦杆或翼缘的上下平面内设纵向联结系。
但跨径较小的上承式梁桥,可不设下弦(或下翼缘)平面内的纵向联结系。
跨径25m以下并且具有强大横向联结系的直桥可以省略下层纵向联结系。
钢梁与钢筋混凝土板组成的组合梁,如在安装时没有特殊需要,可不设行车系平面内的纵向联结系。
钢板梁桥应设置横向连接且中间横向连接间距不宜大于受压翼缘宽度的30倍。
从荷载横向分配的角度来看,通常可以设置2道端横梁和在跨中附近设置1~3道中横梁,当桥梁的跨度和宽度特别大时,可设置5根中横梁。
横梁的间距一般不大于6m。
横向联结系应尽量与梁的上下翼缘连接。
1、按照力学体系分类,钢桥有梁、拱、索三大基本体系。
梁式体系桥以承受弯矩为主,拱式体系桥以承受压力为主,悬索体系桥以承受拉力为主。
2、梁式体系桥主要承重结构是主梁。
梁桥在竖向荷载作用下,支承处不产生水平反力,竖直荷载与承重结构轴线接近垂直,为主要承受弯矩结构,与相同跨径的其他体系桥梁相比,主梁内产生的弯矩是最大的3、梁桥在力学图示上可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥4、梁式体系桥按照主梁横截面构造形式的不同可分为钢板梁桥、钢桁梁桥、钢箱梁桥以及钢—混凝土结合梁桥5、钢拱桥,按照桥面相对主拱的位置分为上承式、中承式和下承式;按照主拱内有无设铰可分为有铰拱和无铰拱;按照对支承处的作用力可分为有推力拱和无推力拱;按照结构体系特点分为简单体系拱和组合体系拱;按照主拱截面的构造形式可分为钢箱拱、钢桁拱和钢管混凝土拱6、悬索桥在力学图示上分为外锚式悬索桥和自锚式悬索桥;按照分跨情况又可分为单跨、两跨和三跨悬索桥;按照加劲梁的构造形式可分为钢板梁、钢桁梁、钢箱桥以及结合梁等7、斜拉桥按结构体系不同可分为:塔、墩固结,梁支承于墩上;塔、梁固结支承于墩上。
钢斜拉桥常见的主梁构造形式有钢箱梁、钢板梁和结合梁8、钢板梁桥是指由钢板焊接、栓接或铆接,形成工字形的实腹式钢梁作为主要承重结构的桥梁9、焊接工字形梁的抗扭刚度和横向抗弯刚度较小,在运输和安装过程中,或者桥梁宽跨比较小时,必须充分注意其横向失稳问题10、钢板梁桥的基本结构体系可以分为简支钢板梁桥、连续钢板梁桥和悬臂钢板梁桥11、按照桥面板形式,可以把钢板梁桥分为钢筋混凝土桥面板钢板梁桥和钢桥面板梁桥12、根据桥面板参与主梁受力的情况又分为结合梁桥和非结合梁桥。
结合梁桥的桥面板参与主梁共同工作,钢板梁与桥面板结合后由组合截面承受外荷载;非结合梁桥的桥面板不参与主梁共同工作,外荷载由钢板梁单独承担。
对于钢筋混凝土桥面板结合梁桥,桥面板与钢板梁间用剪力连接件连接13、钢板梁桥上部结构主要由主梁、横向联结系、纵向联结系和桥面板组成。
钢桥的主要结构形式与受力特点钢桥是使用钢材作为主要结构材料的桥梁。
钢材具有高强度、耐候性好、施工方便等优点,因此在桥梁建设中得到广泛应用。
钢桥的主要结构形式以及受力特点如下:一、主要结构形式1.桁梁桥:桁梁桥是一种常见的钢桥结构形式,桁梁是由上下面板、纵向梁、纵向加劲肋组成的刚性板梁结构。
桁梁桥具有自重轻、承载能力强、结构稳定等优点,广泛应用于公路桥梁建设中。
2.悬索桥:悬索桥是由一根或多根悬索拉起桥面板的桥梁,主要由悬索、主塔、锚固构件、桥面板等组成。
悬索桥的主要受力特点是悬索负责承受桥面板的自重和交通荷载,主塔和锚固构件负责将荷载传递到地基上。
3.斜拉桥:斜拉桥是通过倾斜的钢缆将桥面板悬挑在主塔两侧的桥梁。
斜拉桥的主要特点是桥面板悬挑长度大、开间大、造型美观等。
4.梁桥:梁桥是由若干跨中为简支梁或连续梁的桥墩和桥面板组成的桥梁。
梁桥的主要结构特点是桥面板由钢材制成,梁和桥墩一般由混凝土制成。
二、受力特点1.自重:钢桥的自重是指桥梁本身的重量。
由于钢材的密度相对较小,钢桥的自重相对较轻,使得桥梁在设计和建设过程中更加灵活和方便。
2.交通荷载:钢桥需要承受行驶在桥面上的车辆的荷载。
钢材具有高强度和刚性,可以承受较大的交通荷载,使得钢桥具有较大的承载能力。
3.温度变化:钢材的热胀冷缩系数较大,受温度变化的影响较为明显。
因此,在设计和施工过程中,需要考虑钢桥在不同温度下的膨胀和收缩,采取相应的措施以保证桥梁的安全和稳定。
4.风荷载:钢桥容易受到风的影响,需要考虑对风荷载的抵抗能力。
一般采取增加桥梁的抗风措施,如加装防风挡板、增强桥墩的抗风能力等。
5.地震荷载:地震是一个重要的桥梁荷载,对钢桥的性能和安全有一定的影响。
在设计和建设钢桥时,需要充分考虑地震荷载,采取相应的抗震措施,以确保桥梁的安全性。
综上所述,钢桥的主要结构形式包括桁梁桥、悬索桥、斜拉桥和梁桥等,其受力特点主要包括自重、交通荷载、温度变化、风荷载和地震荷载。
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。
*桥道梁:把桥面板上的何在传递给主梁的作用。
桥面板:直接承受活载并传递给桥道梁或主梁的主要结构。
桥面铺装:提供主轮摩擦力,分散荷载,保护主梁。
2桥面板分类:公路钢桥桥面板的结构形式:钢筋混凝土桥面板(RC桥面板)、预应力混凝土桥面板(PC 桥面板)、钢桥面板铁路桥桥面的形式:明桥面、道碴桥面3钢桥桥面标高调整的方法有哪些:*调整墩台顶面标高。
*钢梁腹板采用不同的截面高度。
*采用变厚度桥面或设置三角垫层。
*根据桥面标高需要桥面板设置不同高度的倒梯形梗肋。
4为什么钢桥桥面板的强度和裂缝宽度比混凝土桥要求高:*直接承受车轮作用冲击作用,活载比例大,容易疲劳破坏*钢桥刚度小,纵梁与主梁刚度差别大,桥面板受力不匀*板厚与梁高的比值小,尺寸误差影响大*直接承受超重车辆车轮集中荷载,使承受的实际荷载大于设计荷载。
*钢桥易腐蚀5钢桥面板三个基本结构体系结构系I:由顶板和纵肋组成的结构系看成是主梁(桥梁主要承载构件)的一个组成部分,参与主梁共同受力,称为主梁体系。
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H 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,称为桥面体系结构系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,称为盖板体系。
第四章钢板梁桥1钢板梁组成及各部分作用:*组成:主梁、横向联结系,纵向连接系,桥面系组成,形成格子梁体系。
*主梁:整个桥梁的承重作用,把荷载传递给支座。
*横向联结系: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作用。
有实腹式梁和空腹式桁架形式。
*纵向联结系:桁架式结构,作用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:把桥面荷载传递到主梁和横梁。
2铁路桥确定主梁中心距d时考虑的因素:*桥枕或RC桥面的合理跨度—d为1.8~2.5m*桥跨结构的横向抗倾覆要求,d不能太小。
*桥梁横向刚度的要求:d>=L/20*下承式板梁桥下净空的要求(4.88m)*整孔施工架设时的宽度要求。
3铁路梁高制定时考虑的因素:主梁梁高设计要求:*用钢量最省*主梁的竖向挠度满足要求*腹板宽度为常规轧制钢板尺寸,避免拼接或裁剪*桥跨的建筑高度最小*满足运输要求*相近跨度尺寸的标准化(即采用相同腹板厚度)4提高腹板稳定临界应力的主要方法有:*设加劲肋:更有效*增加板厚:效果不明显5纵横向连接系的作用:横向连接系作用:*防止主梁侧倾试问*起到荷载分配作用*与主梁及纵向连接系构成空间桁架抵抗水平荷载*桥梁安装架设是主梁的定位*抵抗桥梁扭矩*在桥面板端部起到横向支承的作用。
前三作用当横联设置于跨间时有效,后2设置于支撑处有效纵向连接系作用:*将地震荷载风荷载等水平力传递到支座*防止主梁下翼缘的侧向变形和横向振动*与主梁及纵向连接系构成空间桁架抵抗水平荷载及扭矩*桥梁安装架设是主梁的定位第五章钢箱梁桥1钢箱梁的主要受力特点:*箱梁受力特点:典型的闭口薄壁结构2钢箱梁的组成及各部分作用:因其横向刚度大,可不设纵连*主要由主梁,横向连接系和桥面系组成。
*主梁:整个桥梁的承重作用,把荷载传递给支座。
*横向联结系: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作用。
*桥面系:把桥面荷载传递到主梁和横梁。
纵梁:1主梁间距较大时,减小砼桥面跨径,2提高钢桥面板的刚度横梁:1对于双箱或多箱,使主梁受力均匀,2支承纵梁或桥面板,3端横梁有效提高桥梁整体抗扭能力和分散支点反力3横隔板的作用及主要形式:*减少钢箱梁的畸变和横向弯曲变形,增加整体刚度,分散局部荷载的作用。
*类型:中间横隔板:实腹式,框架式,桁架式。
支点横隔板:通常采用实腹式,分为两支座形式和单支座形式第六章组合梁桥1剪力连接件的分类:*结构形式:刚性:一般采用角钢或槽钢,伸入砼中阻止板对梁的剪移;柔性:采用斜钢筋或螺旋钢筋,防止砼板向上脱开;焊钉:焊接于钢梁翼缘的大头螺钉;PBL(开孔钢板连接器)孔中混凝土承担钢梁与混凝土板间的错动剪应力。
2连接件承受的主要外荷载:*恒载,活载,预应力,混凝土干燥收缩,混凝土板与钢梁间的温差等。
第七章刚桁梁桥1桁梁的组成及各部分作用:*组成:主桁、联结系、桥面系、桥面*主桁作用:主要承重结构,承受竖向荷载,将荷载通过支座传给墩台*联结系作用:使主桁架联结形成空间稳定结构,承受横向荷载。
分为纵向连接系(上平纵连,下平纵连)横向连接系(端横联,中横联)*桥面系作用:传递荷载,将两片纵梁连成整体、*桥面作用:供车辆和行人走行的部分2连续桁梁桥的特点:*连续梁最大弯矩比等跨简支梁小,可节省8%~10%的钢材;*桥墩上只有一个支座,墩帽所需尺寸较简支梁小;*连续梁的横向及横向刚度均比简支梁大,故行车平顺,或同刚度下,连续梁梁高可小一些;*是超静定结构,可调整支座标高来调整杆件内力,使受力均匀*适合于悬臂拼装或采用纵向拖拉及顶推法安装就位;*局部破坏时,损害相对较小,修复较容易;*每联常采用两跨或三跨,一般不超过五跨;*二孔连续梁做成等跨,三孔时最好为7:8:7或做成等跨。
3主桁架的几何特点三角形桁架,适用于大、中、小各跨径,构造简单,施工方便、斜杆式形桁架杆件规格多,制造、施工不方便,现已不采、K形桁架杆件规格多连接多纵横梁多,杆件短小轻便、双重腹杆形桁架适用于大跨径桥梁4主桁架的主要尺寸:桁架高度、节间长度、斜杆倾角、主桁架中心距5主桁杆件截面形式H形截面:组装简单,采用全自动焊容易矫正焊接变形,螺栓安装方便;截面绕X轴刚度小,用作压杆不经济,平置时腹板必须开泄水孔箱形截面截面:对X、Y轴刚度大,板厚相对H形薄;组装、焊接、矫正焊接变形、安装螺栓比H形费工费事6拟定主桁杆件的外轮廓尺寸需考虑的因素①同一主桁中各杆宽度b必须一致,便于用节点板相连②上下弦杆在各节间的高度应尽可能一致③外轮廓尺寸应兼顾刚度和经济④应考虑自动电焊小车在竖板的槽内行走⑤根据工厂组装胎型和机器样板的标准栓线网络布置7纵梁的断缝:减少纵梁的轴力,降低横梁的水平弯矩。
大跨钢桁梁宜将纵梁切断。
两断缝的间距,不大于80m。
8桁架节点构造形式及特点:外贴式节点:构造简单、拼接方便、弦杆可以连续不断地通过节点内插式节点:用钢量少、制造复杂,适用于大跨度桁梁全焊节点:工地焊缝太多,焊接变形不易控制9节点强度检算:节点板撕破强度检算、节点板中心竖直截面的法向应力和剪应力验算、腹杆与弦杆之间节点板水平截面的法向应力和剪应力验算10桥跨结构横向刚度要求《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1/20,11节点的受力要求及构造要求:受力要求:*各杆件截面重心线应尽量在节点处交于一点;*主桁杆件所需螺栓数按杆件的承载力计算;联结系杆件所需螺栓数按杆件的内力计算;*有条件时,杆件进入节点板的第一排螺栓数,可少布置几个;*弦杆在节点中心断开时,应用节点板和拼接板连接;*所有杆件尽量向节点中心靠拢,节点板尺寸小;*必要时,在节点板自由地段设置加劲角钢或隔板。
构造要求(制造、安装和养护要求):*节点板形状简单端正,不得有凹角;*标准节点板,螺栓位置应按机器样板的标准栓线网格布置;*同一杆件两端的螺栓排列应尽量一致;*工地安装螺栓,均应考虑施工的方便;*立柱与上弦杆的连接及端节点的构造应考虑施工临时荷载;*节点内不得有积水、积尘的死角及难于油漆和检查的地方。
12活载发展系数n,活载均衡发展系数,的定义计算(n,a概念公式):定义:按设计容许应力[σ]与现行《铁路桥规》中的“中—活载”设计的钢桥,实际上能承受更高等级的活载(通常称为检定活载等级)。
这个实际上能承担的高等级活载(检定活载)与设计活载的比值,称为该桥预留的活载发展系数。