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主构件——桁架的计算说明

装配式公路钢桥是一种可以分解、能快速架设的、主要用于抢修

的制式桥梁，这种桥梁器材主要有以下特点：

1.采用高强度低合金钢全焊而成，主梁一般可分解的轻型桁架、立

体或平面拼装单元，用单销或者螺栓连接，重量较轻，运输拆卸方

便。

2.构件可以互换，可多次重复使用。

3.桥梁主梁的组合形式，可以根据跨径、通载的大小改变。

装配式公路钢桥由主桁架、桥面系、支撑件、桥端构件及架设工具

等组成。

主梁桁架构件有：桁架、桁架连接销及保险销、加强弦杆、弦杆螺

栓、桁架螺栓、

其中最重要的受力构件——桁架

1．构造

桁架由上、下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成，上下弦杆的端部有阴

阳接头，接头上有桁架连接销孔。

桁架的弦杆由两根10#槽钢（背靠背）组合而成，在下弦杆上，焊

有多块带孔的钢板，在上、下弦杆内有供与加强弦杆和双层桁架连接

的螺栓孔，在下弦杆内还有供连接支撑架用的四个螺栓孔，其中间的

两个孔是供双排或多排桁架同节间连接用的，靠两端的两个孔是跨节

间连接用的。多排桁架作梁或者柱使用时，必须用支撑架加固上下两

截桁架的德接合部。

在下弦杆上，设有4块横梁垫板，其上方有凸榫，用以固定横梁

在平面内的位置，在下弦杆的端部槽钢的腹板上还设有两个椭圆孔，

供连接抗风拉杆使用。

桁架竖杆的用8#工字钢制作，在竖杆靠下弦杆一侧开有一个方孔，

它是供横梁夹具固定横梁时使用的。

桁架构件的材料为16Mn，每片桁架重270kg。

2、桁架内力分析

a．桁架结构与基本尺寸

b．材料及容许应力（MPa）

材料σ[σ][τ]

s

构件16Mn345273208

销子30CrMnTi13001105585

注：考虑到装配式公路钢桥为限制荷载的临时性桥梁，16Mn的容许拉

应力、压应力及弯应力按1.3*210MPa计算，容许剪应力按1.3*160MPa

计算；30CrMnTi的容许拉应力、压应力及弯应力按0.85*1300MPa计算，

容许剪应力按0.45*1300MPa计算。

C．结构分析简图

根据桁架的结构特点，为分析内力方便，简化为内部静定的桁架。

考虑到销接处中心与端竖杆中心之距t数值很小，而杆件相对刚度大，

进一步略去t的影响，即t=0，两中心重合。

d．内力分析

根据单元桁架受力的特点，可以将内力分成受纯弯和纯剪两部分

叠加而成。

1）受纯弯曲

不难看出，纯受弯曲时，桁架仅在弦杆内产生由弯矩而生的轴向

力N。故可作出弦杆仅承受弯矩的假定。

弦杆内力S=±M/h

X

2）受纯剪力

同受纯弯一样，可以得出剪力由腹杆承受且双斜杆平分剪力的假

定。

斜杆内力S=±Q/2sinθ=±/2

F

端竖杆内力S=±Q/2

Z

e.桁架杆件设计计算

1）桁架弦杆选择与计算

弦杆采用16Mn（Q345b或者Q345c）10#槽，截面面积为

F=2*12.74=25.48cm2

根据桁架平面内稳定和平面外稳定，由长细比查出弦杆的有效断面

系数为0.809

[N]=0.809*F*[σ]=0.809*25.48*273=563kN

则桁架容许承受的最大弯矩[M]=[N]*h=563*1.4=788.2kN.m

同理，当桁架增加上下加强弦杆后

[N’]=0.809*25.48*2*273=1125kN

则单排加强桁架容许的最大弯矩[M’]=1125*1.5=1687.5kN.m

2）桁架斜杆设计计算

斜杆采用16Mn（Q345b或者Q345c）8#工，截面面积为9.52cm2

根据长细比查出斜杆有效断面系数为0.66

[N]=0.66*9.52*273=17