01现代钢桥--概论教程方案.ppt

概 论 概论内容 钢桥的主要结构形式与受力特点 *Company Logo * 钢桥设计的一般原则与计算要求 2 1 2 1 国内外钢桥的发展状况 钢桥的主要特点 (1) 优点 抗拉、抗压、抗剪强度高， 可承受拉、压、弯、剪， 相对自重轻，跨越能力大 制造、安装方便，施工快 韧性、延性好，易于修复和更换 材料的可回收、利用 1 2 3 4 钢桥的主要结构形式与受力特点 1 缺点 行车时，噪声、振动大 易腐蚀 1 2 疲劳 3 影响钢材疲劳的主要因素： (1)钢材品质 (2)荷载性质 (3)应力状态 (4)连接的构造与方法 (5)构造细节 (1)选用足够韧性的钢材 (2)避免应力集中 (3)避免截面的急剧变化 (4)避免隅角 如：箱型结构横隔板需要开孔，并要满足人员通过的最小尺寸要求 保证结构的可维护性 (3)避免存在未栓和或未焊合的接触部分，防止形成细缝吸水； (4)避免小坑和凹槽的存在，形成积水，可能积水的部位，要开泄水孔。 措施： (1)设计使用期内需多次除锈、除旧漆、重新涂装； (2)所有可能腐蚀的部位都必须有足够的空间和人行通道； 结构与受力 一般做成薄壁结构 稳定问题 局部失稳 结构刚度小 限制杆件长细比 限制挠度 限制钢桥宽跨比 疲劳因素 构件和连接拉应力大小发生变化时，考虑疲劳的影响； 出现拉应力交替变化时，要考虑疲劳的影响。 连接 用高强螺栓或工地焊接拼装 1 2 3 4 5 国内外钢桥的发展状况 钢桥结构与受力 (2) 返回 钢桥设计的一般原则与计算要求 2 一般要求和原则 (1) 钢桥是高强、轻型薄壁结构，刚度相对较小，变形和振动比混凝土桥大，因此，需要保证足够的整体刚度。规范对由汽车荷载引起的竖向挠度容许值作了规定。 1 —— L/350 —— L/400 斜拉桥 —— L/600 L/750 L/800 L/300 L/300 —— L/300 梁的悬臂端部 L/800 L/500 L/800 L/600 简支或连续板梁 —— L/400 —— L/400 悬索桥 —— L/600 L/900 L/800 连续桁梁 边跨 连续桁梁 中跨 —— L/600 L/900 L/800 简支桁梁 美国 公路 日本 公路 中国铁路桥规 中国公路桥规 结构形式 L：计算跨径或悬臂长度 恒载挠度较大时，桥跨结构应设预拱度。 2 3 4 钢桥成型后，桥面线性尽可能与线路设计线性一致 公路钢桥规范: 结构重力产生的竖向挠度： 静活载产生的竖向挠度： ,应设预拱度s， 考虑焊接产生的结构变形 保证必要的横向刚度 防止钢桥的横向失稳和过大的横向振动 一般从构造和结构尺寸两方面保证结构的横向稳定 钢桥跨长： 桥宽： 要验算横向稳定 一般稳定系数不小于1.3 4 保证必要的横向刚度 防止钢桥的横向失稳和过大的横向振动 一般从构造和结构尺寸两方面保证结构的横向稳定 5 施工过程中，满足应力和变形的要求 公路钢桥规范： 施工验算，起顶设施及结构本身都应按起顶重力增加30% 3 考虑焊接产生的结构变形 公路钢桥规范: 公路钢桥规范: 6 对构件应规定钢板和型钢的最小厚度 将轧制负公差、运营过程中的锈蚀影响考虑在内 除临时结构和钢桥面板的闭口加劲肋 结构各部分截面最小尺寸为： ※主梁、行车系、联结系用钢板或型钢肢厚度8mm ※节点板、焊接梁腹板用钢板或纵梁与横梁及横梁与主梁连接用角钢肢厚度10mm ※填板厚度4mm ※不考虑受剪部位，轧制型钢的肢厚或腹板厚可小于8mm 公路钢桥规范: 7 焊接板梁板厚不小于10mm 保证腹板稳定、减小残余应力 8 主梁、行车系或联结系板厚不小于8mm 保证最小宽厚比 9 非受力构件填板板厚不小于4mm 钢桥的设计计算方法 (2) 设计方法 1 容许应力设计法 半概率极限状态设计法 以弹性理论为基础，设计准则： 容许应力设计法: ——结构标准荷载的计算应力，不考虑荷载组合系数 ——设计规范规定的容许应力，钢桥结构： ——钢材屈服强度 1.7 ——综合安全系数 ——不同荷载组合的容许应力提高系数 缺点： 主要依赖经验，不能反映不同荷载的统计特性 设计方法 1 根据不同荷载、材料与构件的统计特性，采用分项安全系数表示，故又称为荷载抗力分项系数设计法： 承载能力极限状态概括地表达为： 半概率极限状态设计法: ——分别为恒载、主要可变荷载、其他可变荷载的标准荷载产生的荷载效应 ——材料强度标准值 ——其他可变荷载的荷载组合折减系数 a ——构件截面几何修正系数 ——结构重要性系数 ——分别为恒载、主要可变荷载、其他可变荷载的分项系数 ——材料强度分