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Company Logo 概 论 授课老师：张大英 * Company Logo 概论内容 钢桥的主要结构形式与受力特点 钢桥设计的一般原则与计算要求 2 1 2 * Company Logo 钢桥的主要结构形式与受力特点 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 Company Logo 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； Company Logo 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) Company Logo 返回 Company Logo 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 结构形式 中国公路桥规 中国铁路桥规 日本 公路 美国 公路 简支桁梁 L/800 L/900 L/600 —— 连续桁梁 边跨 连续桁梁 中跨 L/800 L/900 L/600 —— L/800 L/750 L/600 —— 简支或连续板梁 L/600 L/800 L/500 L/800 梁的悬臂端部 L/300 —— L/300 L/300 斜拉桥 L/400 —— L/350 —— 悬索桥 L/400 —— L/400 —— L：计算跨径或悬臂长度 Company Logo 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: Company Logo 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 Company Logo 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 Company Logo 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