第六章 _简支钢板梁和钢桁梁桥.ppt

(2)主梁高度 主梁高度A根据下列条件来决定： ①用钢量最省； ②主梁的竖向刚度(跨中挠度)应满足规范要求； ③尽量使腹板宽度小于供货方便的钢板宽度，以避免不必要的拼接(splice)或裁切； ④桥跨的建筑高度尽可能减小； ⑤梁的总尺寸在运输限界之内； ⑥为便于工厂制造，跨度相近的板梁(例如20m和24m的板梁)可采用相同的腹板宽度。 从用料经济方面来考虑，根据理论推导并总结过去的设计资料，主梁的经济高度可用下  从用料经济方面来考虑，根据理论推导并总结过去的设计资料，主梁的经济高度可用下式： 从满足竖向刚度，可得容许最小高度，按挠跨比小于1/800可推出下式： (3)主梁中心距 确定主梁中心距时应考虑下列几个方面的问题： ①桥枕的合理跨度 桥枕的合理跨度大致在2．0—2．5m。 ②为避免桥跨结构在水平力作用下产生横向倾覆，且具有必要的横向刚度，要求主梁中心距不能太小。规范要求：两主梁中心距不宜小于跨度的1/15，且不应小于2m。 ③应考虑用铁路架桥机整孔架设的可能性。 考虑了上述几方面的因素，我国铁路上承式板梁桥的主梁中心距定为2m。  2 主梁计算 包括：内力计算、截面的选择和验算、加劲肋的计算等。 在选定主梁截面时，需要考虑强度、稳定(板的局部稳定和梁的总体稳定)和刚度三个方面的问题。  (1)主梁内力计算 沿梁选取若干截面(例如将梁分成8等份)，算出各截面处因恒载和活载产生的最大弯矩M和最大剪力Q。 (2)主梁截面选择 主梁截面选择包括确定腹板和翼缘板的尺寸。 腹板厚度一般可选用10mm或12mm， 按照规范，主要构件所用钢板厚度不宜小于10mm，以免锈蚀后对截面削弱过大； 对跨度等于或大于16m的焊接板梁，腹板厚度不宜小于12mm，以减小焊接所引起的变形。 (3)截面应力验算  按上述步骤所选定的主梁截面尺寸只是初步的，尚需进行较精细的应力验算。内容包括主梁弯曲应力、剪应力、换算应力的验算和疲劳强度的验算。 (4)变截面梁 可改变翼缘板的宽度或厚度来改变梁的截面。 (5)翼缘与腹板的连接焊缝计算 (6)梁的总体稳定(7)主梁的局部稳定和腹板中加劲肋的布置 主梁的翼缘和腹板都是薄板，在外力作用下，如果设计不当，则在梁中最大应力尚未达到屈服强度、结构尚未丧失总体稳定之前，其翼缘或腹板可能局部出现翘曲(warp)而过早丧失稳定。 对于受压翼缘板，其局部稳定性取决于翼缘伸出肢的宽度(自腹板中心算起)对厚度的比值。 对于腹板，为防止其在外力作用下丧失局部稳定，通常用加劲肋来增强其刚度。 加劲肋本身应具有足够的刚度来支持腹板，使其在加劲肋处不发生翘曲。 第三节 简支钢桁梁桥 一、各组成部分及其作用 钢桁梁的组成： 1 桥面 2 桥面系 3 主桁架 4 联结系 5 制动撑架 6 支座。 桥面系由纵梁、横梁及纵梁间的联结系组成。 主桁是钢桁梁的主要承重结构，它由上弦杆(chord)、下弦杆、腹杆(web member)及节点(node或joint)组成。倾斜的腹杆称为斜杆，竖直的腹杆称为竖杆。 杆件交汇的地方称为节点，纵向两节点之间称为节间，用节点板(gusset plate)及高强螺栓连接各主桁杆件。  竖向荷载的传力途径是： 荷载通过桥面传给纵梁，由纵梁传给横梁，再由横梁传给主桁节点，然后通过主桁的受力传给支座，最后由支座传给墩台及基础。 钢桁梁除承受竖向荷载外，还承受横向水平荷载(风力、列车横向摇摆力和曲线桥上的离心力)。由水平纵向联结系直接承担并向下传递。 在两片主桁对应的弦杆之间，加设若干水平布置的撑杆，并与主桁弦杆共同组成一个水平桁架，叫做水平纵向联结系，简称平纵联。 在上弦平面的平纵联，称为上平纵联； 在下弦平面的平纵联，称为下平纵联；  下平纵联承担的横向水平力可直接通过支座传给墩台； 上平纵联两端则支承在桥门架(portal bracing)顶端(桥门架由两根端斜杆及其间的撑杆组成)，横向水平力先传给桥门架，再经由桥门架传到支座和墩台。 为增加桥跨结构横向刚度，并使两主桁架受力均匀，常在两主桁竖杆的上部加设若干垂直于桥纵向的撑杆(称为楣杆)，组成中间横联，其几何图式与桥门架相似。  二、主桁的几何图式 常用的主桁几何图式见下图  图(a)表示的几何图式称为三角型腹杆体系，是在华仑桁架(Warren Truss，即该图中去掉所有竖杆后形成