简支钢板梁和钢桁梁桥.pptx
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1、2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章1第一节第一节 钢桥概述钢桥概述一般地,将桥跨结构用钢制成,无论其墩台用什么材料建造,均可一般地,将桥跨结构用钢制成,无论其墩台用什么材料建造,均可称之为称之为钢桥钢桥。与常用的其它建筑材料相比,钢材是一种抗拉、抗压和抗剪强度与常用的其它建筑材料相比,钢材是一种抗拉、抗压和抗剪强度均较高的匀质材料,而其重量则相对较轻。因此,钢桥具有很大的跨均较高的匀质材料,而其重量则相对较轻。因此,钢桥具有很大的跨越能力。越能力。当要建造的桥梁跨度特别大,荷载特别重,采用其它建筑材料来当要建造的桥梁跨度特别大,荷载特别重,采用其它建筑材料来建造桥梁有困难时,一般常采
2、用钢桥。建造桥梁有困难时,一般常采用钢桥。钢桥的基本特点钢桥的基本特点:构构件件特特别别适适合合用用工工业业化化方方法法来来制制造造,便便于于运运输输,工工地地的的安安装装速速度度也也快,因而钢桥的施工工期较短;快,因而钢桥的施工工期较短;钢桥在受到破坏后,易于修复和更换;钢桥在受到破坏后,易于修复和更换;耐候性差、易锈蚀,铁路钢桥采用明桥面时噪声大,维护费用高。耐候性差、易锈蚀,铁路钢桥采用明桥面时噪声大,维护费用高。本节所讨论的钢桥主要以本节所讨论的钢桥主要以铁路钢桥铁路钢桥为主。为主。2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章2一、一、钢桥所用的材料钢桥所用的材料l钢种钢种碳素钢(含碳
3、量为0.030.25%的钢)、低合金钢(各种合金元素总含量不超过3的钢)l钢材形状钢材形状工字钢、角钢、槽钢、管钢,方钢,T形钢(型材)和钢板(板材)l桥梁钢桥梁钢与结构钢结构钢l钢号钢号碳素钢(A3,A3q等),现标准:GB70088低合金钢(16Mn,15MnVN等),现标准:GB/T159194l钢的工艺要求和使用要求钢的工艺要求和使用要求对钢的化学成分化学成分和机械性能机械性能的要求化化学学成成分分合金元素:碳、锰、硅等,有害杂质:硫、磷等,表61,对钢的可焊性的一种评估机械(力学)性能机械(力学)性能l拉伸试验(屈服点、延伸率、抗拉强度)l冷弯试验:工艺指标和质量指标l冲击试验:夏比
4、(V形缺口)试件,钢桥抗脆断性能l疲劳试验(与构造有关)2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章3 力学性能曲线力学性能曲线钢拉伸应力应变曲线钢拉伸应力应变曲线冲击值与温度关系曲线冲击值与温度关系曲线2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章4二、钢桥的连接二、钢桥的连接l钢桥连接钢桥连接指:包括将型钢、钢板组合成杆件与部件,也包括将部件及杆件连接成钢桥整体l连接方式连接方式有:销接、铆接、焊接、栓接 铆接铆接:常用铆钉直径为22及24mm。铆接是将半成品铆钉加热到1050-1150,塞入钉孔,利用铆钉枪将钉身礅粗填满钉孔,并将另一端打成钉头。2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章
5、5焊接焊接第二次世界大战后,在钢梁制造引进了焊接技术。焊接结构的截面无孔削弱,比铆接结构省料,加工快,且可改善工人工作环境,但在野外高空作业时受到一定的限制。焊接指用电焊机等设备通过电能将被焊钢材和焊接材料熔化,形成一条焊缝把两个部件连接在一起。焊缝主要有两种,即熔透的对接焊缝和不熔透的角焊缝焊接方法有自动焊、半自动焊和手工焊。2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章6栓接(高强度螺栓连接)栓接(高强度螺栓连接)q栓接栓接是将已在工厂焊接好的杆件与部件运送到工地后,用高强度螺栓拼装连接成钢桥整体。q摩擦式高强度螺栓连接摩擦式高强度螺栓连接杆件或构件内力N是通过钢板与拼接板表面的摩擦力来传递
6、的。这一摩擦力则是由于高强度螺栓拧紧后,对钢板束施加了强大的夹紧力P产生的。q扭矩法拧紧工艺扭矩法拧紧工艺q栓焊钢桥栓焊钢桥1高强度螺栓高强度螺母高强度垫圈拼接板5杆件2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章7桥例:成昆线三堆子金沙江桥桥例:成昆线三堆子金沙江桥1969年,简支钢桁梁,192m2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章8桥例:枝城长江大桥桥例:枝城长江大桥l位于湖北省宜都县的焦枝铁路线上,为公路铁路两用的连续钢桁梁桥l铁路和公路设于桁架下弦同一平面上,桁架间为双线铁路,外侧各有宽单车道公路及1.45宽人行道l铁路桥全长1742.3,公路桥全长1755.8。正桥9孔,由1联
7、4160带下加劲弦杆的平行弦菱形桁架梁桥和1联5128平行弦菱形桁架梁桥组成。在国内铁路桥上首次采和斜拉索单层吊索架悬臂拼装法架设l1971年建成2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章9桥例:成昆线泸沽安宁河桥桥例:成昆线泸沽安宁河桥1970年,刚性桁梁柔性拱,112m2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章10宜宾金沙江大桥宜宾金沙江大桥该桥为铁路单线特大桥,全长1,065米,一联3孔112+176+112米连续铆接钢桁梁,1968年2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章11长垣东明黄河铁路大桥长垣东明黄河铁路大桥该桥全长10.3公里,为9孔96m简支钢桁梁和一联4108.0
8、m连续钢桁梁及一联3108.0m连续钢桁梁,全长1634.21m,仅用二十个月全部建成,平均和每月成桥500米,创造了国内高速建桥的纪录。此桥也是亚洲最长的大桥,1985年建成。2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章12孙口黄河大桥孙口黄河大桥该桥是京九铁路重要工程之一,四联4108米双线铁路钢桁梁,全长1,735.2米,用钢13,600吨,主桁采用三角形桁架,上、下弦杆和支点处斜杆采用箱形截面,其余斜腹杆为工字形截面。该桥系中国首次采用整体节点构造,1997年建成2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章13第二节第二节 钢板梁桥钢板梁桥一、常用的几种板梁桥一、常用的几种板梁桥上承式
9、板梁桥,下承式板梁桥,结合梁桥1 1、上承式板梁桥、上承式板梁桥 主要承重结构主要承重结构两片工字截面的板梁 主梁之间的杆件联结主梁之间的杆件联结上平纵联,下平纵联,横联 明桥面明桥面主要由桥枕、护木、正轨、护轨等组成 适适用用范范围围当跨度小于40m左右时,钢板梁桥比钢桁梁桥经济,因此,小跨度的钢桥常用板梁桥。上承式板梁桥的构造较简单,钢料也较省,可以整孔装运,整孔架设,因此,它是用得最多的一种钢板梁桥。2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章14上承式板梁桥组成及横断面图上承式板梁桥组成及横断面图2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章153232米全焊钢粱构造米全焊钢粱构造202
10、4年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章162 2、下承式板梁、下承式板梁l主要承重结构主要承重结构两片工字截面的板梁l联结系联结系设下平纵联,无上平纵联和横联,但加设肱板l桥面系桥面系纵梁和横梁l桥面桥面不是搁置在主梁上,而是搁置在纵梁上。l特点特点建筑高度h(自轨底至梁底)小,用料较多,制造也费工。2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章17下承式板梁桥组成及横断面图下承式板梁桥组成及横断面图2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章183 3、结合梁桥、结合梁桥结合梁桥结合梁桥用抗剪结合器或其他方法将混凝土桥面板与其下的钢板梁结合成一整体的梁式结构特点特点混凝土桥面板参加钢板梁上翼缘
11、承受压应力的工作,提高了桥梁抗弯强度,从而可以节省用钢量或降低建筑高度。公路结合梁桥公路结合梁桥铁路结合梁桥铁路结合梁桥(一般用于陡坡急弯地段)抗剪器抗剪器公路:型钢,连接销铁路:联结角2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章19公路结合梁桥公路结合梁桥2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章20铁路结合梁桥构造图铁路结合梁桥构造图2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章21抗剪器抗剪器2024年4月7日李亚东:桥梁工程概论第六章22桥例:石家庄南二环钢箱公路桥桥例:石家庄南二环钢箱公路桥l最大跨度96m,开口钢箱l22170剪力钉l1999年竣工2024年4月7日李亚东:桥梁工程
12、概论第六章23二、二、上承式上承式板梁桥的计算板梁桥的计算结构结构由主梁、上平纵联和下平纵联、端横联和中间横联等组成的空间结构荷载荷载竖向荷载(恒载和活载)和横向荷载(包括风力、列车摇摆力,在弯道桥则还有离心力)简化计算方法简化计算方法将桥跨结构划分为若干个平面结构,每个平面结构只承受作用在该平面上的力。(竖向荷载由两片主梁承受,横向荷载由上、下平纵联承受)计算内容计算内容板梁桥主要尺寸的拟定(计算跨度、主梁高度和主梁中心距)主梁内力分析应力(弯曲应力、剪应力、疲劳强度、焊缝应力、主应力等)验算梁的总体稳定和板的局部稳定验算腹板加劲肋的布置及其应力、稳定性验算2024年4月7日李亚东:桥梁工程
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