浅谈钢结构桥梁的疲劳问题

摘要：随着钢结构桥梁的疲劳问题的日趋突出，其疲劳设计问题也越来越得到重视。在桥梁设计中，保证桥梁的安全性和耐久性是最根本的要求。文中对目前应用广泛的钢结构桥梁的疲劳问题进行了探讨。

关键词：桥梁疲劳设计问题对策

前言

近年来，钢结构桥梁在我国公路桥梁中得到了越来越多的应用。一方面，钢结构桥梁的疲劳问题日趋突出；另一方面，我国公路钢桥规范与英、美等国钢桥规范相比，在疲劳设计方面规定比较简单。因此，在以我国桥梁疲劳设计经验为基础的同时，应参考一些国外规范，总结出适合我国交通行业的疲劳设计的有效方法。

一、钢结构桥梁的疲劳

30年来，我国的公路桥梁及铁路桥梁建设得到了迅猛发展。桥梁的结构体系多种多样，目前正在由传统的石拱桥、钢筋混凝土梁板式桥梁向现代的钢结构拱桥、斜拉桥以及悬索桥的趋势发展。由于车辆载荷的随机性、超载以及运行的频繁性，钢结构桥梁的疲劳问题历年来备受关注。和承载力和稳定性一样，疲劳是影响钢结构耐久性的主要因素之一。由于构造细节不合理，在重复重载交通、风或是地震等交变荷载的作用下，钢结构由此产生疲劳裂纹，疲劳裂纹不断开裂，直至影响钢桥的使用，甚至断裂破坏。为了避免钢结构桥梁发生疲劳破坏，必须在设计阶段就对疲劳问题进行细致的考虑。

二、钢结构桥梁疲劳特征的影响因素

影响钢结构桥梁疲劳的因素有很多，归纳起来主要有以下3 种：

1、结构的材料特性

与疲劳有关的结构的材料特性主要有：钢材的性能、构件尺寸、结构的表面状况。需要注意的是结构的疲劳性能随钢材强度的提高仅有微弱增加的趋势，所以由疲劳强度所控制的构件，采用强度较高的钢材是不经济的。一般说来，构件的尺寸增加时疲劳强度降低。疲劳裂缝源通常萌生于结构的表面，这主要是因为结构外表面的应力水平往往也最高，外表面的缺陷往往也最多和表面层材料的约束小，使得滑移带最易开动。

2、结构构造

结构构造主要包括桥梁的结构形式、构件的连接形式和构造细节。结构的制造和焊接工艺以及焊后处理工艺都对结构的初始应力分布和固有缺陷有较大的

当今钢结构行业发展前景和趋势-共4页

2.从设计,施工,钢结构工业化生产看,越来越多的标志性钢结构建筑,已经足够证明我国的钢结构建筑无论从设计施工,还是从设计到钢结构件的工业生产加工,专业钢结构设计人员的素质在实践中得到不断提高,一批有特色有实力的专业研究所,设计院,建筑施工单位,施工监理单位都在日臻成熟,专业性,技术性,规模化更加完善. 随着钢结构建筑的遍地开花,我国各地分别建起了钢结构的标志性建筑,如,世界第三高度421米的上海金茂大厦，具有国际领先水平，高度279米的深圳赛格大厦，跨度1490米的润扬长江大桥，跨度550米的上海卢浦大桥，345米高的跨长江输电铁塔，以及首都国际机场，鸟巢国家体育中心，首钢钢结构厂房建筑等等许多彩钢结构体系的重要工程，标志着建筑钢结构正向高层重型和空间大跨度钢结构发展。 3．从钢结构应用范围看，我国的钢结构建筑正从高层重型和空间大跨度工业和公共建筑钢结构向住在发展。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速，钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，已被建设部列为重点推广项目。其实，我国钢结构住宅很晚，只是改革开放后，从国外引进一些低层和多层钢结构住宅，才使我们有了学习与借鉴的机会。1986年意大利钢铁公司和冶金部建筑研究总院合作介绍一种低层钢结构住宅建筑体系——Bsis,并在冶金部建筑研究总院院内建造一栋二层钢结构住宅样板房。1988年日本积水株会社赠送上海同济大学二栋钢结构住宅（二层），建在同济新村中。90年代个别国外公司推推广其产品在北京、上海等地建立多层钢结构办公，住宅楼。大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。这说明了钢结构住宅的发展势头良好。 4．钢结构作为绿色环保产品，与传统的混凝土结构相比较，具有自重轻、强度高、搞震性能好等优点。适合于活荷载点总荷载比例较小的结构，更适合与大跨度空间结构、高耸构筑物并适合在软土地基上建造。也符合环境保护与节约、集约利用资源的国策，其综合经济效益越来越为各方投资者所认同，客观上将促使设计者和开发商们选择钢结构。也正是钢结构建筑的这些优点和实用性，引起了政府的高度重视和推广，并把钢结构住宅作为我国十五期间的重点推广项目。 5．钢结构的发展趋势表明，我国发展钢结构存在着巨大的市场潜力和发展前景，这存在的巨市场潜力和发展前景及趋势，主要来源于：（1）我国自2019年开始钢产量超过一亿吨，居世界首位，2019年投产的轧制H型钢系列钢结构发展创造了良好的物质基础。（2）高效的焊接工艺和新的焊接、切割设备的应用以及焊接材料的开发应用，都为发展饮结构工程创造了良好的条件。、（3）2019年11月建设部发布的《中国建筑技术政策》中，明确提出发展建筑钢材、建筑钢结构和建筑钢结构施工工艺的具体要求，使我国长期以来实行的“合理用钢”政策转变为“鼓励用钢”政策，将为促进钢结构的推广应用起到积极的作用。（4）钢结构行业将出现一批有特色有实力的专业设计院，研究所，年产量超过20万吨的大型钢结构制造厂，有几十有技术一流，设备先进的施工安装企业，上千家中小企业相互补充，协调发展，逐步形成较规范的竞争市场。、 6 发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路。住宅产业化是我国住宅发展的必由之路，这将成为推动我国经济发展新的增长点。钢结构住宅体系易于工业化生产，标准化制作，与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料，它属绿色环保性建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略，因此钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业的快速发展，直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。随着钢结构建筑的发展，钢结构住宅建筑技术也必将不断的成熟，大量的适合钢结构住宅的新材料也将不断的涌现，同时，钢结构行业建筑规范、建筑的标准也将随之逐渐完善。相

关于桥梁钢结构的性能与前景分析

关于桥梁钢结构的性能与前景分析发表时间：2018-01-29T14:45:39.270Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第25期作者：胡晓露张鹏 [导读] 在满足设计要求的承载力的前提下，充分发挥桥梁钢结构的使用功能，通过新的防腐工艺，极大地延长其使用寿命。陕西重型机械制造有限公司陕西西安 710032 摘要：近年来，随着我国城市化进程的不断加快，公路桥梁的建设也随之得到了发展，在新时代发展的今天，人们对于公路桥梁的各方面性能也有了越来越高的要求。而钢结构由于具有质轻、刚度大、稳定性高等特点被广泛应用在桥梁建设中，且取得了显著的成绩。桥梁的建设主要是为了缓解交通的拥堵以及城市的空间压力，在桥梁的建设中，施工人员可以将不同型钢与结构钢相互焊接，从而达到保证桥梁工程的质量，在满足设计要求的承载力的前提下，充分发挥桥梁钢结构的使用功能，通过新的防腐工艺，极大地延长其使用寿命。关键词：桥梁钢结构；现状；性能；前景分析 1导言目前，随着科技水平的不断提高，钢结构由于具有质轻、稳定性高、造型美观等特点而逐渐代替了混凝土结构的施工，并且钢结构在施工中还具有施工简便、工期短的特点。因此在本文之中，主要是针对桥梁钢结构的性能与前景进行了全面的分析研究，同时也是在这个基础之上提出了下文当中的一些内容，希望能够给在相同行业之中工作的人员提供一定的参考价值，相互学习提高。 2我国钢桥发展现状自二十世纪九十年代，我国钢铁产量已连续十余年保持世界第一，并且遥遥领先于其它国家，二零零八年中国钢铁产量比排名二到八位的日本、美国、俄罗斯、印度等国家总和还多。随着钢铁总量的增加，钢铁产品品种多样、质量不断提高，且这两方面均达到了国际先进水平。国内三十多家具有实力的钢结构安装企业承担了重点大型钢结构工程的安装任务，其新技术、新工艺、新设备层出不穷，施工安装也达到了国际先进水平，建成了具有世界水准的钢结构工程，如鸟巢、中央电视台、广州新电视塔等标志性建筑。在桥梁建设领域，钢桥、钢-混凝土组合桥、钢管混凝土桥近年来有日益广泛的应用，取得了令人瞩目的成就，上述五百米以上大跨度悬索桥、斜拉桥的加劲梁多采用钢箱梁，大跨度拱桥中的钢桥拱、钢管混凝土拱桥占了主导地位。但相对于发达国家，我国钢桥技术发展极不平衡，一方面是特大桥的高水准应用，另一方面是中小型钢桥的低水准应用且总量很少。我国桥梁总数超过百万座，而钢桥总数量不足万座，还不到桥梁总量的百分之一。 3钢结构桥梁概述钢结构的特点是质量轻、强度高，并且具备抗压以及抗拉等优点，对于混凝土结构而言，其外观更为直观，强度等级更高。在我国，钢结构桥梁应用十分广泛。因为对于钢结构的施工而言，其主要特点是周期短，而钢结构桥梁主要应用在以下两个方面：一是城市立交桥段，尤其是交通要道处，如果采用混凝土桥，必然增加施工周期，对于现场交通不能较好地维护；二是大跨径海、江、河桥梁，因为大跨径的要求下，只能考虑钢结构，因为如果采用混凝土结构，根本满足不了大跨径要求。 4国内外桥梁发展比较随着我国公路、铁路的大规模发展，桥梁数量比世界上任何一个国家都至少多二倍到三倍，而且关于拱桥、梁桥、斜拉桥三种桥型的跨度记录都突破了世界纪录，并还在超越。当前湖南省正计划建设洞庭湖二桥，桥型方案为两千米跨度的悬索桥，建成后将突破世界纪录。跨海大桥的建设是国家综合实力的体现，近年来我国跨海大桥建设成果辉煌，从侧面反映了我国桥梁建设的发展水平。已建成的东海大桥、杭州湾大桥均为世界较大规模的桥梁工程，最近开工的港珠澳大桥、金门大桥必将享誉世界。然而就桥梁技术整体发展水平而言，我国桥梁建设还存在发展不平衡、精细化程度不够等诸多问题。作为我国结构工程的一部分，如同我国结构工程一样，混凝土、预应力混凝土桥梁仍是主导桥型，由于基础设施的大规模投入，我国近年来混凝土用量已超过二十五立方米，占世界混凝土用量的百分之四十到百分之六十，其耗用的砂、石料、水泥数量巨大，而水泥、骨料的生产则付出了巨大的环保代价。采用钢、混凝土组合结构、推广钢结构以彻底改变我国工程结构以混凝土材料为主的现状、减少我国混凝土用量，与发达国家工程结构、桥梁结构发展趋势保持一致。 5我国钢桥前景展望截至二零零五年，我国公路桥梁已有二十三万座，总长度达八百万延米。其中一九九九年十月建成通车、主跨达一千三百八十五米的江阴公路大桥，为我国第一座超千米的悬索桥，标志着我国列人能建造跨度千米以上大桥的强国，结构桥梁功不可没。桥梁建设领域，钢桥、钢一混凝土组合桥、钢管混凝土桥近年来有日益广泛的应用，取得了令人瞩目的成就，但相对于发达国家，我国钢桥技术发展极不平衡，一方面是特大桥的高水准应用，另一方面是中小型钢桥的低水准应用且总量很少。我国桥梁总数超过百万座，而钢桥总数量不足万座，还不到桥梁总量的百分之一。而在法国，钢桥、钢混组合梁桥占桥梁总量的百分之八十五，日本这个比例约为百分之五十，美国为百分之三十，相对而言我国明显落后，钢桥应用的落后与当前综合国力不相应、与经济发展状况及发展方针不相应。我国钢铁工业的发展为钢结构桥梁的发展提供了坚实的物质基础。我国已经有多家专业的桥梁厂，生产专业的钢结构构件，有大批技术和管理都已成熟的钢结构施工单位，都为钢结构桥梁在我国的应用提供了良好条件。世界各国都致力于开发防腐蚀的新技术新材料，并成功开发出热喷涂长防腐技术。现在的热喷技术有喷锌喷铝两种。该技术于上个世纪90年代在我国得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。目前，我国在生产效率和施工质量方面都获得了稳定的提高。将使热喷涂长防腐技术在钢桥中得到广泛的应用，从而推动钢结构桥梁在我国的长远发展。而现在国家的城镇化方针，将使得乡村人口向都市集中，对空间的有效利用提出了进一步要求，也促进了城市钢结构桥梁的应用，我国在二十世纪后二十年交通领域所取得成就的鼓舞下，构想二十一世纪更大规模的发展。实现南北贯通的主干线之一的同三线上将兴建渤海海峡工程、长江口越江工程、杭州湾跨海工程、珠江口伶仃洋工程，舟山群岛也在进行通过六个跨岛桥梁工程与大陆相连接的宏伟规划，许多沿江城市都将通过建造多座越江大桥形成城市环线，以解决日益拥挤的交通问题。所有这些宏伟规划的实施，特别是超长大桥梁的建设将为钢结构桥梁提供广阔的天地。 6结论近十年来，我国钢材生产总量一直居世界首位，产能过剩亟待寻找自身消耗空间，这为我国桥梁钢结构的发展提供了很好的背景：首先国内钢材品种丰富，质量日益提高，这为我国桥梁钢结构的发展提供了材料保证；其次经济的发达、环保的要求日益高涨，更呼吁混凝

midas fea_钢桥疲劳分析

midas FEA Training Series 钢桥的疲劳分析一. 概要 1. 分析概要钢桥的疲劳裂纹一般是由焊接缺陷、结构的几何形状引起的应力集中、结构的应力变动幅度以及重复加载等原因引起的。重复加载会引起疲劳裂纹发展，严重时会引起结构破坏，因此对抗疲劳较弱的部位应进行分析确定其抗疲劳能力。本例题中钢桥采用焊接和螺栓连接，分析采用S-N 曲线方法即应力－寿命方法确定结构的疲劳寿命和损伤度。 2. 分析步骤疲劳分析的步骤如下： 1) 首先做结构静力分析确定最大和最小应力的绝对值或者计算von Mises 应力，从而获得应力幅。 2) 当作用应力为变幅时，使用可将各应力幅组成起来的雨流计数法(Rain flow counting)和S-N 曲线计算。 3) 考虑平均应力的影响确定疲劳寿命和损伤度。 ? 建模 → 线性静力分析 → 应力疲劳分析 → 确认分析结果 3. 疲劳分析的注意事项分析类型应为线性分析，且只对使用各向同性弹性材料模型的结构做疲劳分析。线性分析后，使用得到的应力再做疲劳分析。二. 疲劳分析的理论背景 1. 疲劳分析疲劳是指在小于构件的屈服强度的荷载反复作用下构件发生破坏的现象。疲劳分析的方法有应力-寿命法、应变-寿命法。应力寿命法具有计算简单和分析速度快的特点。midas FEA 中利用S-N 曲线使用应力寿命法进行疲劳分析。 2. S-N 曲线 S-N 曲线是等幅反复荷载作用下的应力幅(stress amplitude, S)与构件到达破坏时的循环次数(cycle to failure, N)的关系曲线。在静力分析结果中取最大绝对应力(maximum absolute stress)和最小绝对应力(minimum absolute stress)或范梅塞斯应力(von Mises stress)计算应力幅(stress amplitude)，然后使用S-N 曲线就可以知道发生疲劳破坏时的疲劳寿命和循环次数。当没有输入材料的S-N 曲线时，一般使用如上图所示的S-N 曲线。上面的S-N 曲线是连接90%最大应力幅(S u )重复1000次的点与疲劳极限应力幅 (S e =0.5S u )重复1,000,000次的点的曲线。 midas FEA 中使用Miner 准则的S-N 曲线，即认为小于疲劳极限应力幅的反复应力对疲劳寿命没有影响。 3. 考虑平均应力的影响即便作用在结构上的应力幅(σa )相同，但是平均应力(σm )不相同时，结构的疲劳寿命也会不一样。平均应力越大，最大应力和疲劳极限应力就越小。为了考虑平均应力的这种影响，Goodman 和Gerber 分别建议采用下面公式。 4. 雨流计数法(Rain flow Counting) S-N 曲线是等幅(constant amplitude)应力作用下发生疲劳破坏时的反复作用次数的曲线。实际发生的应力一般具有变幅(variable amplitude)特性。为了计算变幅应力作用下的疲劳损伤，需要将变幅应力转换为多个等幅应力的组合。midas FEA 为了统计循环次数使用了雨流计数法。建模线性静力分析疲劳分析确认分析结果 2 1a m e u S S σσ??+= ??? 1 a m e u S S σσ+ =Goodman (England, 1899) Gerber (Germany, 1874) u S e S Compressive mean stress σm σa Goodman Gerber

钢结构建筑的发展现状和应用前景

钢结构建筑的发展现状和应用前景目前，钢结构建筑已经被广泛地应用于厂房建设、民用建筑和公共建筑中。在现有的技术条件下，研究、开发钢结构建筑，使其在经济发展中发挥更大的作用是当前建筑行业关注的热点问题。本文，笔者阐述了钢结构建筑的概念，总结了钢结构建筑的发展现状，分析了钢结构建筑的应用前景。一、钢结构建筑的概念和发展现状 1.钢结构建筑的概念。无论是哪一种建筑，在施工的过程中都需要支撑整个建筑质量的称重骨架，这在建筑上也被称为建筑结构体系。所谓的钢结构建筑就是以钢材作为建筑结构体系的主要材料，以此结构而建成的建筑就是钢结构建筑。实际上这个概念是与木结构建筑、混凝土结构、砖混结构建筑相对应的。 2.钢结构建筑的发展现状。我国的钢结构建筑是从20世纪80年代开始兴起的，20世纪90年代以后，在国家的支持下呈现快速发展的态势。近年来，钢构建筑开始大量应用于大型建筑体系中，如厂房、体育场馆等。其发展现状主要表现在以下几个方面。（1）钢结构建筑开始实现国产化。我国的钢结构建筑起步较晚，在发展的初期由于受技术、施工设备等方面的限制，还不能完全实现国产化，因此在实际施工中大多采用中外合作的模式，建成了一批具有代表性的建筑，如上海金茂大厦等。自20世纪90年代中期开始，我国一些建筑企业凭借多年的建设经验，开始自主研究、开发和建设钢结构建筑。特别是在最近几年，具有完全自主知识产权的钢结构建筑越来越多，施工技术也越来越成熟。（2）钢结构建筑呈现出快速发展的趋势。随着我国经济的快速发展，对

建筑物的质量及工期等方面的要求越来越高，而钢结构建筑恰好满足了这一要求，并以安全可靠、节约工期和使用方便等特点，被广泛应用到各类建筑中，包括商业建筑、娱乐建筑、民用建筑和体育设施建筑等等。尤其是体育设施建筑，国内最近几年新建的体育场馆，无一例外地应用了钢结构建筑技术。另外，轻钢结构建筑的异军突起，扩大了钢结构建筑的应用范围，目前，一些小型建筑工程也开始应用钢结构建筑技术，取得了较好的效果。二、钢结构建筑的应用前景虽然钢结构建筑已经大量出现，但是总体来说，在我国还有很大的应用潜力可以挖掘，可以说具有广阔的应用发展前景，主要表现在以下几个方面。 1.钢结构的建筑特点迎合了现代建筑的发展需要。钢结构建筑具有强度高、质量小的特点，能够建设一些跨度大、负荷大的结构建筑。这一点是一些混凝土结构、砖混结构所不具备的，因此在其使用过程中能够有效地降低施工成本，缩短建设工期。由于现在地质活动已经进入了一个相对活跃期，解决建筑抗震的问题是当前建筑业的一个热点问题。而钢结构建筑恰恰具有良好的抗震性能，这是因为钢材在应力幅度内具有良好的弹性和韧性，不会因为突然增加的重量而断裂。在日本等一些地震多发国家，钢结构建筑已经成为建筑首选结构，事实证明钢结构建筑也是地震中被破坏最小的建筑。随着钢结构技术的发展，目前钢结构建筑已能进行标准化生产，对施工技术的要求也越来越低，劳动者的劳动强度较低，只要在施工中严格按照焊接和螺栓安装规范拼装即可，从而大大缩短施工工期。 2.国家大力支持钢结构建筑的发展。建筑行业是能源消耗和污染的大户，我国在经济发展的过程中面临着严重的水土流失和环境污染问题，如何解决建筑能耗和污染的问题已经成为当前建筑行业发展中必须解决的一个问题。为此，国

钢结构应用与前景

钢结构建筑是一种新型的节能环保的建筑体系，被誉为21世纪的“绿色建筑”。因此在高层建筑、大型工厂、大跨度空间结构、交通能源工程、住宅建筑中更能发挥钢结构的自身优势，四川汶川震后调查又一次说明了钢结构具有较强的抗震能力。我国钢结构行业的发展情况近年来，钢结构在我国发展迅速，应用扩大、用量增大，涌现出一大批优秀钢结构设计人员，设计软件和科研成果不断开发，修订了钢结构设计、施工、质量验收规范，编写技术规程、设计图集90多本，出版了大量钢结构专业教材，论文著作和应用手册。钢结构设计规范修订已经启动，钢材单设一章，钢材产品标准修订基本完成。一大批有实力的钢结构安装企业承担了国内重点大型钢结构工程安装，新技术、新工艺、新设备层出不穷，其施工安装水平达到了国际先进水平。钢结构配套产品齐全。 2007年10月经科技部批准成立的“国家钢结构工程技术研究中心”在中冶集团建筑研究总院成立。2008年6月上海同济大学成立建筑钢结构教育部工程研究中心。根据协会这几年陆续统计出来的数据显示，近几年钢结构消耗钢材的总量，2000年为850万吨，今年应该在2300万吨左右，到2010年达到2600万吨，占钢材产量从现在的4.28%，发展到2010年达到5.5%。这充分说明我们钢结构行业有很大的发展空间，发展的情况基本上还比较正常。国内钢结构加工企业现状： (1)按中国钢结构协会钢结构制造企业资源评定标准，共有特级39家，一级60家，二级5家，共104家。 (2)按产品分为：生产重、大型的构件企业(几十家企业)和生产轻钢、网架、彩板企业(大部分企业)。 (3)按企业地域分：在上海地区、浙江、江苏等长三角地区相对集中。 (4)按行业产品分：建筑钢结构约600多万吨，冶金、电力、交通等其他行业约900多万吨，约占全国的60%，其中冶金系统有250万吨加工量。 (5)按产品所用钢材品种比例分：中厚板(包括特厚板)约占60%以上，热扎H型钢占15%左右，管材占9%左右，其他占10%左右。国内钢结构发展前景 1、能源建设还会加快，火力电厂的主厂房和锅炉钢架用钢量会增加(包括核电厂用钢、风力发电用钢等)。 2、交通工程中的桥梁会有所增加，铁路桥梁采用钢结构，近几年来公路桥梁采用钢结构已

公路桥梁结构桥梁抗疲劳设计方法应用

公路桥梁结构桥梁抗疲劳设计方法应用摘要：随着我国社会既经济的发展，公路桥梁工程建设越发的完善，但是由于我国人口众多，私家车拥有量也是与日俱增，这就导致我国公路桥梁工程的消耗使用比较严重，部分公路桥梁由于长期处于疲劳工作状态下使得其结构出现严重破损，影响交通工程的安全性。其中，桥梁工程出现疲劳的现象比较多，所以，在进行公路桥梁结构看疲劳设计时要将工作重点放在桥梁抗疲劳设计上，从而促进公路桥梁抗疲劳性能。关键词：公路桥梁；结构桥梁；抗疲劳设计；方法应用引言随着我国社会经济的发展，结构桥梁工程的建设越来越多，但是在发展的同时也会越到需索刁钻的问题，其中，抗疲劳设计就是一项比较复杂而且艰难的工作。在施工与运行的过程中如果略了各类问题，就会导致工程在启动之后出现抗疲劳强度不足，出现桥梁使用年限缩小的情况。一、影响桥梁结构抗疲劳强度因素 1．残余应力在我国现阶段的桥梁建设中普遍采用钢结构作为桥梁的主要材料，而钢结构的抗疲劳性能基本上是受加工材料性能的影响，例如在加工阶段中冶炼、轧制、焊接等过程，都与可能会出现受热不均的现象，致使钢结构内部存在残余应力，对于钢结构桥梁来说，其一般只能承受翼缘内周期性压力应力，在高残余拉应力范围内便会出现开裂问题，而影响桥梁结构抗疲劳性能。针对钢结构中的残余应力，如果不能够完全掌握受力的峰值，还有受力的分布区域，这就很可能会造成残余应力影响钢结构质量的问题出现，尤其是对桥梁结构疲劳强度影响十分明显。 2．低温冷脆循环作用在一般情况下，钢结构桥梁工程的施工过程对下弦和桥墩支座连接位置的集中应力以及流限状态的研究不够全面，这种钢结构桥梁受到低温冷脆循环很容易会发生脆断的现象。除此之外，当钢结构材料厚度为B≥2．5(KIC/σys)2时，钢结构平面应力逐渐趋于脆性状态，是钢结构桥梁施工设计的要点。 3．其余因素 3.1钢结构的材料特性

钢结构桥梁的入门-

钢结构桥梁的入门级别小跨度与大跨度钢箱梁建国以来长江上几座里程牌式钢桥,高瞻远瞩,胸怀大志,入门开始武汉长江大桥(128m跨度,3号钢Q240)

南京长江大桥(160m跨度,16Mnq Q345) 九江长江大桥(216m跨度,15MnVNq Q420)

芜湖长江大桥(312m跨度,14MnNbq Q345) 天兴洲长江大桥(504m跨度,14MnNbq Q345) 一、桥梁用钢牌号 1、Q235qD Q345qD Q370qD Q420QD 第一个Q为屈服拼音第一个字母,屈服之意; 数字235表示屈服强度(是一个应力数值),数字后q为桥梁第一个拼音q,表示为桥梁用结构钢;最后一个大写字母D 为钢材等级,钢材等级之分有A、B、C、D、E5个等级,A不做冲击功要求,B表示

常温20゜冲击功,C为0゜冲击功,D表示-20゜是冲击功,E为-40独冲击功要求.冲击功与钢材韧性相关, Q345qE 联合起来意为:屈服强度为345MPa应力的桥梁用钢,-40゜有冲击功要求,一般不小于47J.钢材安全系数一般取为1.7,那么Q345钢材容许应力为345/1.7=202.9MPa,规范中采用200MPa.Q345中345为屈服强度,抗拉强度更大,一般为容许应力的2.5倍,所以Q345抗拉强度为200*2.5=500MPa,规范中取值510MPa.抗剪容许应力为基本容许应力的0.6倍,局部承压为基本容许应力的 1.5倍,规范中Q345钢材抗剪容许应力120MPa,局部承压容许应力为300MPa. 二、钢结构桥梁的设计方法公路钢结构桥梁设计规范2015没出来之前,公路钢结构桥梁仍然采用容许应力法设计:各项荷载系数为1,荷载组合下外力应力只要小于容许应力200MPa 即可.现在新出钢桥规范为了与混凝土统一采用两个极限状态设计法一致,钢结构桥梁也采用了极限状态设计法,以Q345qD钢为例说明问题的实质性: 1)容许应力法外荷载组合系数:1x恒载+1x活载+1x其它可变活载荷载组合下的应力小于规范中的容许应力200MPa (345/1.7=203) 2)极限状态法外荷载组合系数:1.2x恒载+1.4x活载+1.4x其它可变活载X0.75 综合起来极限状态法相比于容许应力法荷载综合系数采用了1.35 荷载组合下的应力小于规范中的容许应力275MPa (345/1.7x1.35=274) 所以极限状态法相当于外荷载系数乘了个1.35的数值,相对于容许应力法中的容许应力相应同时乘以1.35的数值,本质一样,游戏而已.

公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-20151-4总则、材料、结构计算剖析

《公路钢结构桥梁设计规范》 1 总则 3 材料及设计指标 4 结构分析吴冲同济大学桥梁工程系 cwu@https://www.360docs.net/doc/7e345715.html,

《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015)公告

?根据交通部《关于下达2006 年度公路工程标准制修订项目计划的通知》（交公路发[2006]439 号文）要求，在《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）的基础上修订而成。?主持主编单位中交公路规划设计院有限公司?参加单位同济大学西南交通大学北京交通大学清华大学长安大学东南大学中铁宝桥集团有限公司中铁山桥集团有限公司

?主编：张喜刚 ?主要参编人员：裴岷山、赵君黎、吴冲、强士中、雷俊卿、聂建国、王春生、陈惟珍、程刚、张克、黄李骥、冯苠、冯良平、刘玉擎、姚波、刘晓娣、钱叶祥、胡广瑞 ?参与审查人员：万珊珊、徐君兰、王福敏、李怀峰、韩大章、代希华、廖建宏、李军平、沈永林、杨耀铨、张子华、王志英、田克平、包琦玮、姚翔、郭晓东、黎立新

本次修订的主要内容?调整了规范适用范围；主体工程采用钢材的钢结构桥梁，如钢板梁桥、钢箱梁桥、钢桁梁桥等，采用钢材的桥梁结构或构件，如斜拉索、钢塔、钢桥墩等。?采用了概率理论为基础的极限状态设计方法（疲劳计算除外）；?改进了钢结构的强度、稳定和疲劳设计与计算方法考虑剪力滞影响增加板件和加劲板局部稳定计算增加了疲劳荷载模型，采用容许应力幅方法计算；?补充和完善了钢板梁、钢桁梁、组合梁、缆索系统、支座与伸缩装置的计算和构造规定；?增加了有关钢箱梁、钢管结构、钢塔、防护及维护设计的相关规定

钢结构发展及前景论文

浅谈钢结构发展及应用前景 Steel structure on the development and application prospect 摘要钢结构住宅或者工厂比传统建筑能更好的满足建筑上大开间灵活分隔的要求、节能效果好，墙体采用轻型节能标准化的C型钢、方钢、夹芯板，保温性能好，抗震度好。钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的，大大提高了住宅的安全可靠性。建筑总重轻，钢结构住宅体系自重轻，约为混凝土结构的一半，可以大大减少基础造价。施工速度快，工期比传统住宅体系至少缩短三分之一，环保效果好。钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是绿色，100%回收或降解的材料，在建筑物拆除时，大部分材料可以再用或降解，不会造成垃圾。以灵活、丰实。大开间设计，户内空间可多方案分割，可满足用户的不同需求。符合住宅产业化和可持续发展的要求。钢结构适宜工厂大批量生产，工业化程度高。随着社会分工的不断细化，钢结构设计及应用必将走向专业化发展道路，前景广阔！关键字：钢结构, 绿色环保性建筑, 抗震抗风性能, 灵活分隔. main point The steel structure housing than traditional architecture or factory better meet building large bay multi-ribbed slab frame flexible space requirements, energy saving, good effect, the light energy wall standardized C payments, ones, sandwich board, insulation performance is good, seismic for good. The steel structure of the good ductility, plastic deformation, ability, excellent, greatly improving the safety and reliability of the residence. Building the total weight of light, the steel structure housing system light weight, about half of the concrete structure, can greatly reduce the cost basis. Construction speed is quick, period than traditional housing system at least a third shorten, environmental protection effect is good. Steel structure housing construction greatly reduces the sand, stone, the dosage of the ash, used materials mainly green, 100% recycling or degradation of materials, in building dismantled, most of the materials used again or degradation, won't cause rubbish. With flexible and informative. Large bay multi-ribbed slab frame design, indoor space can many solutions division, can meet the different needs of users. Housing industrialization and comply with the requirement of sustainable development.

钢结构行业分析

钢结构行业分析第一部分行业介绍一．行业概念我国钢结构产业经过20年的发展，从无到有，从简单到复杂，从引进国外的先进技术和理念到消化吸收，已经积累了大量的经验，具有制造各类钢结构的技术、工艺，并拥有一批专业技术和管理人才。钢结构产业正在成为国民经济的重要产业之一。目前国内共有钢结构(专项)一级施工企业143家，加上钢结构增项一级资质的427家，具备钢结构一级资质的企业累计570家。二．产品链分析由于我国钢材价格比国际价格低，劳动力成本低，钢结构制作质量优良，在国际工程市场有较强的竞争力，这几年国外企业在中国采购钢结构有所增加，许多钢构企业开始把触角伸向海外，纷纷承接海外订单。然而，目前我国钢结构件的出口量还不多，在国际市场上所占有的份额还不高，这与我国钢结构制造大国的地位不相匹配，出口提升潜力巨大。出口形态因企业规模而有明显差异。宝钢钢构、东南网架等大型钢构企业同时具备了钢结构生产资质和项目施工资质，可对外承接大型建筑项目，并倾向于竞标地标性建筑项目，以提升品牌价值和海外知名度；中小型企业多从总包手中承接特定项目的分包单或加工单，利润和附加值都相对低于前者。三．钢结构分类据海关统计，我国出口到海外的钢结构主要分为五类：钢铁制桥梁及桥梁体段、钢铁制塔楼及格构杆、钢铁制门窗及其框架、门槛、钢铁制脚手架、模板或坑道支撑用支柱等设备、其他钢铁结构体、钢结构体用部件及加工钢材。第二部分行业发展现状一．行业主要业务数据 1、各地区钢结构产量各地区钢结构产量由大到小的排序为：浙江、上海、安徽、山东、江苏、湖北、广东、四川、北京等地。上海、浙江均占总量的20%左右。 2、消耗钢材品种用量 2009年度钢板消耗占64%，其次是热轧型钢占15%，钢管10%，

钢结构在桥梁中的应用和发展

钢结构在桥梁中的应用和发展郑鸿儒— 摘要：总结了我国钢结构在桥梁结构体系中的应用概况，提出了钢结构在进今后桥梁建设中面临的主要问题和今后在桥梁建设的发展前景作了一系列的规划，并对其进行了深入的调研与思考，提出了有借鉴性的建议。关键词：钢结构；应用；发展。纵观世界城市建设的发展趋势,钢结构桥梁将代砼结构桥梁,引领桥梁建设新时代。伴随经济高速发展,为拓展生活空间,我国已进入现代桥梁设新时代,将建造越来越多、越来越大、越来越长桥梁,这为钢结构桥梁提供了广阔的天地。一．钢结构桥梁的现状 1. 钢结构桥梁的应用随着我国城市建设的高速发展和钢结构桥梁疲、焊接、振动及桥梁上下结构设计、制造、施工等方技术的日益成熟与发展,钢结构桥梁已广泛应用铁路、公路、公铁两用桥及人行天桥。铁路桥有济铁路桥、郑州铁路桥、兰州市黄河桥等,公路桥有州丫髻沙桥、上海南浦大桥、广东虎门大桥等,公两用桥有武汉长江大桥、香港青马大桥等,人行天有上海阂行区新梅人行钢网架天桥与贵阳大十字街人行环形钢天桥。虽然钢结构桥梁在多方面得了应用,但现阶段我国的桥梁仍旧以砼结构占主地位。 2. 钢结构桥梁的主要形式 1)钢拱桥。承重结构拱肋,主要承受轴向力,有弯矩或弯矩很小,主拱多用钢管,主拱和横梁可分别吊装、现场焊接,解决一次吊装质量过重的问题，现场施工吊装方便,大大缩短了工期。其代表有庆乌江大桥、四川万县长江大桥、广州丫髻沙桥。 2)斜拉桥。由加肋梁桥面体系与钢索索塔体共同组成,其桥面体系为钢箱梁、结合梁、钢桁架。代表有南京长江二桥、武汉军山长江大桥。 3)悬索桥。由固定于索塔的主缆支承梁跨,主为承重索,它通过吊索吊住加劲,主缆索的两端锚于地面。悬索桥是跨径最大的桥梁,其最大跨径论上可达4 000 m,是跨千米以上桥梁的优选桥型。其代表有香港青马大桥、江阴长江大桥、广东虎门大桥等。 3. 钢结构桥梁的优点

钢结构桥梁：当今桥梁的主流发展形式

钢结构桥梁：当今桥梁的主流发展形式桥梁，是跨越天然或人工障碍区的载体，世界桥梁发展史总体经历了古代桥梁阶段、罗马桥梁阶段、近代桥梁阶段，直到今天的现代桥梁阶段，走过一个漫长的创新演变过程。一般来讲，桥梁包括五大部件和五小部件。五大部件指桥梁承受车载重物的上下部桥跨结构，包括：上部结构、支座系统、桥墩、桥台、墩台基础，是桥梁结构安全的保证。五小部件是指与桥梁服务功能直接相关的部件，包括：桥面铺装、防排水系统、栏杆、伸缩缝、灯光照明。这些都是桥梁不断革新的关键节点。从简单的独木桥到今天的钢铁大桥;从单一的梁桥到浮桥、索桥、拱桥、园林桥、栈道桥、纤道桥;从木桥，石桥，再到以钢铁和钢筋混凝土为主的桥梁，历史均赋予各个时代最优秀的代表技术和代表作品，钢结构桥梁就是当今桥梁建筑的主流。它以更大的载荷量、更长的跨度，出众的稳定性、优越的功能组合、多变的创意外形，以及具有结构轻巧、施工周期短、再生环保、抗风、防火、抗蚀、防震等诸多优秀特点。中国历史上第一座钢结构大桥，云南省红河州屏边人字桥是真正意义上的钢结构大桥，由法国女工程师鲍尔·波丁于1907年所建，桥长67米，宽4.2米，人字型钢结构大桥在两山绝壁之间。为“桁肋式铰拱钢架桥”，是完全用钢板、槽、角钢、铆钉纯人工连接而成的经典之作，它对开启中国现代钢构产业发展具有深远意义。 100年后的今天，中国桥梁钢构已经成为世界桥梁钢构强国。中国是世界上举足轻重的桥梁大国，她拥有许多辉煌的桥梁建造史，是世界桥梁发展的重要组成部分。在隋朝，勤劳而又智慧的中国人就建造了世界上第一座石拱桥——赵州桥;随着材料及工艺制造的发展，钢结构桥在20世纪30年代也终于出现在神州大地，钢构桥梁技术的革新代表——钱塘江大桥，这是由茅以升担纲设计并组织施工，这座大桥的横空出世，在中国桥梁工程史上树立了一座不朽的丰碑。作为我国钢结构桥梁技术的鼻祖，它突破了桥梁钢构在设计施工当中诸多的技术极限和环境阻隔，极大地提升了我国钢结构桥梁的发展水平，带动了相关技术的创新和研发应用，助推了桥梁钢构相关产业资源与平台的融合，使我们最终迎来了一个钢构桥梁技术爆发的时代，并在现今形成了箱梁式、拱式(钢管拱和箱型拱)、斜拉式、悬索式、桁梁式、悬臂式以及组合体系等结构形式，为中国钢构桥梁翻开新的一页。盈都桥梁钢结构工程有限公司，作为专业桥梁制作安装公司有着雄厚的技术优势，近年来先后承建了杭州市九堡大桥、浙江长兴耿村斗大桥、沈阳浑河动漫大桥等重大桥梁工程

公路钢桥抗疲劳设计概述

公路钢桥抗疲劳设计概述摘要：基于疲劳与断裂是钢构件失效的最可能原因，应对疲劳设计给于相当的重视。本文对我国公路桥梁疲劳设计问题进行了简述，并对国外规范进行了总结。提出了我国疲劳验算的缺陷和制定与完善公路钢桥疲劳规范的迫切性。关键词：公路钢桥；疲劳设计；荷载模型 abstractbased on fatigue and fracture is the most likely reason in failure of steel members. this paper, resumed the design of highway bridge fatigue problems in our country, and summarized foreign standard. puts forward the defects of fatigue calculation in our country and the urgency to formulate and perfect highway steel bridge fatigue specification. key words: highway steel bridge; fatigue design; load model 中图分类号：u448.14文献标识码： a 文章编号： 1疲劳研究的必要性公路钢桥的疲劳是指在车辆荷载的反复作用下构件在低于钢材屈服强度的情况下发生的脆性破坏。[1]钢结构构件最常遇到三种破坏形式：拉构件强度破坏、压构件失稳破坏、反复拉压构件疲劳断裂。其中疲劳与断裂是钢构件失效的最可能原因。据美国1982 统计结果，80%-90%钢桥的破坏与疲劳断裂有关，1967年美国西弗吉利亚州的point pleasant大桥在没有任何征兆的情况下突然倒

钢结构建筑市场发展趋势与前景展望

5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。钢结构建筑市场发展趋势与前景展望钢结构体系因其本身所具有的自重轻、强度高、施工快等优点，与钢筋混凝土结构相比，更具有在"高、大、轻"三个方面发展的独特优势。随着国家经济建设的发展，长期以来混凝土和砌体结构一统天下的局面正在发生变化。钢结构产品在大跨度空间结构、轻钢门式结构、多层及小高层住宅领域的建筑日益增多，应用领域不断扩大。从西气东送、西电东输、南水北调、青藏铁路、２００８年奥运会场馆设施、钢结构住宅、西部大开发等建设实践来看，一个发展建筑钢结构行业和市场的势头正在我国出现。一、钢结构市场的发展趋势二十年来的改革开放和经济发展，已经为钢结构体系的应用创造了极为有利的发展环境。１、从发展钢结构的主要物质基础看：钢材的发展是钢结构发展的关键因素。为适应建筑市场的需要，成品钢材将朝着品种齐全材料标准化方向发展。国产建筑钢结构用钢在数量、品种和质量上发展都很快，热轧Ｈ型钢、彩色钢板、冷弯型钢的生产能力大大提高，为钢结构发展创造了重要的条件。其他钢结构中型钢、及涂镀层钢板都有明显增长，产品质量有较大提高。耐火、耐候钢、超薄热轧Ｈ型钢等一批新型钢已开始在工程中应用，为钢结构发展创造了条件。２、从设计、生产、施工专业化水平看：钢结构行业经过几年的发展，专业钢结构设计人员的素质在实践中得到不断提高。一批有特色有实力的专业研究所、设计院不断研究和开发出钢结构设计软件和新技术。目前，国内许多钢结构设计软件相继问世，可分别适应轻钢结构、网架结构、高层钢结构、薄壁拱形结构的设计需要。随着计算机技术在工程设计中的普遍应用，钢结构设计软件功能的日臻完善，为协助设计人员完成结构分析设计、施工图绘制提供了极大的便利。钢结构制造企业在全国遍地开花，造就了一批有实力的龙头企业。年产量达到１０--２０万吨规模的就有１０余家企业，承担了国内大型钢结构工程任务，他们完全具备与国际同行业企业间进行公平竞争的实力。目前一批外资、合资、民营的钢机构制造企业已在激烈的市场竞争中脱颖而出。从计算机设计、制图、数字控制、自动化加工制造都处于行业领先水平，其产品的范围也从传统的建筑工程结构、机械装备、非标准构件、成套设施到商品房屋、集装箱产品、港口设施等直接到用户的终端产品。钢结构的工业化大批量生产，钢结构的安装新工法层出不穷，以及节能、防水、隔热、等先进成品集合与一体成套应用，设计、生产施工一体化必将提高建筑产业化水平。３、从钢结构工程业绩来看：世界第三高度４２１米的上海金茂大厦，具有国际领先水平、高度２７９米的深圳赛格大厦，跨度１４９０米的润扬长江大桥，跨度５５０米的上海卢浦大桥，３４５米高的跨长江输电铁塔，以及首都国际机场，鸟巢国家体育中心等等许多采用钢结构建筑体系的重要工程，标志着建筑钢结构正向高层重型和空间大跨度钢结构发展。４、从住宅钢结构的产业化来看：我国已把轻钢结构在住宅建设上的推广应用作为建筑业的一场革命。随着住宅业成为我国经济发展新的增长点，轻钢住宅将是住宅产业发展的必由之路。而住宅产业化的前提是具备与产业化相配套的新技术、新材料和新体系。由于钢结构体系易于实现工业化生产、标准化制作，且与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料。因此，研究钢结构体系住宅成套技术，将大大促进住宅产业化的快速发展。５、从政府部门的引导和支持看：政府部门的引导和支持，使钢结构作为绿色环保产品得到工人和发展。钢结构与传统的混凝土结构相比较，具有自重轻、强度高、抗震性能好等优点。适合于活荷载占总荷载比例较小的结构，更适合与大跨度空间结构、高耸构筑物并适合在软土地基上建造。也符合环境保护与节约、集约利用资源的国策，其综合经济效益越来越为各方投资者所认同，客观上将促使设计者和开发商们选择钢结构。二、钢结构市场的前景展望钢结构的发展趋势表明，我国发展钢结构存在着巨大的市场潜力和发展前景。 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。

浅析铁路桥梁的钢结构抗疲劳设计

浅析铁路桥梁的钢结构抗疲劳设计摘要：钢结构具有轻质、高强，抗拉、抗压性能强等优势，因而在我国桥梁建设中应用十分广泛，桥梁是为满足交通功能的建筑物，现代桥梁钢结构由结构钢加上单元经焊（栓）连接组成为复杂的受力系统，有明确的承载安全和服役耐久性要求。钢结构桥梁整体性能的好坏，与其整体设计密切相关。本文从抗疲劳的设计角度，对桥梁钢结构展开设计提出若干抗疲劳设计的建议措施。关键词：桥梁钢结构完整性设计损伤容限随着我国国民经济的高速发展，钢结构桥梁的建设与应用起着相当重要的作用。我国铁路运营的桥梁，钢桥已经达到3800座以上，全长300 km以上。钢结构桥梁的设计中，焊接应用越来越广泛。钢桥疲劳断裂是结构失效的一种主要形式，由于疲劳失效的钢结构桥梁，越占失效结构的90%。疲劳一般从应力集中开始，而焊接结构的疲劳又往往是从焊接接头处产生。因此，焊接接头疲劳的设计是钢结构桥梁设计的关键技术。本文着重从构造措施上对桥梁钢结构的抗疲劳设计提出建议。一、钢结构抗疲劳概述钢材在持续反复荷载下，虽然在其名义应力远低于极限强度，甚至还低于屈服点时，也会发生破坏，这种“积劳成疾”的现象称为钢材的疲劳。在疲劳破坏之前，钢材构件并不出现明显的变形或局部收缩，和脆性断裂一样，是突然破坏的。所以对承受持续反复荷载的钢结构必须按其受载次数的多少来决定其强度和安全度。疲劳的机理是钢材内部及其外表总有杂质和损伤(微观的)存在，在反复荷载下，这些薄弱点形成应力集中，开始产生塑性变形，继而应变硬化，于是在该处首先发生微裂(不是肉眼能见的)。由于反复应力长期地继续下去，遂使这种微裂逐渐扩大，形成裂纹。随着裂纹的发展，最后导致断裂。从疲劳试样的断口上，可以发现裂断情况是一部分呈纤维状(曲线部分)，一部分呈晶粒状组织。纤维状部分，往往是由最外表一点起始，遂渐向内扩张，这一点便是疲劳裂纹的核心。在试样长期运转下，这一裂口(核心)是一张一合的(受拉张开，受压闭合)。因此该处的变形也是时生时停的。当裂口发展到某一程度时，该截面上的应力超过其晶粒结合力于是发生脆断。二、引起桥梁钢结构疲劳强度的主要因素 1、残余应力影响