大跨度钢桁架桥梁的结构设计

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大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计

大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计

王金磊,等:大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计 谥加齐缶州加淼I!用韶设大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计王金磊,窦巍(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司;公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心,安徽合肥230088)摘要:本文结合宜宾至昭通高速公路彝良(川滇界)至昭通段白水江特大桥,通过对主跨330m ±承式钢箱桁肋拱桥结构尺寸及结构性能进行分析,建立全桥的有限元模型,计算结果表明受力指标均满足规范要求。

关键词:高速公路;上承式钢箱桁肋拱桥;有限元模型中图分类号:U44& 22+4文献标识码:A文章编号:1673-5781(2019)01-0045-030引 言钢桁架拱桥具有跨越能力大、承载能力的高特点,在山区 高速公路对于跨越典型“V ”形谷地形具有很大优势⑴。

依托云南省云南省宜宾至昭通高速公路彝良(川滇界)至昭通段白 水江特大桥为实例,对其方案、结构尺寸、受力性能进行研究分 析,为同类桥梁设计提供有价值参考。

1工程背景及方案设计白水江特大桥跨越一深切“V ”字形河谷,河谷两岸呈陡坎地形,自然坡度45°〜82°。

桥面与水面高差272m,道路设计线与地形交线宽度446m 。

桥梁方案设计时,由于两岸边坡陡峭,桥墩基础难以设立,从墩高与跨径协调的角度出发,适宜的主跨布置应在260m 以上,可供选择的主桥桥型主要有连续刚 构、斜拉桥、矮塔斜拉桥、拱桥和悬索桥。

结合总体路线,考虑结构受力要求和施工工艺复杂程度,兼 顾经济,并注重与周边环境的整体协调,经综合比选后,拟定的方 案是330m 上殿钢箱桁架拱桥。

白水江特大桥全长755. 8m,桥跨布置为:11 X 30m (预制T 梁)+ 22X16m (上承式钢箱桁肋拱桥,其中主拱圈跨径为 330m ) + 2X33. 5m (预制T 梁),其中主桥跨越白水江所在峡谷。

2主桥结构设计2.1主桥总体设计白水江特大桥主桥桥面系统跨径布置为22X16 = 352m,主拱圈跨径330m,上承式钢箱桁肋拱桥,计算跨径330m,矢高60m,矢跨比1/5. 5,拱轴系数1. 5。

大跨度钢结构连廊的设计要点和施工技术

大跨度钢结构连廊的设计要点和施工技术

大跨度钢结构连廊的设计要点和施工技术摘要:施工单位需要在具体技术层面加以规范,将整体滑动与吊装、无支撑等多种技术有效应用到工程领域,同时也要重点加强钢结构施工管理,规范强度参数,并优化处理预应力技术和焊接处理工艺,保证整个工程作业环境更加安全。

本文主要分析大跨度钢结构连廊的设计要点和施工技术。

关键词:大跨度;钢结构连廊;设计要点;施工技术引言钢结构连廊是一种用于建筑、桥梁等建设工程的重要结构。

随着我国城市化进程不断加快,城市基础设施的需求越来越大,人们对房屋和桥梁建设工程的要求越来越高,钢结构连廊也随之得到越来越多的应用。

钢结构连廊的设计、制作和安装施工均会影响建设项目的进度和质量。

因此在设计钢结构连廊时,需要充分考虑各方面因素,对各个参数的取值范围做出客观分析和准确计算,并结合施工现场具体情况选择合理的设计和施工方案。

1、连廊结构概述采用设缝与主楼脱开的形式,结构设计总长度66.2m,总宽度34.5m,主体结构高度13.88m,连廊中部设置了楼梯和电梯,局部凸出的楼电梯间高度为18.55m。

为满足建筑外形的特殊造型要求,结合下部道路横穿而过的实际情况,连廊沿纵向设置了2榀3跨连续折线形钢桁架和2榀单跨折线形钢桁架,与11根混凝土柱和4根箱型截面钢柱共同组成了连廊的空间结构支撑体系。

为减小温度效应对混凝土柱的影响,在所有混凝土柱顶设置了球形钢支座。

由于中部设置的楼电梯间结构上具有特殊要求,无法设置球形钢支座,故将楼电梯间周围的4根箱型截面钢柱升到钢桁架顶部,与此4根箱型柱相连的钢梁和折线形钢桁架均为刚性连接,故此形成了球形钢支座与局部刚接钢柱组合的复杂结构体系。

钢桁架体系具有自重轻、受力性能好、跨越能力强等特点,但折线形钢桁架与复杂的支座条件成为技术难点。

2、施工分析2.1施工方案通过比较多种常用的钢结构空中连廊施工方案,如上海国金中心使用的分榀桁架整体提升、高空抬吊散拼、整体钢结构提升等施工措施,结合中小型空中连廊体积与重量较小的实际情况,选择了“先在四层连廊拼装为牢固框架体系,再采用整体提升至合拢位置,随后补齐剩余钢构件”的方案,采用整体提升与高空散拼相结合的施工方法进行施工。

大跨度铁路悬索桥钢桁加劲梁设计

大跨度铁路悬索桥钢桁加劲梁设计

桥梁建设2021年第51卷第2期(总第270期)10Bridge Construction,Vol.51#No.2#2021(Totally No.270)文章编号!003—4722(2021)02—0010—08大跨度铁路悬索桥钢桁加劲梁设计徐伟,李松林,胡文军(中铁大桥勘测设计院集团有限公司,湖北武汉430056)摘要:某大跨度铁路桥位于强震山区,采用主跨1060m的上承式钢桁梁悬索桥,主桁采用华伦式桁架,桁宽30m、桁高12m,节间长10m。

结合强震山区铁路悬索桥的受力特点,加劲梁约束体系采用塔梁分离、塔墩固结的半飘浮体系,桥塔处纵向阻尼器与下平联设置在同一平面,桥塔和桥台处均设置相互协调工作的横向支座与横向阻尼器,并设置地震反压结构,在桥台端横梁中央设置局部受压支座,解决了大跨度铁路悬索桥抗强震、大风作用及轨道局部平顺性问题。

钢桁梁主要构件采用Q370qD钢,局部构件采用Q500qD钢,主桁杆件和联结系杆件分别采用M30和M24高强度螺栓连接。

加劲梁主桁上弦杆采用箱形截面杆件、焊接整体节点,下弦杆主要采用H形截面杆件、拆装式节点;上层通过交叉平联使箱形弦杆与钢桥面组成整体断面共同受力,下层采用H 形弦杆与交叉平联组成镂空层,采用斜杆受拉为主的横联,解决了铁路悬索桥钢梁的疲劳问题,同时具有较好的经济性。

结合场地及运输条件,加劲梁分区段采用顶推、原位拼装、缆索吊结合的方案施工,解决了山区大跨度悬索桥的施工难题。

关键词:铁路桥;悬索桥;强震山区;加劲梁;钢桁梁;约束体系;结构设计;疲劳设计中图分类号:U44&13;U44&25;U442.5文献标志码:ADesign of Truss Stiffening Girder of a Long-SpanRailway Suspension BridgeXU Wei,LI Song-lin,HU Wen-jun(China Railway Major Bridge Reconnaissance&Design Institute Co.Ltd.,Wuhan430056,China) Abstract:A long-span railway bridge,located in the mountainous area with high seismicity,is designed as a deck-type steel truss girder suspension bridge with a main span of1060m.The truss stiffening girder consists of Warren trusses that measure30m wide and12m deep,and a truss panelis10m.Tosui0he mechanical proper0ies of0he railway suspension bridge in moun0ainous areawihhighseismiciy,0he0owersand0hes0i f eninggirderaresepara0ed,and0he0owersand the piers are fixed,which forms a semi-floating system.The longitudinal dampers at the towers and0helowerla0eralbracingsof0hes0i f eninggirderareins0a l edin0hesameplan.A0bo0h0he towers and abutments,the t r ansverse bearings and dampers t h a t can work collaboratively are installed,the back pressure structure that can regulate seismic forces is added,and local compressionbearingsareinsta4edinthecenterofendf4oorbeamsofabutments,toimprovethe intenseseismic and heavy wind resistance ofthe bridge and addresstheissue of4oca4track irregu4arity.The main components of the stee4trusses are made of Q370qD stee4,andcomponents in4oca4partsare madeofQ500qDstee4.The membersofthe maintrussesandtie membersare connectedby M30and M40high strength bo4ts,respective4y.The upper chords of the truss 收稿日期:2021—01—05基金项目:中国国家铁路集团有限公司科技研究幵发计划课题(P2019G002)Project of Science and Technology Research and Development Program of China Railway Corporation(P2019G002)作者简介:徐伟,教授级高工,E-mail:Xuw@&研究方向:公路、铁路大跨度桥梁设计,钢结构设计&大跨度铁路悬索桥钢桁加劲梁设计 徐 伟,李松林,胡文军11stiffening girder are formed of box cross-section members # with integral welding joints # while thelower chords are composed of H cross-section members # with detachable joints. In the upper level # the lateral bracings allow the box cross-section chords and the steel dec[ plates to form an integralcross section and share the acting loads. In the lower level # the H cross-section members and the lateral bracings form a transparent framed structure # with diagonal members in the transverseconnection mainly in tension # which is beneficial to the fatigue resistance of the steel girder ofrailway suspension bridge and has better economic performance. Limited by the construction space and transportation access # the stiffening girder was divided into regions which could be constructedusing tailored methods # including incremental launching # in-situ assembly and cableway crane construction. The proposed methods can facilitate the construction of long-span suspension bridgein mountainousarea.Key words : railway bridge $ suspension bridge $ mountainous area with high seismicity ; stiffening girder $ steel truss girder $ restraint system $ structural design $ fatigue design1工程概况某大跨度铁路桥位于强震山区,桥址处河面宽约130 m,最大水深约10 m,河谷下部狭窄,谷坡陡峻。

下承式钢桁梁桥结构设计及优化(跨度48m)

下承式钢桁梁桥结构设计及优化(跨度48m)

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作者签名: 导师签名:
XXXX 年 X 月 X 日 XXXX 年 X 月 X 日
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武汉理工大学毕业设计(论文)
武汉理工大学毕业设计(论文)任务书
学生姓名: XXXX 指导教师: XXXX 专业班级: XXXX 工作单位: XXXX
设计(论文)题目:下承式钢桁梁桥结构设计及优化(跨度 48m) 设计(论文)主要内容:
指导教师签名: 2013 年 3 月 15 日
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武汉理工大学毕业设计(论文)


摘 要 ................................................................................ 1 Abstract .............................................................................. 2 1 绪论 ................................................................................ 3 1.1 引言 .......................................................................... 3 1.2 钢桥的特点 .................................................................... 3 1.2.1 自身特点 ................................................................ 3 1.2.2 适用范围 ................................................................ 3 1.3 我国钢桥的发展历程 ............................................................ 4 1.3.1 我国钢桥发展的历程回顾 .................................................. 4 1.3.2 三个里程碑和新技术发展的新纪元 .......................................... 4 1.4 钢桥的发展现状 ................................................................ 5 1.4.1 大跨度钢桥 .............................................................. 5 1.4.2 复合桥梁 ................................................................ 7 1.4.3 我国铁路钢桥的新型结构 .................................................. 7 1.5 国外钢桥概况 .................................................................. 8 1.6 国内外桥梁情况比较 ............................................................ 9 1.7 钢桥发展的要求 ............................................................... 10 1.8 钢桥发展的趋势 ............................................................... 10 2 设计资料 ........................................................................... 12 2.1 设计目的 ..................................................................... 12 2.2 设计依据 ..................................................................... 12 2.2.1 设计《规范》 ........................................................... 12 2.2.2 结构基本尺寸 ........................................................... 12 2.2 钢材及其基本容许应力 ..................................................... 12 2.2.4 结构的连接方式 ......................................................... 12 2.2.5 设计活载等级 ........................................................... 13 2.2.6 设计恒载 ............................................................... 13 2.3 主桁架杆件内力计算 ........................................................... 14 2.3.1 内力的组成 ............................................................. 14 2.3.2 影响线 ................................................................. 14 2.3.3 恒载所产生的内力 ....................................................... 15 2.3.4 活载所产生的内力 ....................................................... 17 2.3.5 横向风力作用下的主桁杆件附加力计算 ..................................... 21

钢结构桥梁设计及思考、设计经验总结

钢结构桥梁设计及思考、设计经验总结

钢结构桥梁设计及思考、设计经验总结钢结构桥梁优势:钢结构拥有轻型化、抗震性能好;工业化和装配化程度高、可循环利用等优点;随着大跨桥梁的大规模应用,大量采用钢结构是我国交通基础设施未来发展的必然趋势.钢结构桥梁劣势:钢结构造价偏高;耐腐蚀性能不足等;桥梁造价应综合考虑建设成本、安全耐久、管理养护等各种因素,钢结构桥梁自重较轻,节约了下部结构造价,同时施工速度较快,工期较短。

钢结构耐腐蚀性能不足的问题可采取涂装长效高性能防腐涂料、采用耐候钢等方法解决。

全钢结构含钢箱梁、钢桁梁。

钢混组合梁结构含:钢板组合梁桥、钢箱组合梁桥、波形钢腹板桥梁。

>>>钢桁梁桥案例贵阳高速公路:鸭池河大桥一主跨800m钢桁梁斜拉桥(72+72+76+800+76+72+72)=124Om双塔双索面半漂浮体系的混合梁斜拉桥,边跨为预应力混凝土箱梁,中跨为钢桁梁结构,边中跨比为0.275。

钢桁梁结构采用“N”型桁架,横向两片主桁,中心间距为27.0m,桁高7.0m,节间长度为8.0m。

湖北宜昌至张家界高速公路:白洋长江公路大桥一主跨100Om钢桁梁悬索桥主桥采用单跨100Om双塔钢桁梁悬索桥。

主桁架采用华伦式,中心距36m,桁高7.5m,小节间长度7.5m,两节间设一吊点,4节间作为一节段整体吊装,标准吊装节段长度30m,端吊装节段14.2m,跨中吊装节段10.58m。

>>>钢混组合梁桥材料优势:充分利用钢材和混凝土的材料优势,混凝土提高了钢梁的稳定性。

结构优势:减小结构高度、提高结构刚度、减小结构在活荷载下的挠度。

施工便捷:工厂化生产、现场安装质量高、施工费用低、施工速度快。

环保节能:大幅减少水泥用量,减小对环境污染。

缺点:存在抗扭刚度较弱、适用跨度不大的缺点。

1、钢板组合梁桥云南某高速公路项目全长107Km,所在区域位于高烈度地震区,基本地震动峰值加速度.3~0.4g,多座桥梁采用30m-50m钢混组合梁通用图设计。

钢桁架结构(2024)

钢桁架结构(2024)

在建筑、桥梁、塔架等工程领域中, 钢桁架结构被广泛应用,用于支撑建 筑物或构筑物的重量,并承受外部荷 载如风荷载、地震荷载等。
2024/1/29
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结构形式与分类
2024/1/29
结构形式
钢桁架结构按形状可分为平面桁架和空间桁架。平面桁架在 平面上呈直线或曲线形状,而空间桁架则具有三维空间的形 状。
智能化设计与优化
基于人工智能、大数据等技术的智能化设计方法,可实现对钢桁架结构的自动优化和决策 支持,提高设计效率和准确性。
智能监测与运维
利用物联网、传感器等技术对钢桁架结构进行实时监测和数据分析,可实现结构的健康状 态评估和预测性维护,提高结构的安全性和耐久性。
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行业标准规范完善方向
2024/1/29
稳定性分析
通过计算钢桁架结构的整体稳定系数和局部稳定系数,评估结构在荷载
作用下的稳定性。对于不满足稳定性要求的结构,需采取相应措施进行
加固或优化。
02
承载力验算
根据钢桁架结构的荷载条件和设计要求,进行承载力验算。通过比较实
际荷载与结构承载力的关系,判断结构是否安全。若承载力不足,需对
结构进行优化或加固处理。
其耐火极限。
在潮湿环境中,钢材容易发生 锈蚀,需要采取防腐措施以延
长其使用寿命。
钢桁架结构的节点连接较为复 杂,需要较高的加工精度和施
工技术水平。
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02
钢桁架结构分析方法
2024/1/29
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力学模型建立
01
02
03
桁架结构理想化
将实际钢桁架结构简化为 由杆件和节点组成的理想 化模型,忽略次要因素, 突出主要受力特点。
连接方式选择

桁架桥

桁架桥

目录1、结构选型 (2)1.1 设计背景 (2)1.2 设计思路 (3)2、模型方案及制作 (3)2.1 模型方案 (3)2.2 构件加工处理及节点图 (5)3、结构分析计算 (6)3.1.静力分析 (6)3.2、动力分析 (8)4、承载能力估算及结论 (10)1、结构选型1.1 设计背景桁架桥(truss bridge)是以桁架作为上部结构主要承重构件的桥梁。

在桥梁中被广泛应用,如大家熟知的现代诗人徐志摩脍炙人口的《再别康桥》中的桥就是一座桁架桥。

我国1993年建造的九江长江大桥,是京九铁路和合九铁路的“天堑通途”,为双层双线铁路、公路两用桥,铁路桥长7675米,公路桥长4460米,其中江上正桥长1806米,是世界最长的铁路、公路两用的钢桁梁大桥。

桁架桥(见图1)一般由主桥架、上下水平纵向联结系、桥门架和中间横撑架以及桥面系组成。

在桁架中,弦杆是组成桁架外围的杆件,包括上弦杆和下弦杆,连接上、下弦杆的杆件叫腹杆,按腹杆方向之不同又区分为斜杆和竖杆。

弦杆与腹杆所在的平面称为主桁平面。

中、小跨度采用不变的桁高,即所谓平弦桁架或直弦桁架。

桁架结构可以形成梁式、拱式桥,也可以作为缆索支撑体系桥梁中的主梁(或加劲梁)。

图1 桁架桥1.2 设计思路在满足竞赛赛题要求的前提下,通过合理设计简支桥的结构形式,实现较大的结构强度、刚度以及良好的抗冲击荷载性能。

刚柔支撑并济的桁架结构体系制作工艺简单、传力明确高效,具有较强的承重能力。

根据设计要求和材料特性,经我们小组讨论分析,按“实用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则,同时,考虑简支桥梁集中力作用下的三角形弯矩图,决定选做变截面梁式桁架桥模型。

本桥设计为上承式梁式桁架桥,梁体为平面桁架体系(见图2)。

图2 双飞桥有限元模型透视图2、模型方案及制作2.1 模型方案本桥跨度为1. 00m,两端支座长度为0.016m,桥高为0.12m,每个节间尺寸取为0.05m,上弦杆采用两根4 mm×6 mm粘结而成,截面尺寸为4mm×6mm×2;下弦杆截面为4 mm×6 mm,中间竖杆截面尺寸为4mm×6 mm;长斜杆尺寸为4 mm×6 mm,腹杆尺寸为2 mm×2 mm。

钢桁架桥施工方案

钢桁架桥施工方案

钢桁架桥施工方案一、项目背景钢桁架桥是一种结构稳定、施工方便、耐久性强的桥梁类型。

它由桁架结构组成,采用钢材作为主要材料,具有抗压、抗弯等优势。

本文将介绍钢桁架桥的施工方案,包括桥梁设计、施工过程和施工注意事项等。

二、桥梁设计1. 桥梁类型选择根据实际情况,选择适合的钢桁架桥类型,包括单孔桥、连续梁桥、悬索桥等。

2. 桥梁设计参数确定确定设计参数,包括桥梁的跨度、标准荷载、设计荷载组合等。

根据设计荷载组合,进行结构计算,确定桁架结构的尺寸和数量。

3. 桥墩设计根据桥梁的荷载传递情况和地基条件,设计合适的桥墩。

考虑桥墩的承载能力、稳定性和抗震性。

三、施工过程1. 基础施工进行桥墩基础的施工,包括基坑开挖、土方回填、基础浇筑等。

同时,根据设计要求设置好桥墩的支撑结构,确保施工安全。

2. 桁架制造根据设计图纸,制造桁架构件。

使用合适的钢材进行焊接和热处理,确保桁架的强度和耐久性。

3. 桁架安装将制造好的桁架安装在桥墩上,使用合适的起重设备进行吊装和定位。

安装过程中,保证桁架的平整度和垂直度。

4. 华测施工进行钢桁架桥的桥面铺设、护栏安装、防水处理等工作。

同时,进行桥梁的验收和力学性能测试,确保桥梁的质量和使用安全。

四、施工注意事项1. 安全问题钢桁架桥的施工过程中,必须严格遵守安全操作规范,使用合适的施工设备和个人防护装备,加强施工现场的安全管理。

2. 质量控制严格按照设计图纸和规范要求进行施工,确保桥梁的质量。

加强对桁架结构的焊接、防腐和检查,确保桁架的强度和耐久性。

3. 施工进度控制合理安排施工进度,确保施工质量和工期的要求。

加强施工组织协调,合理调配人力和机械设备。

4. 环保措施施工过程中,采取必要的环保措施,防止污染土壤和水源。

合理利用施工废弃物,做好垃圾分类和处理工作。

本文介绍了钢桁架桥的施工方案,包括桥梁设计、施工过程和施工注意事项等。

钢桁架桥的施工需要严格遵守安全规范,控制施工质量和进度,同时注重环境保护。

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大跨度钢桁架桥梁的结构设计
摘要钢桁架桥梁的使用主要在一些公路桥梁中,在城市规划建设中使用较少。

但是近些年来随着城市道路的快速发展和铁道事业不断推进,大跨度的钢桁架梁桥也得到了很大的发展。

鉴于大跨度钢桁架桥梁在使用中施工方便和能够承载较大的交通量的优势,给城市中桥梁建设提供了更多的选择。

在本文中,详细的介绍了大跨度钢桁架桥梁的结构设计特点,包含有桥梁结构的构造要求,通过使用有限元软件的分析方式,对于大跨度钢桁架梁桥的设计要点和结构承载进行讨论。

关键词大跨度钢桥;大钢桁架桥梁;结构设计;桥梁设计
在城市的发展过程中,对于交通的需求不断提升。

在遇到自然阻碍的情况下需要不断提高工程的智慧来完成实际的需要。

面对江河的阻隔,架设桥梁方面就需要改变以往的设计思路。

这样的情况下,大跨度钢桁架桥梁就应运而生。

下面我们对大跨度钢桁架桥梁的结构进行设计。

1 工程结构概况
某桥梁的整体结构选用下承式大跨度钢桁架桥梁,在桥梁的上部结构中包括有桥面结构、主桁架、桥梁连接体和桥梁支座等五个主要部分。

大跨度钢桁架桥梁桥面铺装结构使用厚度为30cm的钢筋混凝土连续板,并在钢筋混凝土上面铺设有3cm~6cm的防水层和6cm的沥青混凝土层。

整体的桥面板上采用16个现浇钢横梁。

桥梁的上部结构中所选用的混凝土强度为C45,承受荷载的钢筋为HRB450,构造筋为HRB400。

大跨度钢桁架桥梁的桥面结构由钢横梁和纵梁组成。

相比于一般跨径的传力结构相似,大跨度钢桁架桥梁通过桥面将荷载向下传递(纵梁--横梁),通过传力节点最终分布在钢桁架杆件中。

在桥面的钢桁架的横梁中有16道,断面采用工字型的焊接钢,尺寸为2□800×60,1□850×50(单位mm)。

因考虑到桥梁的结构为大跨度,承受的荷载较大,所以结构设计时采用混凝土和钢架共同受力的模式,同时在钢架顶端设置有螺栓剪力键,更好的使混凝土和钢架共同受力。

桥梁的连接体的作用是使得横梁和纵梁能够在风荷载的作用下保持稳定性,并且能在地震的作用下有一定的抗倾覆能力。

因此在结构中使用上弦支撑和水平支撑。

支撑选用H型钢。

钢材选用300×300。

在大跨度钢桁架桥梁中,主桁架是最为重要的承力结构。

考虑到大跨径梁桥的长度普遍较长,所使用的腹杆强度较大,不能使用钢筋混凝土结构,在本设计中,选用高强度的连接系杆。

连接系杆一般不采用工资型钢,而使用高强螺栓连接,并用焊接工字型截面焊接在一起,以此来达到设计的强度,也便于工程的施工。

2 大跨度钢桁架桥梁有限元分析
在大跨度钢桁架桥梁结构设计过程中,由于跨度较大,受力杆件较多,在计算过程中较为复杂。

选用有限元软件对钢桁架受力结构进行分析。

在建立有限元模型的过程中,从平面结构和立体结构两个方面进行,在结合两种的模型建立方式的不同,得出最为贴合工程实例的大跨度钢桁架桥梁模型。

并将平面模型导入结构程序中进行计算。

得到两跨对称的横向布置参数,并在人行道中设置有防撞墩台。

在跨中处的桁架的横向影响线的计算中考虑有最不利荷载分布,进一步对跨中处的桁架受力进行分析。

在空间模型的分析过程中,将上弦和下弦结构分离开来进行分析,考虑到了腹杆和斜腹杆的受力结构,对于有限元中的每个单元体进行分析得到横向和纵向量的单元信息,并。

在考虑到上部结构荷载(桥面荷载、桥面铺装、人行道、防撞墩台永久荷载、可变荷载)的分布情况,根据折减系数的计算之后,转换到各个单元当中。

由设计的结果可以看出,平面结构和空间结构所得出的桁架受力结构模型的计算结构相似,计算结果正确。

而且在使用有限元设计软件中得出的大跨度钢桁架桥梁结构分析数据,都会比杆件的容许应力小。

在软件分析中,还进行钢桁架各个杆件的连接承载能力和连接使用疲劳性实验,都能通过《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86中所制定的要求,保证各杆件的设计强度的情况下疲劳强度都要小于设计容许应力。

最为桥梁的称重部件,横梁在设计的过程中简化为钢和混凝土的结合体进行考虑,在一期荷载当中主要由钢桁架进行承担所有的外部荷载,在二期恒载和活载计算中,荷载由桥梁的纵向梁和混凝土上部面板共同承担。

当荷载的分布情况使用有限元软件分析出来之后,需要对于每个桥梁的应力阶段进行验算,其中包括有应力的验算、挠度的验算、抗压验算、抗拉验算,抗弯验算和系统整体稳定性的验算。

在满足了这些承载力的设计要求才能进行下一步的设计工作。

此外,还要特别强调的是,不同于一般的钢桁架梁桥,在大跨度钢桁架梁桥的设计当中还要对于高强螺栓的铆钉剪力键进行容许力验算,在通过弹性模量和塑性指标的分析之后,计算出合适的铆钉承载能力,从而计算出使用铆钉的数量。

3 大跨度钢桁架桥梁的模态分析
模态分析是动力学分析中很重要的基础分析,是谐响应分析,瞬态分析及反应谱分析等其他动力学分析的起点。

模态分析一般用来确定结构的振动特性,来计算结构的固有频率和主振型。

这些参数即是结构承受动力荷载作用下的重要参数,同时也是结构其他各类型动力学分析的基础,而在模态分析中,低阶振型对结构起控制作用,文中采用大型通用有限元软件ANSYS,采用子空间迭代法进行桥梁模态分析。

刚桁架桥的第一阶振型以竖向对称弯曲为主,自振频率为0.94053Hz,自振周期为1.0632s。

自振周期长,固有频率低,此振型在刚桁架桥的地震响应中占了很大的比例;刚桁架桥的反对称竖弯出现的比较早,自振频率为 1.3191Hz,自振周期为0.7581s。

此阶振型对钢桁架桥的竖向地震反应影响很大;该桥较早出现的振型是以竖桥向为主,说明该刚桁架桥对竖向地震动作用较为敏感。

4 大跨度钢桁架桥梁结构设计方法
1)现有的很多大型建筑物所采用的结构为大跨径式,跨径不断的增加就要考虑在结构物的自重方面进行改良,传统的钢筋混凝土材料已经不能满足现在的建筑要求。

这就需要在大跨径桥梁结构中使用钢桁架。

这就可以降低结构物的自重,提高大跨径桥梁的结构刚度,对于抗震方面的性能也有很大的提升。

在设计规范中,将钢桁架支撑结构的抗震等级由普通的三级提高到抗震二级,对于一些重要的建筑物或是地震多发区桥梁结构需要将整体结构的刚度提高到抗震一级;2)在对于大跨径桥梁的结构分析中,对于受力结构使用力学模型进行分析,在建立力学模型中常使用2D和3D进行模拟,使用的分析软件有SATWE,PMSAP 及ETABS。

根据这些软件的模型建立及模拟,最终得到桥梁结构中杆件的受力分配情况,并根据杆件之间的位移来对内力进行分析研究,以达到对桥梁结构的整体分析,并结合钢桁架桥梁和周边的环境特点,设计出最为合理的桥梁模型;
3)尤为注意的是,在桥梁结构分析中,使用PMSAP 相关的分析系统,对于主跨部分的模拟分析,包括对主跨的结构抗震分析和风荷载情况下的受力分析,考虑到受力平面不均匀分布、楼板处不连续等不利因素,整合考虑桥梁在不利荷载下的工作情况,在结合这些分析数据之后,在一些结构承载薄弱的位置增设结构加强系杆或是其他组合结构,来保证在地震作用和风荷载的作用下能保证桥梁整体的稳定;
4)整体结构内力配筋计算均采用弹性楼板模式进行分析,充分考虑大跨度跃桥面板、桥梁箱室等腹板震动对周边结构构件产生的不利影响;同时对于腹板不连续的楼层,通过加大相应腹板厚度、提高腹板配筋率、采取双层双向配筋等加强措施,以确保水平荷载的有效传递。

5 结论
在桥梁建设当中,考虑到跨度和施工的方式等因素,选用不同的桥型进行施工。

对于本文中提到的大跨径钢桁架桥梁的使用也越来越多。

在本文中,详细的介绍了该桥型的优势,并提出了使用该桥型的技术特点。

使用有限元的分析软件对于桥梁的整体结构进行分析,最终得出各个单元体的承载信息,在模态分析的角度下保证钢桁架梁桥的稳定性,为大跨度钢桁架梁桥的建设做好结构设计工作。

不容忽视的是,在桥梁的结构设计中还要添加有桥梁后期的检测任务,将检测也纳入桥梁的整体结构设计当中,以形成桥梁设计、施工、使用和检测为一体的模式。

参考文献
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