西南交大钢桥课程设计讲解学习
钢桥 教学大纲
钢桥一、课程说明课程编号：120107Z10课程名称：钢桥/Steel Bridge课程类别：专业课学时/学分：40/2.5先修课程：材料力学、结构力学、钢结构设计原理适用专业：土木工程（桥梁方向）、铁道工程教材：（1）现代钢桥（上册），吴冲主编，人民交通出版社，2010年教学参考书：（1）钢桥构造与设计，苏彦江主编，西南交通大学出版社，2014年（2）钢结构设计规范，GB50017-2003.（3）铁路桥梁钢结构设计规范，TB10002-2005.（4）公路桥涵钢结构及木结构设计规范，JTJ025-86二、课程设置的目的意义本课程是一门实践性很强与现行的规范、规程等有关的专业课。
通过本课程的学习，学生应掌握钢桁梁、钢板梁、钢箱梁、组合梁等钢桥的基本理论和基本知识，为从事钢桥结构工程设计、施工及管理工作提供坚实的基础。
三、课程的基本要求知识：熟悉钢桥设计的一般要求与计算基本原则；掌握钢桥的主要类型与受力特点；掌握钢筋混凝土桥面与钢桥面的构造与计算；重点掌握下承式简支拴焊钢桁梁桥的构造与设计理论；了解其它类型的钢桥如钢板梁、钢箱梁桥、组合梁桥的设计原理、施工、养护维修等基本知识。
能力：运用钢桥设计的一般要求与计算基本原则，结合公路钢桥、铁路钢桥的行业规范，能开展钢桁梁桥、钢板梁桥的合理结构选型及设计检算，具备钢桁梁桥、钢板梁桥的初步设计能力。
素质：建立钢桥设计的“安全、经济、适用、美观、耐久、环保”设计理念，培养学生注重土木工程与自然环境、人文环境的协调发展，具有较强的专业素养和可持续发展的社会责任感。
四、教学内容、重点难点及教学设计五、实践教学内容和基本要求无六、考核方式及成绩评定七、大纲主撰人：大纲审核人：。
西南交大桥梁工程7.pptx
第28页/共85页
图6-6 克劳茨高级钢支座
第29页/共85页
第30页/共85页
第31页/共85页
四、橡胶支座
橡胶支座与其它金属刚性支座相比，具有构造简单、加工方便、 节省钢材、造价低、结构高度小、安装方便等一系列优点。此外， 橡胶支座能方便地适应任意方向的变形，故对于宽桥、曲线桥和斜 桥具有特别的适应性。橡胶的弹性还能消减上、下部结构所受的动 力作用，这对于抗震也十分有利。
(2)特种钢支座
特种钢支座主要采用以下几种形式:
① 采用不锈钢或高级合金钢支座，并封闭在油箱内，以防生锈; ② 对承受接触应力的部分进行表面硬化处理，以提高其容许承载力; ③ 将支座的转动部分制成钢制或黄铜制成的球冠形，在钢制球冠的上、 下分别设置聚四氟乙烯板，构成球面(型)支座。
第25页/共85页
四、支座的布置注意事项：
(1)对于有坡桥跨结构，易将固定支座布置在标高低的墩台上
(2)对于连续梁桥及桥面连续的简支梁桥，为使全粱的纵向变形分 散在梁的两端，宜将固定支座设置在靠近桥跨中心；但若中间支点的 桥墩较高或因地基受力等原因，对承受水平力十分不利时，可根据具 体情况将固定支座布置在靠边的其它墩台上
第17页/共85页
二、钢支座
钢支座是靠钢部件的滚动、摇动和滑动来完成支座的位移和转动 的。
特点：承载能力强,能适应桥梁的位移和转动的需要,目前仍广泛应 用于铁路桥梁。钢支座常用的有铸钢支座和特种钢支座。
1. 铸钢支座 2. 特殊钢支座
第18页/共85页
西南交通大学组合结构桥梁第4~6章新版
组合结构桥梁
主讲： 赵灿晖 教授 联系电话：13881914364
四、简支梁桥
4.1构造及设计要点 特点
（1）自重轻、跨度大、梁高小 （2）主梁间距大，桥面板的高跨比可达10~25
四、简支梁桥
4.1构造及设计要点 构造
简支梁桥以钢梁受拉混凝 土板受压，充分发挥钢混 凝土两种材料的优点，是 最适合叠合梁的桥型
浇筑混凝土板时，钢梁承载—整体稳定验算、局 部稳定验算
稳定验算
运营阶段，整体承载——钢结构板件的局部稳定
稳定性验算就本质而言是钢结构的验算，在其他课程中已解 决，这里赘述。
四、简支梁桥
4.5正常使用极限状态验算
由于简支梁叠合梁受拉翼缘为钢，因此不存在裂缝宽度验算的 问题，只需要验算挠度即可。 挠度的验算可参考材料力学或结构力学进行，但刚度需特殊计 算。 叠合梁刚度计算的特殊之处在于需考虑由于剪力键变形所导致 的刚度减小，即钢-混凝土滑移效应导致的刚度折减。
基本假定
（1）交界面上的水平剪力与相对滑移成正比 （2）钢梁与混凝土梁曲率相同，且分别满足平截面假定 （3）忽略混凝土板上掀，二者竖向位移一致
四、简支梁桥
4.5正常使用极限状态验算
1.考虑滑移的刚度和变形验算
微元分析
以承受跨中集中力的简支梁来分析，并取1个栓钉间距的微段进 行分析
四、简支梁桥
4.5正常使用极限状态验算
（非弹性区）cr 1 0.614(s 0.6)： y 0.8 w 1.2 （弹性区） cr y /cr.l 1/2 ： s 1.2
验算腹板在屈曲前腹板是否已屈服——是否是材料破坏。
四、简支梁桥
w
f yd
西南交通大学本科生桥梁工程课程设计
西南交通大学土木工程201 x级桥梁工程课程设计一一预应力混凝土简支梁桥设计计算书姓名：学号：班级：指导教师：二O—X年X月第1章设计依据....................................... 错误!未定义书签。
1」设计规范 ...................................... 错误!未定义书签。
1.2方案简介及上部结构主要尺寸..................... 错误!未定义书签。
13基本参数....................................... 错误!未定义书签。
131设计荷载：................................. 错误!未定义书签。
132跨径及桥宽................................. 错误!未定义书签。
133主要材料................................... 错误!未定义书签。
134材料参数................................... 错误!未定义书签。
1.4计算模式及主梁内力计算采用的方法............... 错误!未定义书签。
1.4.1计算模式.................................. 错误!未定义书签。
1.4.2计算手段.................................. 错误!未定义书签。
1.5计算截面儿何特征 (7)第2章荷载横向分布系数计算 (8)2.1梁端的荷载横向分布系数计算 (9)2.2主梁跨中的荷载横向分布系数计算 (10)2.3计算成果汇总 (13)第3章边梁内力计算.................................. 错误!未定义书签。
3.1计算模型 (14)3.2恒载作用效应计算 (15)3.2.1恒载作用集度 (15)3.2.2恒载作用效应 (15)3.3活载作用效应 (15)331冲击系数和车道折减系数 (16)332车道荷载及车辆荷载取值 (17)333活载内力计算 (17)3.4活载作用效应 (20)341承载能力极限状态下荷载效应组合（考虑冲击作用） (20)3.4.2正常使用极限状态下荷载短期效应组合（不计冲击作用）错误!未定义书签。
西南交通大学桥梁基础工程课程设计
桥梁基础工程课程设计姓名：xxx学号：xxx班级：xxx指导老师：xxx设计时间：xxx第三节 设计依据 .第二章 基础类型的比选8第三章 浅基础的设计与检验9第一节 地基持力层的选择 .................................................................................................. 9 第二节 荷载计算 .................................................................................................................. 9 第三节 浅基础承载力检算 ................................................................................................ 13 第四节地基沉降的检验 (15)第四章 桩基础方案设计 17第一节 地基持力层的选择 ................................................................................................. 17 第二节 荷载计算 ................................................................................................................. 17 第三节 基础尺寸的拟定 ..................................................................................................... 23 第五章 桩基础技术设计26第一节 桩基础的平面分析 ................................................................................................ 26 第二节横向荷载下单桩的内力和位移计算 (30)第三节 桩身截面配筋 ......................................................................................................... 34 第三节 单桩轴向承载力检算 ............................................................................................. 36 第四节 墩台顶的水平位移检算 ......................................................................................... 36 第五节 群桩基础的承载力和位移检算 ............................................................................. 37 第六节 单桩基底最大竖向应力及侧面土抗力检算 ......................................................... 38 第七节 群桩的沉降检验.................................................................................................... 第六章 初步组织施工设计 43第一节 基础的施工工艺流程 ............................................................................................. 44 第二节 主要施工机具 ......................................................................................................... 46 第三节 主要工程数量和材料用量 ..................................................................................... 48 第四节 保证施工质量的措施 ............................................................................................. 50 第一章 概述第一节 工程概况和设计任务桩基础附图 391、工程名称某I级铁路干线上的特大桥（单线）。
《钢桥设计》教学大纲
《钢桥设计》课程教学大纲本科四年制《土木工程专业》适用（24学时）一、课程的目的和任务本课程为专业课，目的使学生掌握钢板梁桥、钢结合梁桥、钢箱梁桥、钢桁架桥和连续钢桁架桥的构造要求、受力性能及设计特点；使学生了解钢斜拉桥和悬索桥的构造特点及计算方法；并对钢桥的制造和架设的主要施工方法进行介绍。
二、课程的基本要求1．掌握钢桥的主要特点及发展趋势。
2．掌握钢桥的主要类型及各种类型的受力特点和构造特点。
3．掌握梁板桥、结合梁桥、钢箱梁桥的构造和设计方法。
4. 掌握钢桁架桥、连续钢桁梁桥各个杆件的受力、构造及设计方法。
三、课程的安排说明本课程为选修课，讲授过程中要求条理清楚、重点突出；结合多媒体教学，讲授各类桥梁的受力特点、构造特点及设计方法，增加学生的对钢桥设计的整体掌握程度。
四、课程内容第一章绪论1. 钢桥的主要特点及发展2. 钢桥的主要类型3. 钢桥所用的材料第二章钢板梁桥1.钢板梁桥的类型及构造特点2.上承式焊接板梁桥的设计第三章结合梁桥1. 结合梁桥的构造特点2. 结合梁桥的计算特点第四章钢箱梁桥1. 钢箱梁的构造特点2. 钢箱梁结构分析方法概述第五章简支栓焊钢桁架桥1. 下承式简支栓焊钢桁架桥的组成及作用2. 主桁的几何图式及基本尺寸、主桁杆件的截面设计、主桁节点设计3. 桥面系。
4. 联结系。
5. 钢桁架桥的挠度、上拱度及横向刚度。
第六章连续钢桁架桥1. 连续桁架桥的构造特点2. 连续桁架桥杆件截面尺寸的拟定3. 连续桁架桥上拱度的设置第七章钢斜拉桥1. 斜拉桥的组成形式及总体布置2. 钢斜拉桥的构造特点3. 斜拉桥的设计构思与计算要求简介4. 斜拉桥钢主梁悬臂拼装法施工简介第八章大跨度悬索桥1. 悬索桥的构造特点2. 悬索桥的设计计算要点第九章钢桥的制造与架设1. 栓焊钢梁的制造2. 钢梁架设五、课程的习题与作业各章均给出概念思考题，第五章简支栓焊钢桁架桥给出计算和设计习题。
六、课程设计与辅助教学完成简支桁梁桥主桁架的设计，并绘制施工图。
西南交通大学刚构桥毕业设计
西南交通大学本科毕业设计(论文)75m+136m+75m公路预应力混凝土连续刚构桥设计年级：学号：姓名：专业：指导老师：2015年6月院系土木工程学院专业土木工程年级姓名题目公路(75+136+75)m连续刚构桥设计(桥墩高度38/45/38m)指导教师评语指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章)成绩答辩委员会主任(签章)年月日毕业设计（论文）任务书班级学生姓名学号发题日期：2015年02月28日完成日期：06月10 日题目75+136+75m公路预应力混凝土连续刚构桥设计1、本论文的目的、意义中国基础建设的蓬勃发展，大量的桥梁结构在国内不断涌现出来。
从而也促使着桥梁工程技术不断进步，桥梁结构的形式也趋向于不断的合理化与多样性。
近年来大量的公路桥梁也在不断的修建起来。
其中连续刚构桥是最为广泛应用的形式。
在指导老师的辅导下，完成一座桥施工、成桥、预应力束配置以及各阶段的检算工作。
熟悉和掌握桥梁专业软件Midas Civil，学会如何利用软件建立各阶段模型，以及荷载的加载，预应力束的配置，并对各个阶段进行检算。
同时也学会如何解决结构检算不通过的难题。
了解不同验算项目所使用的荷载效应组合。
通过本次设计，使同学们将四年学习的各种基本知识真正的综合起来，并用于实践。
对桥梁的具体施工、使用有了一个全新层次的了解，熟悉桥梁设计的步骤。
为以后踏上工作岗位并尽快适应打下坚实的基础。
2、学生应完成的任务①、桥式方案拟定②、结构内力分析，主要包括以下计算工作：(1)自重恒载内力计算（含一期及二期恒载）；(2)活载内力计算；(3)主梁纵向预应力估算；(4)纵向预应力布置；(5)预应力损失计算；(6)预应力次内力计算；(7)温度内力计算（顶板升温）；(8)横向预应力估算；(9)支座沉降内力计算；(10)收缩徐变次内力计算（选作）；(11)荷载组合；主要截面检算③、对主梁验算（按预应力混凝土构件验算）：（一）持久状况承载能力极限状态下：（1）主梁正截面强度检算；（2）主梁斜截面强度检算（考虑竖向预应力布置）；（二）持久状况正常使用极限状态下：（1）预应力损失计算；（2）截面抗裂验算；（3）挠度验算；（三）持久状况和短暂状况构件应力计算：（1）主梁截面正应力验算；（2）主梁截面主应力验算（考虑竖向预应力布置）；（3）主梁刚度验算（4）施工阶段正应力计算；④、编制设计计算说明书⑤、绘制结构主要施工图3、论文各部分内容及时间分配：（共18 周）第一部分文献资料的收集、阅读、外文文献的翻译( 1-2 周)第二部分桥跨布置、构件尺寸的拟定和方案选择( 3-5 周)第三部分Midas桥梁几何模型计算模型的建立( 6-8周)第四部分施工阶段的确定设计( 9-10周)第五部分整理设计及计算成果，汇总最终检算成果(11-13周)第六部分完善计算、检算内容，论文整理、图纸绘制工作(14-15周) 第七部分评阅及答辩(16-18周)备注指导教师：年月日审批人：年月日摘要预应力混凝土连续刚构桥由于其良好的结构性能、简单的施工工艺、合理的经济指标和优美流畅的造型在国内外得到了广泛的应用，现已经成为我国大跨度桥梁的主要桥型之一。
西南交大钢桥课程设计
第二章 主桁杆件内力计算第一节 主力作用下主桁杆件内力计算1恒载桥面 p 1＝10kN/m ，桥面系p 2＝m,主桁架 p 3＝，联结系p 4＝m ， 检查设备 p 5＝m ，螺栓、螺母和垫圈 p 6＝(p 2+p 3+p 4)，焊缝 p 7＝(p 2+p 3+p 4)每片主桁所受恒载强度P=[10++++++++++]/2＝ kN/m ，近似采用 p ＝18 kN/m 。
2 影响线面积计算(1)弦杆 影响线最大纵距12l l y lH ⋅=影响线面积12l y Ω=⋅ A1A3: 1218.4273.6818.42,73.68,0.2, 1.16492.112.664l l y α-⨯=====-⨯ ()192.1 1.16453.582Ω=⨯⨯-=-m E2E4:1227.6364.4727.63,64.47,0.3, 1.52792.112.664l l y α⨯=====⨯ 192.1 1.52770.332Ω=⨯⨯=m 其余弦杆计算方法同上，计算结果列于表中。
（2） 斜杆''2211,,sin sin l l y y l lθθ=⋅=⋅1 1.236sin θ=== ()()'''121211,22l l y l l y Ω=+⋅Ω=+⋅ 式中'1111'''188,l l l y l y y y y y -===+ E0A1：1282.899.21,82.89,0.1, 1.236 1.1192.1l l y α====⨯= 192.1 1.1151.232Ω=⨯⨯=m A3E4:'2255,2655.26,29.43, 1.2360.74292.1l l y ===⨯=,'1129.439.210.7421.2360.371, 6.1492.10.7420.371y l ⨯=-⨯=-==+， 6.140.155.26 6.14α==+， ''1 3.079.21 6.14 3.07,0.127.63 3.07l α=-===+, ()1 6.1455.260.74222.782Ω=+⨯=m, ()()'1 3.0727.630.371 5.702Ω=+⨯-=-m, 22.78 5.7017.08Ω=-=∑m其余斜杆按上述计方法计算，并将结果列于表中。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章 主桁杆件内力计算
第一节 主力作用下主桁杆件内力计算
1恒载
桥面 p 1＝10kN/m ，桥面系p 2＝6.29kN/m,主桁架 p 3＝14.51，联结系p 4＝2.74kN/m ，
检查设备 p 5＝1.02kN/m ，
螺栓、螺母和垫圈 p 6＝0.02(p 2+p 3+p 4)，焊缝 p 7＝0.015(p 2+p 3+p 4) 每片主桁所受恒载强度
P=[10+6.29+14.51+2.74+1.02+0.02(6.29+14.51+2.74)+0.015(6.29+14.51+2.74)]/2 ＝17.69 kN/m ，
近似采用 p ＝18 kN/m 。
2 影响线面积计算 (1)弦杆
影响线最大纵距12
l l y lH
⋅=
影响线面积12
l y Ω=⋅
A1A3: 1218.4273.68
18.42,73.68,0.2, 1.16492.112.664
l l y α-⨯====
=-⨯
()1
92.1 1.16453.582
Ω=⨯⨯-=-m
E2E4:1227.6364.47
27.63,64.47,0.3, 1.52792.112.664
l l y α⨯====
=⨯
1
92.1 1.52770.332
Ω=⨯⨯=m
其余弦杆计算方法同上，计算结果列于表中。
（2） 斜杆
'
'22
11,,sin sin l l y y l l
θθ=⋅=⋅
1
1.236
sinθ
===
()()
'''
1212
11
,
22
l l y l l y
Ω=+⋅Ω=+⋅
式中'
111
1
'''
1
88
,
l l l y
l
y y y y y
-
===
+
E0A1：
12
82.89
9.21,82.89,0.1, 1.236 1.11
92.1
l l y
α
====⨯=
1
92.1 1.1151.23
2
Ω=⨯⨯=m
A3E4:'
22
55,26
55.26,29.43, 1.2360.742
92.1
l l y
===⨯=,
'
11
29.439.210.742
1.2360.371, 6.14
92.10.7420.371
y l
⨯
=-⨯=-==
+
，
6.14
0.1
55.26 6.14
α==
+
，
''
1
3.07
9.21 6.14 3.07,0.1
27.63 3.07
lα
=-===
+
,
()
1
6.1455.260.74222.78
2
Ω=+⨯=m,
()()
'
1
3.0727.630.371 5.70
2
Ω=+⨯-=-m,
22.78 5.7017.08
Ω=-=
∑m
其余斜杆按上述计方法计算，并将结果列于表中。
（3）吊杆
1.0
y=，
1
118.429.21
2
Ω=⨯⨯=m
3恒载内力
p
N p
=Ω
∑，例如
02
E E:18.030.14542.54
p
N kN
=⨯=
45
E A:()
18.0 5.4497.92
p
N kN
=⨯-=-
55
A E:18.09.21165.78
p
N kN
=⨯=
4活载内力
（1）换算均布活载k
按α及加载长度查表求得 例如
24E E :0.3α=,92.1l =，
88.48
44.242
k =
=kN/m （每片主桁） 45E A :0.1α=,51.17l =
101.9
50.952
k =
=kN/m(用内插法求得) 55A E :0.5α=,18.42l =
113.36
56.682
k =
=kN/m （2）冲击系数 弦杆、斜杆：2828
111 1.212404092.1
L μ+=+=+=++ 吊杆：28
11 1.4794018.42
μ+==+
=+
（3）静活载内力k N
p N k =Ω，例如
02E E ：46.1830.141391.92k N kN =⨯= 45E A ：()50.9515.81805.52k N kN =⨯-=- '52.910.37548.57k N kN =⨯=
55A E ：56.689.21522.02k N kN =⨯=
（4）活载发展均衡系数η值：()max 116
ηαα=+-
()/1p k N N αμ=+，max α为跨中弦杆'44E E 的α值，
max 0.3433α=，可计算各杆件η，例如
02E E ：542.54
0.32161687.01
α=
= ()1
10.34330.3216 1.00366
η=+
-= 45E A :97.92
0.0932976.29
α=
= ()1
10.34330.0932 1.04176
η=+
-=
()'1
10.34330.1369 1.08006
η=+
+= 55A E ：165.78
0.2147772.07
α=
= ()1
10.34330.2147 1.02146
η=+
-= 杆件计算同上，并将计算结果列于表2.1中。
5列车横向摇摆力产生的弦杆内力
横向摇摆力取100S kN =作为一个集中荷载取最不利位置加载，水平作用在钢 轨顶面。
摇摆力在上下平纵联的分配系数如下：桥面系所在平面分配系数为1.0，
另一平面为0.2。
上平纵联所受的荷载
下平纵联所受的荷载 S 下＝1.0×100＝100kN 。
摇摆力作用下的弦杆内力 Ns ＝yS, y 为弦杆在简支平纵联桁架的影响线纵距,例如：
上弦杆 A 1A 3长度为两个节间，受力较大的为第二个节间，其影响线顶点对应于该节间交叉斜杆的交点 O ，影响线纵距：
1213.81559.865
1.95273.68 5.75
L L y LB ⨯=
==⨯, 1.9522039.04S N yS kN ==⨯=
同理对35A A ：32.23541.445
2063.0773.68 5.75
s N kN ⨯=⨯=⨯
下弦杆02E E ：
1213.81578.285
2.04292.1 5.75
L L y LB ⨯=
==⨯ 2.042100204.2S N yS kN
==⨯=
24
E E ：32.23559.865
100364.492.1 5.75
s N kN ⨯=⨯=⨯
'
44
E E ：50.65541.445
100396.492.1 5.75
s N kN ⨯=
⨯=⨯
'97.92
0.1369664.87
α-=
=-
第二节 横向风力作用下的主桁杆件附加力计算
1平纵联效应的弦杆附加力 依设计任务书要求，风压
1230 =1.0 1.25kPa
W ＝K K K W 故有车风压 W’＝0.8W ＝
1.0kPa 。
(1)
下平纵联的有车均布风荷载
桁高 H ＝11m ，h ＝纵梁高+钢轨轨木高＝1.29+0.4＝1.69m w 下＝[0.5×0.4×H+ (1-0.4)×(h+3)]W’＝[0.5×0.4×11+ (1-0.4)×(1.69+3)]× 1.0＝5.01kN/m
(2) 上平纵联的有车均布风荷载
w 上＝[0.5×0.4×H+ 0.2×(1-0.4)×(h+3)]W’ ＝ [0.5×0.4×11+ 0.2×(1-0.4)×(1.69+3)]×1.0＝ 2.76kN/m (3) 弦杆内力
弦杆横向风力影响线顶点对应位置和纵距同上 述的摇摆力计算。
上弦杆 A 1A 3在均布风荷载 w 上作用下的内力 为：
精品文档。