桥梁钢结构基础知识..-共23页
《钢结构桥梁》课件讲义
三、钢梁
钢梁桥包括简支或连续体系的钢箱梁、钢板梁桥。 钢桥具有如下特点： （1）跨越能力大。由于钢材的强度高，在相同的承载能力条件下；与钢 筋混凝土桥梁相比，钢桥构件的截面较小，所以钢桥的自重较轻，最适 合于建造大跨度的桥梁。 （2）最适合于工业化制造。钢桥构件一般都是在专业化的工厂由专用设 备加工制作，不受季节的限制，加工制造速度快、精度高，质量容易得 到控制，因而工业化制造程度高。 （3）便于运输。由于钢桥构件的自重较轻，特别是在交通不便的山区便 于汽车运输。 （4）安装速度快。钢桥构件便于用悬臂施工法拼装，有成套的设备可用 ，拼装工艺成熟。 （5）钢桥构件易于修复和更换。 （6）钢材易锈蚀，故钢桥的养护费用高。另外，钢桥须防火，在列车通 过时噪音大，故不宜在闹市区建造铁路钢桥。
(4)悬索桥：主缆为主要承重构件，受力特点为外荷载 从梁经过系杆传递到主缆，再到两端锚锭。主要材料为预 应力钢索、混凝土、钢材，适宜于大型及超大型桥梁。优 点：由于主缆采用高强钢材，受力均匀，具有很大的跨越 能力。缺点：整体钢度小，抗风稳定性不佳；需要极大的 两端锚锭，费用高，难度大。
2按跨径分类
(3)斜拉桥：梁、索、塔为主要承重构件，利用索塔上伸出 的若干斜拉索在梁跨内增加了弹性支承，减小了梁内弯矩 而增大了跨径。受力特点为外荷载从梁传递到索，再到索 塔。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中等 或大型桥梁。优点：梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能力增 大；受桥下净空和桥面标高的限制小；抗风稳定性优于悬 索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。缺点： 由于是多次超静定结构，计算复杂；索与梁或塔的连接构 造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术要求严格。
钢结构桥梁
一、桥梁分类
1、按体系分类：以主要的受力构件为基本依据，可分为梁式桥、 拱式桥、斜拉桥、悬索桥几大类。 （1）梁式桥：主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受弯。多用 于中小跨径桥梁。优点：工业化施工、耐久性好、适应性强、整体 性好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。 缺点：结构本身的自重大，约占全部设计荷载的30%至60%，且跨度 越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。
桥梁钢筋结构基础知识
桥梁钢结构基础知识讲座一、常用钢材1、结构钢牌号说明，对应标准GB221－2000《钢铁产品牌号表示方法》。
如：Q345qCQ－屈服强度；345－屈服强度345MPa(当δ≤16mm时，其屈服强度大小与牌号数值相同。
板厚增加，强度降低，例如Q345C钢，当δ＞63mm时，其屈服强度只有315MPa)；q－桥梁用结构钢；C－质量等级为C级。
钢材质量等级共有A、B、C、D、E 5个级别，A级最低，E级最高，主要表现在钢中有害杂质S、P含量的多少，耐冲击温度的高低。
如：A KV(纵向)Q345A、B级钢，＋20℃，34J；A KV(纵向)Q345C级钢，0℃，34J；A KV(纵向)Q345D级钢，—20℃，34J；A KV(纵向)Q345E级钢，－40℃，34J。
2、结构钢的屈强比即钢材的屈服强度与抗拉强度之比，σs/σb屈强比越小，强度储备越大，结构越安全可靠；屈强比越大，强度储备越小，结构越不安全可靠。
一般屈强比不超过0.8。
一般，钢材的强度等级越高，屈强比越大，反之，越小。
3、碳素结构钢对应标准GB/T700-2006，有4个强度等级：Q195（不分级）；Q215（A、B级）；Q235（A、B、C、D级）；Q275（A、B、C、D级）。
用的比较多的是Q235C钢，相当于过去的A3钢。
4、低合金高强度结构钢对应标准GB/T1591-2008, 有8个强度等级：Q345（A、B、C、D、E级）；Q390（A、B、C、D、E级）；Q420（A、B、C、D、E级）；Q460（C、D、E级）；Q500（C、D、E级）；Q550（C、D、E级）；Q620（C、D、E级）；Q690（C、D、E级）。
过去的16Mn相当于Q345的A、B级。
与GB/T1591-1994对照，新标准增加了Q500、Q550、Q620、Q690强度等级，取消了Q295强度等级。
5、桥梁用结构钢对应标准GB/T714-2000, 有4个强度等级：Q235q（C、D级）；Q345q（C、D、E级）；Q370q（C、D、E级）；Q420q（C、D、E级）。
南京林业大学桥梁钢结构知识点整理
桥梁钢结构第18章1.钢结构是由型钢和钢板采用焊接或螺栓连接方法制作成基本构件，并按照设计构造要求连接组成的承重结构。
2.钢结构的优点：1）材质均匀，可靠性高；2）强度高，质量轻；3）材料塑性和韧性好；4）制造安装方便；5）具有可焊性和密封性；6）耐热性较好。
3.钢结构的缺点：1）耐火性差；2）耐腐蚀性差。
4.钢材受力的五个阶段：1）弹性阶段；2)弹塑性阶段；3）屈服阶段；4）强化阶段；5）颈缩阶段。
5.试件拉断后标距长度的伸长量Δl与原标距长度l的比值δ称为钢材拉伸的伸长率，即（l1为试件拉断后标距部分的长度）。
6.钢材的抗拉强度fu 是钢材抗破断能力的极限。
钢材屈服强度与抗拉强度之比fy/fu称为屈强比。
fy /fu越大，强度储备越小，fy/fu越小，强度储备越大。
f y /fu一般为0.6~0.757.钢材的三项主要力学性能指标：钢材的屈服强度fy 、抗拉强度fu以及伸长率δ8.钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑性变形时对裂纹的抵抗能力的一项指标。
9.钢材的冲击韧性是指钢材在冲击荷载作用下吸收机械能的能力，是衡量钢材抵抗可能因低温、应力集中、冲击作用而导致脆性断裂的一项力学性能指标。
钢材的冲击韧性与钢材质量、试件缺口、加载速度以及温度有关。
10.钢结构应选用无缺陷，特别是无缺口和裂纹的钢材；在负温条件下使用的钢结构应尽量采用较小厚度的钢材；对在常温或低温下工作的结构用钢材应满足其冲击韧性的要求。
11.我国公路钢桥推荐使用Q235、Q345、Q390和Q420钢材。
12.钢材的可焊性好是指在一定工艺和构造条件下，钢材经过焊接后能够获得良好的性能。
含碳量为0.12%~0.20%时，焊接性能最好，含碳量超过0.20%时，焊缝及热影响区容易变脆。
13.硫是钢材中的有害元素。
硫的含量过大不利于钢材的焊接和热加工，还使钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈蚀性能大大降低。
“热脆”现象。
14.磷也是钢材中一种有害元素。
钢结构桥梁ppt课件
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（2)拱式桥：拱肋为主要承重构件，受力特点为拱 肋承压、支承处有水平推力。主要材料是圬工、钢 筋砼，适用范围视材料而定。跨径从几十米到三百 多米都有。优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼 梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且 养护、维修费用少；外型美观；构造较简单，有利 于广泛采用。缺点：由于它是一种推力结构，对地 基要求较高。
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(4)悬索桥：主缆为主要承重构件，受力特点为外荷载 从梁经过系杆传递到主缆，再到两端锚锭。主要材料为预 应力钢索、混凝土、钢材，适宜于大型及超大型桥梁。优 点：由于主缆采用高强钢材，受力均匀，具有很大的跨越 能力。缺点：整体钢度小，抗风稳定性不佳；需要极大的 两端锚锭，费用高，难度大。
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三、钢梁
钢梁桥包括简支或连续体系的钢箱梁、钢板梁桥。 钢桥具有如下特点： （1）跨越能力大。由于钢材的强度高，在相同的承载能力条件下；与钢 筋混凝土桥梁相比，钢桥构件的截面较小，所以钢桥的自重较轻，最适 合于建造大跨度的桥梁。 （2）最适合于工业化制造。钢桥构件一般都是在专业化的工厂由专用设 备加工制作，不受季节的限制，加工制造速度快、精度高，质量容易得 到控制，因而工业化制造程度高。 （3）便于运输。由于钢桥构件的自重较轻，特别是在交通不便的山区便 于汽车运输。 （4）安装速度快。钢桥构件便于用悬臂施工法拼装，有成套的设备可用， 拼装工艺成熟。 （5）钢桥构件易于修复和更换。 （6）钢材易锈蚀，故钢桥的养护费用高。另外，钢桥须防火，在列车通 过时噪音大，故不宜在闹市区建造铁路钢桥。
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(3)斜拉桥：梁、索、塔为主要承重构件，利用索塔上伸出 的若干斜拉索在梁跨内增加了弹性支承，减小了梁内弯矩 而增大了跨径。受力特点为外荷载从梁传递到索，再到索 塔。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中等 或大型桥梁。优点：梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能力增 大；受桥下净空和桥面标高的限制小；抗风稳定性优于悬 索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。缺点： 由于是多次超静定结构，计算复杂；索与梁或塔的连接构 造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术要求严格。
钢结构工程基础知识-PPT
为600～8000C。
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1.3 构件加工
⑵ 机械矫正
是通过专用矫正机使用权弯曲的钢材在外力作用下产生过量的 塑性变形，以达到平直的目的。
拉伸机矫正：用于薄板扭曲、型钢扭曲、钢管、带钢、线材等 的矫正。
压力机矫正：用于板材、钢管和型钢的矫正。 多辊矫正机：用于型材、板材等的矫正。
液压矫正机
1.3 构件加工
液压板料折弯机
数控三维钻孔机
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1.3 构件加工
1.3.3 构件矫正
钢材在存放、运输、吊运和加工成型过程中会变形,必须对不符 合技术标准的钢材、构件进行矫正。钢结构的矫正，是通过外力或 加热作用迫使钢材反变形，使钢材或构件达到技术标准要求的平直 或几何形状。
矫正的方法：火焰矫正(亦称热矫正)、机械矫正和手 工矫正(亦称冷矫正) 。
焊条直径——根据焊件厚度、接头形式、焊缝位置 和焊接层次来选择。
焊接电流——根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、 接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑。其中焊条直径和 焊缝空间位置最为关键。
电弧电压——根据电源特性，由焊接电流决定相应 的电弧电压。此外电弧电压还与电弧长有关。
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2.1 钢结构构件焊接
钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚 度允许偏差值的1/2，且锈蚀等级应在C级及C级以上。
⑶ 允许偏差抽查：钢板抽查厚度，型钢抽查规格尺寸，每
一品种、规格各抽查5处。
⑷ 抽样复验：国外进口钢材、钢材混批、板厚≥40mm且有
Z向性能要求的厚板、结构安全等级为一级大跨度结构中主要受力 构件采用的钢材、设计有复验要求的钢材、对质量有疑义的钢材应 进行抽样复验。
钢桥知识点
第一章绪论1钢桥分类：根据主要承重结构的受力体系可以分：梁式桥，拱桥，刚构桥，斜拉桥，悬索桥和混合体系桥梁。
梁式桥：竖向荷载作用，只产生竖向反力按受力体系：简支梁、连续梁、悬臂梁按结构形式：钢板梁、钢箱梁、钢桁梁、结合梁拱桥：竖向荷载作用，除产生竖向反力外，还产生水平推力按有无推力：有推力拱——设置坚固基础无推力拱（系杆拱）——于拱两端设置拉索或梁刚构桥：主要承重结构为偏心受压和受弯构件斜拉桥：高次超静定结构，关键在高塔施工和索力控制悬索桥：（吊桥），以主揽为主要承重结构，主揽只受拉力2 钢桥优缺点：优点：*钢材抗拉、抗压、抗剪强度高，重量轻，跨越能力大。
钢材可加工性能好，可用于复杂桥型和景观桥。
*材质均匀，实际应力与计算值接近，安全可靠*适合工业化方法制造，质量可靠，便于运输，便于无支架施工，工地安装速度也快。
*韧性延性好，可提高抗震性能。
*寿命长，易于修复和更换，可回收利用。
缺点：动载作用下，疲劳问题突出。
易腐蚀，需要经常检查和按期油漆，维护费用高。
铁路钢桥行车时噪声与振动均比较大。
3钢桥设计的一般要求和原则必须有足够的整体刚度、具有必要的横向刚度、满足使用阶段的受力和工作性能要求，在施工过程中满足应力和变形的要求、防腐、疲劳设计、不应有未栓合或未焊合的接触部分、应尽可能减少构件和零件的种类，钢结构的构件计尽可能标准化，使同型构件能互换、钢桥在安装或检修支座时在结构上应预设可供顶起用的结构4结构内力计算原则结构构件的内力按弹性受力阶段确定。
变形按构件毛截面计算，不考虑钉（栓）孔削弱的影响。
为简化计算，可将桥跨结构划分为若干个平面系统计算，但应考虑各个平面系统的共同作用和相互影响。
平面计算方法中，可以采用荷载横向分布系数考虑桥梁结构空间作用的影响。
5钢桥设计计算方法：容许应力法和半概率极限状态设计法σ≤γ[σ]σ—结构标准荷载的计算应力，荷载组合系数为1γ—不同荷载组合的容许应力提高系数[σ]—容许应力，为屈服强度/1.76疲劳验算方法：拉-拉或拉-压（以拉为主）的构件压-拉（以压为主）的构件第三章桥面结构1钢桥桥面构造组成及各部分作用：*桥面梁格，桥面板，桥面铺装，排水防水系统，人行道或护轮带，栏杆，照明灯具和伸缩缝等组成。
《钢结构桥梁》课件
与结构工程、材料科学、计算机科学等多学 科交叉融合。
智能化制造
数字化设计、自动化生产和智能化运营。
挑战
技术创新、成本控制、环境保护和社会接受 度等。
THANKS
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经济合理
在满足防腐要求的前提下 ，应考虑成本效益，选择 性价比高的防腐方法。
防腐材料与涂装工艺
防腐涂料
选择具有良好耐候性、防 腐蚀性能的防腐涂料，如 环氧富锌底漆、聚氨酯面 漆等。
涂装工艺
根据防腐要求和实际情况 ，制定合理的涂装工艺流 程，包括预处理、涂装、 固化等环节。
涂层结构
根据腐蚀环境和使用条件 ，设计合理的涂层结构， 包括底漆、中间漆和面漆 等层次。
实例
南京长江大桥、上 海卢浦大桥、美国 金门大桥等。
技术创新与改进
高强度钢材的应用
提高桥梁的承载能力和耐久性。
新型连接技术的研发
如焊接、栓接和混合连接方式。
防腐与防火技术的进步
提高钢结构桥梁的使用寿命和安全性 。
智能化监测和维护系统
实时监测桥梁状态，实现预防性维护 。
未来发展趋势与挑战
绿ห้องสมุดไป่ตู้环保
降低能耗和材料消耗，推广可再生资源利用 。
02
钢结构桥梁的设计与构造
设计原则与流程
总结词
设计原则、流程
详细描述
钢结构桥梁的设计应遵循安全、经济、适用、美观的原则，同时要满足结构、施 工和使用等方面的要求。设计流程一般包括初步设计、技术设计和施工图设计三 个阶段，每个阶段都有相应的设计内容和要求。
结构分析方法
总结词：分析方法
详细描述：钢结构桥梁的结构分析方法主要有有限元法和有限差分法等数值分析 方法，以及试验和观测等实验方法。这些方法可以对桥梁的整体和局部进行详细 的结构分析和评估，为设计提供依据和优化建议。
钢结构桥梁的入门基础-
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.三、钢结构桥梁几个主体问题钢结构核心问题为强度、稳定、疲劳1)强度受拉杆件或者弯矩中的受拉部位:应力小于容许应力即可,假如为螺栓连接,计算应力时采用净面积计算2)稳定稳定问题转为强度模式控制,只不过将容许的压应力转换为容许应力x小于1的一个数字,此数字结合杆件的计算长度与杆件回转半径相结合的长细比,如下表稳定问题还包括整体稳定与局部稳定之分,只要构件受压,终究不能离开稳定问题的困扰,这也是拱桥跨径小于斜拉桥、斜拉桥跨径小于悬索桥的主体原因;整体稳定可按上述的稳定应力小于强度容许应力乘以相应于长细比的小于1的折减系数控制,局部稳定按照下表宽厚比控制受压杆件设置的局部加劲肋,解决宽厚比过大的局部稳定问题.上表为压杆的局部稳定控制指标,对于受弯构件的腹板的抗剪稳定,也有相应的要求,防止腹板受剪失稳,控制指标为腹板的高厚比简支梁受力的横梁腹板加劲肋设置,竖向设置间距不大于2m的加劲板,正弯矩上缘受压部位设置水平向加劲肋.3)疲劳只要受拉,构件就有疲劳问题,裂纹随着拉应力的变化扩展,所以受压构件不需检算疲劳,受拉或者是拉压交替就会有裂纹扩展的危险,就需检算疲劳稳定,疲劳主要与应力变化幅密切相关,疲劳检算主要是检算应力幅四、钢结构桥梁与混凝土箱梁类比钢箱梁截面混凝土截面对于一个3x30m混凝土现浇预应力匝道箱梁,荷载传力途径:荷载--------传力途径1:横向通过顶板传递给纵腹板(对应纵向1m板条桥面板横向计算(车辆中车轮荷载)) ---组成横框的桥面板的横向受力-------传力途径2:通过顶底板及腹板纵向传递给横梁(对应于纵向单梁主梁计算,顶底板抗弯,腹板抗剪,车道荷载计算,受拉部位设置预应力钢束保证混凝土抗裂,同时钢束的设置不能使混凝土受压过大)---纵向受力------传立途径3(通过横梁由横梁与纵腹板相交之点传至支座)(对应于横梁计算,根据横梁跨度决定是否采用预应力)-----横梁的横向受力对于3x30m钢箱梁,16mm厚顶板及顶板位置的纵向加劲肋(U肋、倒T肋、板肋)相当于25cm厚混凝土顶板,14mm厚底板及其加劲肋相当于25cm厚混凝土底板,两块14mm厚腹板类式于45cm厚腹板.钢箱与混凝土承受荷载比较,相应采用Q345qD钢材与C50混凝土类比:混凝土顶板承受弯矩中的压力:7800mm*250mm*16.2MPa=31590kN钢箱梁顶板承受弯矩中的轴力:(7800mm*16mm+705mm*8mm*10)*200MPa=36240kN,可以看出钢结构承载能力更强.混凝土腹板抗剪:2000mm*450mm*2*0.17*32.6Mpa=9975kN钢箱梁腹板抗剪:2000mm*14mm*2*120Mpa=6720kN,抗剪混凝土强些,同等跨度的钢箱梁一恒只有混凝土的1/3.5左右30m跨径8m桥宽混凝土一恒荷载:8*0.7*26=146kN/m30m跨径8m桥宽钢箱梁一恒荷载:8*500kg/㎡=40kN/m=146/3.65kN钢箱梁相对于混凝土箱梁,上面讲述了几个类同性,类同性1: 16mm厚顶板及顶板位置的纵向加劲肋(U肋、倒T肋、板肋)相当于25cm厚混凝土顶板类同性2: 14mm厚底板及其加劲肋相当于25cm厚混凝土底板类同性3: 两块14mm厚腹板类式于45cm厚腹板本质的不同点在于钢箱梁纵向必须设置间距2m或者3m设置横隔板(正交各向异性板名称的由来,纵向顶板加劲肋加劲及横向横隔板加劲),以支承顶板上加劲肋的受力,减小顶板加劲肋计算跨度,同时减小较薄的钢板的畸变变形增强横向受弯能力,任何钢结构箱型杆件均需设置隔板,此构造类似与竹子中的隔板,大自然中生物是演化的最合理构造.钢箱梁的传力途径,相比于混凝土传力途径,多了一个横隔板间顶板纵肋的纵向传力,所以钢箱梁需要两个体系相加,原因在此!钢箱梁传力:荷载--------传力途径1:横向通过16mm厚顶板传给顶板纵向加劲肋(顶板传力,第三体系,薄膜力很大不用考虑)---------传力途径2:顶板纵向加劲肋传至隔板(纵向加劲肋及顶板组成的构件支撑在间距2m或者3m的横隔板上的受力,车辆中车轮荷载计算,多跨连续梁受力)---顶板纵向加劲肋及顶板的纵向受力,属于第二体系也叫桥面体系,由于是纵向受力,所以需要与第一应力体系相加-------传力途径3:横隔板传递给纵腹板(横隔板与其上下方顶板底板组成的构件在跨度为纵隔版之间间距的横向受力,也叫桥面体系)--- 横隔板与顶上16mm厚底下14mm厚的横向受力-------传力途径4:纵腹板传至横梁(对应于纵向单梁主梁计算,顶底板抗弯,腹板抗剪,车道荷载计算)---第一体系,也叫主梁体系,纵向受力,与混凝土完全一致------传力途径5(通过横梁由横梁与纵腹板相交之点传至支座)(对应于横梁计算,)-----横梁的横向受力,与混凝土完全类似理解纵向单梁模型------不包含顶板加劲肋的第二体系计算五、钢结构桥梁构造本章主要简述钢结构桥梁中钢箱梁构造,根据上一章钢箱梁传力其实大体可以确定钢箱梁构造了,本章单独提列,加强名称介绍,构造服务于受力薄壁扁平钢箱梁构造1、总体布置薄壁扁平钢箱梁（梁高与桥宽之比很小）是由顶板、底板、横隔板和纵隔板等板件通过全焊接的方式连接而成，扁平钢箱梁的顶底板通过横隔板及纵隔板等横纵向联结杆件联成整体受力体系。
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桥梁钢结构基础知识讲座一、常用钢材1、结构钢牌号说明，对应标准GB221－2019《钢铁产品牌号表示方法》。
如：Q345qCQ－屈服强度；345－屈服强度345MPa(当δ≤16mm时，其屈服强度大小与牌号数值相同。
板厚增加，强度降低，例如Q345C钢，当δ＞63mm时，其屈服强度只有315MPa)；q－桥梁用结构钢；C－质量等级为C级。
钢材质量等级共有A、B、C、D、E 5个级别，A级最低，E级最高，主要表现在钢中有害杂质S、P含量的多少，耐冲击温度的高低。
如：A KV(纵向)Q345A、B级钢，＋20℃，34J；A KV(纵向)Q345C级钢，0℃，34J；A KV(纵向)Q345D级钢，—20℃，34J；A KV(纵向)Q345E级钢，－40℃，34J。
2、结构钢的屈强比即钢材的屈服强度与抗拉强度之比，σs/σ b屈强比越小，强度储备越大，结构越安全可靠；屈强比越大，强度储备越小，结构越不安全可靠。
一般屈强比不超过0.8。
一般，钢材的强度等级越高，屈强比越大，反之，越小。
3、碳素结构钢对应标准GB/T700-2019，有4个强度等级：Q195（不分级）；Q215（A、B级）；Q235（A、B、C、D级）；Q275（A、B、C、D级）。
用的比较多的是Q235C钢，相当于过去的A3钢。
4、低合金高强度结构钢对应标准GB/T1591-2019, 有8个强度等级：Q345（A、B、C、D、E级）；Q390（A、B、C、D、E级）；Q420（A、B、C、D、E级）；Q460（C、D、E级）；Q500（C、D、E级）；Q550（C、D、E级）；Q620（C、D、E级）；Q690（C、D、E级）。
过去的16Mn相当于Q345的A、B级。
与GB/T1591-1994对照，新标准增加了Q500、Q550、Q620、Q690强度等级，取消了Q295强度等级。
5、桥梁用结构钢对应标准GB/T714-2019, 有4个强度等级：Q235q（C、D级）；Q345q（C、D、E级）；Q370q（C、D、E级）；Q420q（C、D、E级）。
如：南京大胜关大桥，Q370qE用于受拉部位，Q420qE用于受压部位。
6、厚度方向性能钢板对应标准GB5313-85, 有3个等级系列：Z15、Z25、Z35。
钢板的抗层状撕裂性能采用厚度方向拉力试验的断面收缩率来评定。
如：Z35钢，断面收缩率三个试样平均值不小于35％，其中单个试样不小于25%。
主要是硫的含量低，如Z35钢，硫的含量不大于0.005%。
7、焊接用耐候钢对应标准GB/T4172, 有4个强度等级：Q235NH、Q295NH、Q355NH、Q460NH。
特点是钢中含有铜和铬，具有耐大气腐蚀的性能。
8、可焊性与碳当量材料能否获得满意的焊接质量的性能称为材料的可焊性。
碳是钢中最主要的元素，也是对可焊性最具影响力的元素。
含碳量越高，可焊性越差。
把各种合金元素对材料可焊性影响的程度折合成碳对材料可焊性的影响，称为碳当量。
我国的碳当量计算公式为：1440540246(%)VMo Cr Ni Si Mn C Ceq ++++++= Ceq （％）小于0.45%时，可焊性是良好的。
９、钢材的损耗率１、山海关桥梁厂：双定尺料为６％，非定尺料为８％。
２、坝陵河大桥，设计规定：一般为６％，整体节点为１０％。
二、焊接工艺评定及常用的焊接方法1、焊接工艺评定焊接工艺评定是编制焊接工艺的依据。
焊接工艺评定的目的，一是审定生产工艺能否实现；二是质量保证可靠程度；三是经济合理性。
机械性能试验项目、试样数量及试验方法应符合下表的规定。
机械性能试验项目、试样数量（个）试样型式试验项目试样数量试验方法对接接头试样 接头拉伸（拉板）试验 1 按《焊接接头机械性能试验方法》 （GB2649-2654）的规定焊缝金属拉伸试验1接头侧弯试验 ①1 低温冲击试验 6 ②接头硬度试验 1 T 型接头试件焊缝金属拉伸试验1 接头硬度试验1注：①弯曲角α=180°；②缺口开在焊缝中心及熔合线外1.0mm 处各3个。
接头拉伸（拉板）试验是为了检测接头的抗拉强度，一般断在母材。
屈服强度在原材料复验时已测过，此处一般不测。
焊缝金属拉伸（拉棒）试验是检测焊缝金属的屈服强度、抗拉强度及延伸率。
接头侧弯试验，弯芯直径和弯曲角度应符合母材标准对冷弯的要求。
若板厚小于１０mm，做侧弯试验不便操作，可做一个面弯和一个背弯代替侧弯。
2、常用焊接方法当前，桥梁钢结构常用的焊接方法主要是三种：气体保护焊。
手工电弧焊、埋弧自动焊、CO2三种焊接方法的比较方法质量效率灵活抗风抗潮用途项目手弧焊好低高一般差短小焊缝CO2好较高较高差高短小焊缝，及打底、填充焊埋弧焊很好高低较好一般长焊缝，盖面三、常用焊接材料1、低合金结构钢焊条对应标准GB/T5118－95。
常用：J507，即E5015，结构钢焊条，焊缝金属抗拉强度５０kg/mm2,碱性低氢型药皮，焊接电源，直流反接。
其熔敷金属冲击韧性比较高。
J50２，即E5003，酸性焊条，钛钙型药皮，焊接电源，交直流两用。
2、埋弧焊低合金钢用焊丝和焊剂熔化焊钢丝对应标准GB/T14957－94。
焊剂对应标准GB/T5293－99。
焊接Q345C钢可以选用：HJ431+H08A，或SJ101+ H10Mn2。
HJ431：HJ－焊剂；431－高锰、高硅、低氟。
H08A：H－焊接用钢丝；08－含碳量0.08%；A－高级，S、P含量低。
H10Mn2：H－焊接用钢丝；10－含碳量0.10%，Mn2－含锰量将近2％。
SJ101：SJ－烧结焊剂；101－编号，合金元素含量较低。
合金元素含量低的焊丝搭配合金元素含量高的焊剂，合金元素含量高的焊丝搭配合金元素含量低的焊剂。
3、CO气体保护焊低合金钢用焊丝2实芯焊丝对应标准GB/T8110－95，常用：ER49-1、ER50-1、 ER69-1、ER76-1、ER83-1。
ER表示焊丝，50表示熔敷金属抗拉强度最低值为550MPa。
ER49-1相当于H08Mn2Si。
药芯焊丝对应标准GB/T10045－2019。
常用：E501T、E551T等，E表示焊丝，50为熔敷金属的抗拉强度等级（kg/mm2，即480MPa），１表示全位置焊接，T表示药芯焊丝。
四、电焊条1、焊条芯，一般用H08，对应标准GB/T14957－94。
2、焊条药皮成份造气剂：淀粉、木粉、大理石（CaCO）等；3）等矿物；造渣剂：大理石（CaCO3脱氧剂：硅铁、锰铁；合金剂：硅铁、锰铁；除氢剂：萤石（CaF）;2粘结剂：水玻璃（硅酸钠、硅酸钾）。
硅铁、锰铁脱氧剩余部分做为合金剂。
结构钢焊条，焊条芯相同，调整药皮配方，可获得不同性能的电焊条。
3、焊条的保管与烘培对应标准JB3223－83。
酸性焊条75～150℃，烘干1～2h ；碱性焊条350～400℃，烘干1～2h 。
烘干后放入100～150℃保温筒内。
存放焊条的架子距地面和墙壁不小于300mm ，严防潮湿。
焊接材料除应符合现行国家标准外，其抽样检验尚应符合以下规定：制造厂首次使用的焊接材料应进行化学成分和熔敷金属力学性能检验； 连续使用的同一厂家、同一型号的焊接材料，实芯焊丝逐批进行化学成分检验，焊剂逐批进行熔敷金属力学性能检验，药芯焊丝和焊条每一年进行一次熔敷金属力学性能检验；五、焊接材料选用原则1、等强度原则焊接同种材料时，按焊接接头与母材等强度的原则来选择焊接材料。
2、就低不就高原则不同强度等级钢材焊接时，按强度等级低的一种来选择焊接材料 。
3、等同性原则碳钢或低合金钢与不锈钢焊接时，则一律采用高镍铬不锈钢焊条。
4、等条件原则焊接承受冲击载荷构件时，采用碱性低氢型焊条。
5、低缺陷原则对厚板多层焊时，可采用低强度等级焊接材料，有利于减少冷裂纹；焊接淬硬倾向大的中碳调质钢时可采用奥氏体焊条焊接，有利于减少冷裂纹的产生。
六、焊缝性能的控制1、焊缝强度的控制对接焊缝的屈服强度和抗拉强度不低于母材，并不超过母材100MPa ，超过时用韧强比来控制。
skvk A σφ=一般要求φK ≥0.13，关键在于焊接材料的选用，等强度即可。
2、焊缝韧性的控制焊接接头的冲击韧性A KV （纵向）不低于母材。
主要靠控制焊接热能输入，即控制焊接线能量的大小，减少热能输入；通过预热和缓冷降低冷却速度。
3、焊接线能量vV I v qh h ⋅⋅=η(J/㎝) I h —焊接电流； V h —电弧电压；v —焊接速度，m/s ；η—系数，一般取0.8。
七、开工前的技术准备工作编制《管理人员通讯录》、《施工组织设计》、《施工工艺方案》、《施工转换图纸》、《施工拆零图》、《焊接工艺评定任务书》、《焊缝编号说明书面》、《焊接工艺规程》、《无损检验清册》、《产品试板清册》、《高强度螺栓清册》、《涂装施工组织设计》、《生产计划》、《检验规则》、《钢材进场计划》等。
要做好技术交底、场地布置、安全教育、焊工考试、工装卡具设计与制作等工作。
收集特种人员从业资格证书、试验室资质等相关资料。
八、桥梁钢结构制造的主要工序对应规范TB10212－2009《铁路钢桥制造规范》1、原材料复验钢材应成批验收,每批由同一厂家、同一材质、同一出厂状态（指按热处理状态供应），每10个炉（批）号抽检一组试件（每批钢材重量不得大于60t）。
每批钢材的检验项目,取样数量,取样部位和试验方法应符合下表规定序号检验项目取样数量，个取样方法试验方法1 化学分析1（每炉罐号）GB222 GB2232 拉伸 1 GB2975 GB228、63973 弯曲 1 GB2975 GB2324 常温冲击 3 GB2975 GB21065 低温冲击 3 GB2975 GB41592、放样、作样、号料、下料直接在钢板上划出零件的切割线称为放样。
放样一般适用于较大的矩形零件；当相同零件数量较多时，为了提高生产效率，用薄铁皮或纸板制作适用于各种形状和尺寸的样板，用来在钢材上标出切割线位置，此项工作叫做作样。
一般尺寸较小的零件制作下料样板，尺寸较大的矩形零件需要切角时制作切角样板。
利用下料样板在钢板上划出零件的切割线叫做号料。
放样、号料以后进行切割下料。
注意杆件受力方向应与钢板轧制方向一致；要套料，节约用料；预留焊接收缩余量及加工余量。
工型杆件和箱型杆件腹板的宽度是控制杆件高度重要尺寸。
所以，腹板必须经过机加工铣边或刨边，俗称“配刨”。
3、开坡口气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸，见GB985－88；埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸，见GB986－88。
4、组装组装要在胎架上进行，配备相应的工装和夹具，凡是先孔的杆件都必须以孔来定位。
要控制装配间隙及杆件的形状和尺寸。