20钢桥构造解析
钢桥主要结构形式与受力特点剖析
钢桥主要结构形式与受力特点剖析
矮寨特大悬索桥位于 湖南湘西。矮寨悬索桥 桥距吉首市区约20公里， 跨越矮寨镇附近的山谷， 德夯河流经谷底，桥面 设计标高与地面高差达 330米左右。
桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥，矮寨特大悬索桥全跨 1073.65m，悬索桥的主跨为1176m。该桥跨越矮寨大峡谷， 主跨居世界第3、亚洲第1。渝湘高速于2012年3月31日正式 通车。
钢桥主要结构形式与受力特点剖析
胜利黄河大桥是我国修 建的第一座钢斜拉桥， 位于垦利县城东北侧。
大桥全长2817.46米，由主桥、南北引桥组成。主桥为5孔 跨径，主桥长682米，为新型钢箱斜拉索桥结构，用57段钢 箱梁连接而成，为连续双箱正交异性板钢斜拉桥，引桥为 跨径30米预应力混凝土箱梁，桥面宽19.5米。桥两端为造 型优雅的桥头堡和花园式绿化带。
钢桥主要结构形式与受力特点剖析
为了避免在车辆驶过时桥面随着悬索一起变形，现代悬 索桥一般均设有刚性梁(又称加劲梁，stiffening)。桥面设 在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。
现代悬索桥的悬索一般均支承在两个索塔上。塔顶设有 支承悬索的鞍形支座。
承受很大拉力的悬索的端部通过锚旋固定在地基中，为 地锚式悬索桥。也有将悬索固定在刚性梁端部的情况， 称为自锚式悬索桥。
钢桥主要结构形式与受力特点剖析
三、刚构桥
梁体与桥墩或桥台连为一体者，称为刚构桥。刚构桥的 受力兼有梁桥与拱桥的一些特点，主要承重结构为偏心 受压和受弯。
目前钢刚构桥的最大跨度是1972年建成的意大利斯法拉 萨桥。跨度达到376m；我国1976年建成的陕西安康江汉 大桥，跨径达到176 m,为我国钢斜腿刚构桥之首。
钢桥主要结构形式与受力特点剖析
南京长江第二大桥 位于南 京长江大桥下游11公里处， 于2001年3月建成通车。
钢桥的主要结构形式与受力特点全解
为了避免在车辆驶过时桥面随着悬索一起变形，现代悬 索桥一般均设有刚性梁(又称加劲梁，stiffening)。桥面设 在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。
现代悬索桥的悬索一般均支承在两个索塔上。塔顶设有 支承悬索的鞍形支座。
承受很大拉力的悬索的端部通过锚旋固定在地基中，为 地锚式悬索桥。也有将悬索固定在刚性梁端部的情况， 称为自锚式悬索桥。
900米单跨双铰钢桁架加劲梁悬索桥。享有“世界第一高桥”
美誉！
六、组合体系桥梁
承重结构系由两种或多种结构形式组合而成的桥梁称为 混合体系桥梁。
实腹梁与桁架的组合
梁与拱的组合
梁与拱的组合 梁与悬吊系统的组合
梁与斜拉索的组合 悬索与斜拉索的组合
钢桥的主要优点
(1)高强匀质材料:钢材是一种抗拉、抗压、抗剪强度高的 匀质材料，承受拉、压、弯、剪均可。并且与混凝土等 材料相比自重小(通常用重量强度比来一表示两种材料在 结构意义上的相对轻重)，所以钢桥具有很大的跨越能力。 桥梁跨度非常大、荷载非常重，采用别的材料来造桥将 遇到困难时，一般采用钢桥。钢材可加工性能好，可用 于复杂桥型和景观桥。
(2)钢桥的构件最适合用工业化方法来制造，便于运输，便于 无支架施工，工地的安装速度也快。因此，钢桥的施工期限 较短。
(3)韧性、延性好，可提高抗震性能。 (4)钢桥在受到破坏后，易于修复和更换。 (5)旧桥可回收，资源可再利用，有利于环保。
钢桥的主要缺点
钢材的主要缺点是易于腐蚀，需要经常检查和按期油漆。 钢桥对温度以及动载效应都较为敏感。 解决方法：
目前梁式桥最大跨度的是1917年建成的加拿大魁北克公路铁路 两用悬臂钢桁梁桥，跨度达到548. 8 m。
钢板梁桥
史密斯大道高桥（The Smith Avenue High Bridge），是一 座两车道的街道跨河钢板梁 桥。 原桥建于1895年，在1905年 被一场风暴摧毁。最南端的 五跨曾被重建。由于年久失 修，旧桥在1985年被拆除。。
钢桥的主要结构形式与受力特点
钢桥的主要结构形式
钢桥根据主要承重结构的受力体系可以分为： 梁式桥(girder bridge) 拱桥(arch bridge) 刚构桥（frame bridge) 斜拉桥(cable-stayed bridge) 悬索桥(suspension bridge) 混合体系桥梁(hybrid structure bridge)
为了避免在车辆驶过时桥面随着悬索一起变形，现代悬 索桥一般均设有刚性梁(又称加劲梁，stiffening)。桥面 设在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。
现代悬索桥的悬索一般均支承在两个索塔上。塔顶设有 支承悬索的鞍形支座。
承受很大拉力的悬索的端部通过锚旋固定在地基中，为 地锚式悬索桥。也有将悬索固定在刚性梁端部的情况， 称为自锚式悬索桥。
五、悬索桥
桥面支承于悬索或用吊索挂在悬索(通常称主缆)上的桥称 为悬索桥。也被称为吊桥。和拱肋相反，悬索的截面只 承受拉力。
只供人、畜行走用的简陋悬索桥常把桥面直接铺在悬索 上。
通行现代交通工具的悬索桥，为了保持桥面具有一定的 平直度，将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是:作 为承重结构的拱肋是刚性的，而作为承重结构的悬索则 是柔性的。
一、梁式桥(GIRDER BRIDGE)
梁式桥在竖直荷载作用下，主梁的截面只有弯矩和 剪力，不产生轴力，支座只承受竖直方向的力，不 承受水平力。 多孔梁桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁桥
(simply supported bridge)。
在桥墩上连续的称为连续梁桥(continuous bridge)。
斜拉桥可以通过调整斜拉索的初始索力达到调整主梁弯 矩，桥面标高和提高索及桥梁整体刚度的目的.
钢桥的主要结构形式与受力特点全解共43页PPT
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
钢桥的主要结构形式与受力特点全解
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。—
20米装配式钢筋混凝土简支T型梁桥
三明学院建筑工程学院课程设计20米装配式钢筋混凝土简支T型梁桥上部结构设计及计算专业：道路与桥梁课程：《桥梁工程》学号: 学生姓名:指导教师:完成期限：2013-10-25 ——2013-11-01目录一、............................................................ 设计资料(1)二、............................................................ 设计内容及要求 (2)三、............................................................ 设计正文(2)(一)恒载内力计算 (4)(二)活载内力计算 (4)(三)荷载组合计算 (5)1.2.1 用“杠杆法”计算荷载位于支点处各主梁的荷载横向分布系 (5)1.2.2 用“修正刚性横梁法”计算荷载位于跨中时各主梁的荷载横向分布系数 (6)1.2.3 计算主梁在荷载作用下跨中截面、支点和L/4截面的弯矩和剪10)1.3主梁内力组合.............................................................. ( 21)2、配筋计算及强度验算.............................................................. ( 26)四、主要参考文献.............................................................. ( 28)五、 图纸 (29)20米装配式钢筋混凝土简支T 形桥上部结构设计及计算、设计资料1、 桥面净宽：净-7 （车行道）+2>0.75 （人行道）。
2、 主梁跨径和全长标准跨径：Lb=20m （墩中心距离）。
计算跨径：L=19.5m （支座中心距离）。
金钢桥的组成成分及作用
金钢桥的组成成分及作用
金刚桥是一种由钢材构成的桥梁，它的主要组成成分是：
1. 桥面：桥面是桥身上行车的道路部分，通常由混凝土、钢板、木材等材料构成。
桥面的作用是承载车辆行驶的重量，并提供行车的平坦路面。
2. 主梁：主梁是金刚桥承载桥面荷载的主要组成部分，通常由钢材制成。
主梁的作用是将桥面的荷载传递到桥墩上，并通过桥墩将荷载分散到地基上，确保桥梁的稳定性和安全性。
3. 桥墩：桥墩是桥梁的支撑结构，通常由混凝土或钢材构成。
桥墩的作用是支撑主梁和桥面，承受桥面荷载，并将荷载传递到地基上。
4. 锚固系统：锚固系统用于固定主梁和桥墩，确保桥梁的整体稳定性。
锚固系统通常由锚具和锚杆组成，通过将锚杆固定在主梁和桥墩上，将力传递到地基上。
5. 支撑系统：支撑系统用于增加桥梁的稳定性和承载能力。
支撑系统通常由斜撑、悬挂杆等构件组成，通过将主梁和桥墩连接起来，增加桥梁的刚度和承载能力。
金刚桥的作用主要有：
1. 通行功能：金刚桥是人车通行的重要通道，通过金刚桥可以便捷地实现两岸之间的交通连接，提高交通效率。
2. 承载功能：金刚桥的主要作用是承载车辆行驶的重量，通过合理的设计和选材，保证金刚桥能够承受车辆荷载的同时保持稳定性和安全性。
3. 铺设功能：金刚桥的桥面部分提供平坦的行车路面，确保车辆可以平稳行驶，减少摩擦和磨损。
4. 支撑功能：金刚桥的支撑系统能够增加桥梁的稳定性和承载能力，确保桥梁在荷载作用下不发生过度变形和破坏。
5. 过渡功能：金刚桥可以连接两个地理位置不同的区域，使人们能够跨越河流、山谷等自然障碍物，实现便捷的交通和交流。
20米跨径桥上部结构说明
一、技术标准与设计规范1.《公路工程技术标准》(JTG B01—2014)2.《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)4.《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041—2000)5.《公路交通安全设施设计技术规范》（JTG D81—2006)二、技术指标主要技术指标表三、主要材料1.混凝土(1)水泥：应采用高品质的强度等级为62.5级、52.5级和42.5级的硅酸盐水泥，同一座桥的板梁应采用同一品种水泥。
(2)粗集料：应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。
碎石最大粒径不宜超过20mm，以防混凝土浇注困难或振捣不密实。
(3)混凝土：预制空心板、封锚端、铰缝和桥面现浇层均采用C50；封端混凝土采用C40; 有条件时，铰缝混凝土可选择抗裂、抗剪、韧性好的钢纤维混凝土；桥面铺装采用沥青混凝土。
2.普通钢筋普通钢筋采用R235和HRB335钢筋，钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB 13013—1991）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB 1499—1998）的规定。
本册图纸中R235钢筋主要采用了直径d=6mm、8mm两种规格；HRB335钢筋主要采用了直径d=8mm、10mm、12mm、14mm、16mm五种规格。
3.预应力钢筋采用抗拉强度标准值f pk=1860MPa，公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224 —2003）的规定。
4.其他材料(1)钢板：应采用《碳素结构钢》(GB 700—1988)规定的Q235B钢板。
(2)锚具：采用15-4型、15-5型和15-6型系列锚具及其配件；预应力管道采用圆形金属波纹管。
(3)支座：可采用板式橡胶支座，其材料和力学性能均应符合现行国家和交通部部颁标准的规定。
说明四、设计要点1.本通用图的结构体系为简支结构，按部分预应力A类构件设计。
钢桥面板接头构造细节及其试验分析
钢桥面板接头构造细节及其试验分析大型公路钢箱梁正交异性桥面板工地接头即箱梁节段之间的连接，过去均采用全焊或高强度螺栓连接。
各国实桥运营经验表明，这两种连接方式各有不足。
所以，随着施工技术的不断进步，钢桥面板工地接头构造细节也在演变。
本文介绍了大型公路钢箱梁正交异性桥面板工地接头构造细节的演变，并通过两个足尺试件的静载和疲劳试验，以及有限元分析，证明正交异性桥面板工地接头采用焊栓连接具有足够的刚度、承载力和耐久性。
标签：钢箱梁正交异性桥面板工地接头试验1 钢桥面板工地接头构造细节的演变历程1.1 钢桥面板的构造细节对于大跨度悬索桥和斜拉橋，钢箱梁自重约为PC 箱梁自重的1/5～1/6.5。
正交异性钢板结构桥面板的自重约为钢筋混凝土桥面板或预制预应力混凝土桥面板自重的1/2～1/3。
所以，受自重影响很大的大跨度桥梁，正交异性板铜箱梁是非常有利的结构形式。
制造时，全桥分成若干节段在工厂组拼，吊装后在桥上进行节段间的工地连接。
通常所有纵向角焊缝（纵向肋和纵隔板等）贯通，横隔板与纵向焊缝、纵肋下翼缘相交处切割成弧形缺口与其避开。
1.2 正交异性钢桥面板的疲劳及其工地接头构造细节的改进钢桥面板作为主梁的上翼缘，同时又直接承受车辆的轮载作用。
如上所述，钢桥面板是由面板、纵肋和横助三种薄板件焊接而成，在焊缝交叉处设弧形缺口，其构造细节很复杂。
当车辆通过时，轮载在各部件上产生的应力，以及在各部件交叉处产生的局部应力和变形也非常复杂，所以钢桥面板的疲劳问题是设计考虑的重点之一。
改进后的构造细节既克服了工地接头纵向U形肋嵌补段的仰焊对接，从而改善了疲劳性能，又避免了面板栓接拼接对桥面铺装层的不利影响。
2 试件设计和制造根据《美国公路桥梁设计规范》，用于计算正交异性钢桥面板刚度和恒载引起的弯曲效应时，与纵肋共同作用的钢桥面板的有效宽度取纵肋间距。
钢箱梁工地接头处桥面板采用单面焊双面成型焊接工艺，面板内侧需贴陶瓷衬垫，因此焊缝下面的U形肋侧壁须开缺口以便衬垫通过。
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三、钢桥分类 1、根据上部结构静力体系分类 1）梁式钢桥 体系特征：在竖向荷载作用下上部 结构只产生竖向反力 结构形式：简支+连续+悬臂
2）刚构钢桥 体系特征：支腿（墩或台）与梁部刚 性连接
支腿形式：直腿+斜腿
支腿与基础连接形式：铰接+固结
3）钢拱桥 体系特征：拱结构在竖向荷载作用下 主要受压
组成：主缆+吊杆+桥面主梁+桥塔+锚碇 吊杆形式：竖吊杆+斜吊杆
主梁形式：桁梁+箱梁（双侧箱+扁平箱）
风振致毁的过程
破坏之前
扭曲运动
主跨破坏
边跨下垂
破坏惨状
Biblioteka 2、根据用途分 1）人行桥 2）公路桥 3）铁路桥 4）公铁两用桥 5）管道桥 3、按线路位置分 1）上承式 2）下承式 3）中承式 4、按连接形式分 1）铆接桥 2）螺栓桥 3）栓焊桥 4）焊接 桥 5、按构造形式分 1）板式结构 2）箱型结构 3）桁梁结构 4） 板桁组合结构
（三）护木 作用：固定桥枕，第二道护轨 位置：轨枕木两侧 截面尺寸：15cm×15cm （四）桥枕 材料：注油防腐木枕、钢筋混凝土枕 净距：20cm≥L≥10cm （五）人行道 位置：桥的两侧 作用：供养路作业人员和行人用
CLASS IS OVER THANK YOU
本节课讲授内容
钢桥
授课教师：杨江朋
为了您的美好前程，请认真听讲，谢谢！
钢 桥
一、概述 1、特点：跨越能力大 易于修复更换 适用于工业化制造 便于运输 安装速度快 易锈蚀，养护费用高 防火性、耐候性差
优 点 缺 点
2、定义：桥跨结构用钢材制成的桥 3、适用范围：用于40米以上大跨度桥梁 4、连接方式：焊接、铆接、螺栓连接 5、材料：碳素钢、低合金钢 6、类型：钢板梁、钢桁梁
四、桥面 构造：基本轨（正轨）、护轨、桥枕、护 木、人行道 基本轨 护轨 护木
人行道
（一）基本轨（正轨）： 作用：列车运行轨道，保证列车正常运 位置：由于接头缝产生很大的冲击力，所以 在以下三类位置不设钢轨接头： 1、桥梁长在20m及以内的明桥面 2、梁端前后2m范围内 3、横梁顶上
（二）护轨 作用：在列车脱轨后约束车轮，使之 沿基本轨与护轨之间的空隙行驶，从而 控制车轮的前进方向，避免列车发生事 故。 位置：在以下位置应铺设护轨： 1、特大桥及大中桥 2、当曲线半径≤600 m或桥高≥6m时, 且桥长20m≥L≥10m的小桥 3、跨越铁路、重要公路、城市交通要 道的立交桥
（三）结合梁桥 1、定义：由钢筋混凝土道碴槽板与 钢板梁组成整体，联合工作的桥梁。
1 2 3
1 2、特点：噪音小 2 适用于曲线桥 2 桥面系参与主梁受力 3 3、联结器：即为联结角钢，用于传递剪力， 使道碴槽板与板梁之间不发生错动。 （b （a ） ） 6 7 8 9
≯3.2 0.12
5
4
联结器
适用：跨度在40m以上 分类：上承式、下承式（一般采用） 特点： 构件受力明确，计算简便 结构轻型、跨越能力强 构件轻小、方便制造、架设
构造：→桥面系 →主桁架 →联结系
→桥面 →支座
（一）桥面系 构造：纵梁（中心距2m）、横梁 截面形式：I字形截面
（二）主桁架 构造：上弦杆、下弦杆、腹杆 （腹杆分竖杆和斜杆） （竖杆分立杆和吊杆） 杆件截面形状： H形（拉杆或长度较短、受力较小的压杆） 箱形（长度较长或受力较大的杆件）
下承式钢桁梁的两种图式六种跨度：
跨度 节间水平距离 桁高 （相邻竖杆） 48m 64m 80m 8m 11m 主桁中心距
图式 第一种 图式
5.75m
第一种 96m 图式 112m 128m
8m
16m
5.758m
（三）联结系 作用：把两片主桁联结成一个稳定的空间体系 1、纵向联结系：上平纵联、下平纵联 2、横向联结系：主桁架竖杆平面内 3、桥门架：端部的斜杆平面 4、制动联结系： a.作用：将列车在桥上引起的制动力，由 纵梁传给下弦杆，后由下弦杆传给支座，减 小了横梁的弯曲 b.位置：纵横梁交点和下平纵联斜杆交点
≯
4、架设顺序： a.先架好钢板梁 b.在板梁上焊接联结器 c.在其上铺设道碴槽板，并将相邻道 碴槽内的纵向钢筋连接起来。 d.最后把道碴槽上的圆孔、联结器预 留孔以及各相邻道碴槽板的预留缝，用 膨胀水泥砂浆灌注填实。
2
1 2 3
（a ） 5 6 7
（b ）
4
8 9
≯3.2 0.12 ≯3.2
三、钢桁梁
拱结构形式：箱形+桁架 桥面位置：上承+中承+下承
承受推力形式：推力+无推力（系杆拱）
宜万铁路万州长江大桥主体工程全貌
4）钢斜拉桥 组成：斜索+桥面主梁+桥塔等结构
塔设置：独塔+双塔+多塔
索面形式：双垂直索面+双斜索面+ 单索面
主梁形式：桁架+箱梁（双侧箱+扁 平箱）
5）钢悬索桥 现代悬索桥标志：用高强钢丝编织大缆
二、钢板梁 分类： 上承式钢板梁 下承式钢板梁
桥枕
主 梁 横联
纵 梁
横梁
横断面
上承式钢板梁
下承式钢板梁
（一）上承式钢板梁 1、构造：桥面位于主梁之上 2、组成： a.主梁——两片工字形板梁，中心距2m 上平纵联 b.联结系 下平纵联 横联：端横联 中横联
横断面 桥枕
横联
部分概念：
翼缘板：主梁的上下部水平板 腹板：主梁中间的竖板 加劲肋：为保证腹板稳定，而焊在腹 板两侧的竖板条
翼缘板 加劲肋 腹板
（二）下承式钢板梁 1、构造：桥面位于纵梁之上 2、组成： a.主梁——两片工字形板梁， 中心距5.4m（纵梁间距为2m） b.联结系：下平纵联、肱板 c.桥面系
主梁
纵梁
横梁
二者比较： 1、用料方面：上承式用钢量少，构造简 单；下承式桥面系复杂，用料多，制作 费工。
2、建筑高度： 上承式——建筑高度=主梁高度+桥面系 高度 下承式——建筑高度=主梁高度