钢桥与组合结构桥梁-1
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钢与组合结构桥梁课程设计的教学实践
ｒ
．
生使用软件进行运算 、 制图 ， 使学生树立正确的工程意识 粘蛄 镛 目 ｆ １ 轴 璺 构件 性 能 计算 和设计观念 ， 课程设计是土木工程专业实践性教学必不可 蔓毒 拇件 性睫 与 计算 塘 心里 盘 盐 挂蛀 廿 簋 Ｊ 少的环节。 通过对钢与组合结构桥梁课程设计教学现状进 构 件斟 簟 的 性能 自计 鼻 ｆ柱 挫 查蓝 匿 煎性 船与 谜 葚＿ 行总结 、 探讨 了提高课程设计效果 的方法 。 『 两 厦 确硬 矾蹭 计覃 Ｉ 量 积应 混 凝± 挎的 性 能 甘算 钢与组合结构桥梁课程设计的教学安排 混 疆土 构件 ∞ 使用 性能 ｛ Ｊ 理 同济大学土木工程专业对本科生前两年按大类进行 灌 糖土 鲭悔 ０ 疆 培养 ， 主要学习通识教育课程 、 基础课程 ， 大学三年级下学 期开始按桥梁工程 、 建筑工程 、 地下工程 、 岩土工程等不 同 Ｔ 课群组进行专业培养 。 其中桥梁工程 旨在培养能进行各种 钢与组合结构桥梁课程设计 形式的公路桥 、 城市高架桥 、 大跨度及特大跨度桥梁设计 锅 结 构 基 本 原 理 － 图１ 同济 大学 钢 与组 合结构 课 程 的教 学安排 专门人才。钢结构与混凝土结构是土木工程 的主要结构 ， 二、 课 程 设计 中 需解 决 的问题 在桥梁工程 中有着广泛应用 。 随着我 国钢桥和组合结构桥 钢 ． ． ． 与组 ●１－ 合结 构 桥 粱 ● 一 １ ． 课堂练习不足。目前钢与组合结构桥梁课程设计的 梁技术的发展 ， 越来越多的钢与组合结构桥梁应用于工程 实际 ， 因此 ， 桥梁工程课 群组本科生系统地学 习钢与组合 教学环节安排在第四学年第一学期的后十周， 课程设计环 教师的授课时间紧张 ， 上课只能 结构桥梁基本知识 ， 有着重要的工程意义。如图１ 所示 ， 本 节 安排在教学环节之后 ， 没有足够的时间让学生进行课堂练习。 校土木工程专业本科生在大学三年级土木 大类基础课程 大概讲授要点 ， ２ ． 与工 程 实 际相差 较 大 。 学 生缺 乏 必要 的实 际 工程 知 中， 进行 了《 混凝土结构基本原理》 的学习 ， 内容有钢筋与 学生在学习 、 设计 的过程中 ， 对构造的设计难 以理解 ， 混凝土材 料的基本性能 、 粘结与锚 固、 轴心受力 、 受弯 、 偏 识 ， 单独依靠课本 的文字描述以及平 心受压 、 受剪 、 冲切 、 局部受压的混凝土构件截面的性能与 加之又有很多细部构造 ， 这 在一 定程 度上 对 所学 内容 计算等 ， 同时学 习了《 钢结构基本原理》 ， 内容有各类钢结 面 图形 难 以想象 实 物 的构 造 ， 的理 解增 加 了难 度 。 构的破坏形式 、钢结构的连接形式以及钢结构受拉构件 、 ３ ． 课程设计内容灵活性不够。 课程设计的格式 比较固 轴心受压构件 、 受弯构件 、 压弯构件的力学特性等。 之后不 定 ， 缺少 提 供 学生 进 行 创新 的模 块 ， 学生 在做 设 计 的 时 候 同课群组进行相关专业教学 ，桥梁 工程课群方 向进行 了 缺乏思考 ， 只是按照例题做完 了任务 ， 较难 《 钢与组合结构桥梁》 的学 习， 从钢桥连接 、 桥面结构 、 钢板 大多按部就班 ， 梁桥 、 钢箱梁桥 、 组合梁桥等方 面使学生掌握钢与组合结 激发 学 生学 习 的兴 趣 。 三、 课 程设 计 进 一步 改进 思路 构桥梁的理论知识 ， 并进一步实施钢与组合结构桥梁课程 设计 教 学 。 １ ． 提倡项 目教学法 。项 目教学法源于欧美一些 国家 ，
．
生使用软件进行运算 、 制图 ， 使学生树立正确的工程意识 粘蛄 镛 目 ｆ １ 轴 璺 构件 性 能 计算 和设计观念 ， 课程设计是土木工程专业实践性教学必不可 蔓毒 拇件 性睫 与 计算 塘 心里 盘 盐 挂蛀 廿 簋 Ｊ 少的环节。 通过对钢与组合结构桥梁课程设计教学现状进 构 件斟 簟 的 性能 自计 鼻 ｆ柱 挫 查蓝 匿 煎性 船与 谜 葚＿ 行总结 、 探讨 了提高课程设计效果 的方法 。 『 两 厦 确硬 矾蹭 计覃 Ｉ 量 积应 混 凝± 挎的 性 能 甘算 钢与组合结构桥梁课程设计的教学安排 混 疆土 构件 ∞ 使用 性能 ｛ Ｊ 理 同济大学土木工程专业对本科生前两年按大类进行 灌 糖土 鲭悔 ０ 疆 培养 ， 主要学习通识教育课程 、 基础课程 ， 大学三年级下学 期开始按桥梁工程 、 建筑工程 、 地下工程 、 岩土工程等不 同 Ｔ 课群组进行专业培养 。 其中桥梁工程 旨在培养能进行各种 钢与组合结构桥梁课程设计 形式的公路桥 、 城市高架桥 、 大跨度及特大跨度桥梁设计 锅 结 构 基 本 原 理 － 图１ 同济 大学 钢 与组 合结构 课 程 的教 学安排 专门人才。钢结构与混凝土结构是土木工程 的主要结构 ， 二、 课 程 设计 中 需解 决 的问题 在桥梁工程 中有着广泛应用 。 随着我 国钢桥和组合结构桥 钢 ． ． ． 与组 ●１－ 合结 构 桥 粱 ● 一 １ ． 课堂练习不足。目前钢与组合结构桥梁课程设计的 梁技术的发展 ， 越来越多的钢与组合结构桥梁应用于工程 实际 ， 因此 ， 桥梁工程课 群组本科生系统地学 习钢与组合 教学环节安排在第四学年第一学期的后十周， 课程设计环 教师的授课时间紧张 ， 上课只能 结构桥梁基本知识 ， 有着重要的工程意义。如图１ 所示 ， 本 节 安排在教学环节之后 ， 没有足够的时间让学生进行课堂练习。 校土木工程专业本科生在大学三年级土木 大类基础课程 大概讲授要点 ， ２ ． 与工 程 实 际相差 较 大 。 学 生缺 乏 必要 的实 际 工程 知 中， 进行 了《 混凝土结构基本原理》 的学习 ， 内容有钢筋与 学生在学习 、 设计 的过程中 ， 对构造的设计难 以理解 ， 混凝土材 料的基本性能 、 粘结与锚 固、 轴心受力 、 受弯 、 偏 识 ， 单独依靠课本 的文字描述以及平 心受压 、 受剪 、 冲切 、 局部受压的混凝土构件截面的性能与 加之又有很多细部构造 ， 这 在一 定程 度上 对 所学 内容 计算等 ， 同时学 习了《 钢结构基本原理》 ， 内容有各类钢结 面 图形 难 以想象 实 物 的构 造 ， 的理 解增 加 了难 度 。 构的破坏形式 、钢结构的连接形式以及钢结构受拉构件 、 ３ ． 课程设计内容灵活性不够。 课程设计的格式 比较固 轴心受压构件 、 受弯构件 、 压弯构件的力学特性等。 之后不 定 ， 缺少 提 供 学生 进 行 创新 的模 块 ， 学生 在做 设 计 的 时 候 同课群组进行相关专业教学 ，桥梁 工程课群方 向进行 了 缺乏思考 ， 只是按照例题做完 了任务 ， 较难 《 钢与组合结构桥梁》 的学 习， 从钢桥连接 、 桥面结构 、 钢板 大多按部就班 ， 梁桥 、 钢箱梁桥 、 组合梁桥等方 面使学生掌握钢与组合结 激发 学 生学 习 的兴 趣 。 三、 课 程设 计 进 一步 改进 思路 构桥梁的理论知识 ， 并进一步实施钢与组合结构桥梁课程 设计 教 学 。 １ ． 提倡项 目教学法 。项 目教学法源于欧美一些 国家 ，
组合钢板梁桥PPT课件
1 8
PL3 Ebh3
3 PL 8 bh2
1 32
PL3 Ebh3
连接件
(a) 非组合梁
(b) 组合梁
组合梁与非组合梁的截面应力
组合结构桥梁设计新理念 1
组合钢板梁桥—组合梁的分类及其特点
◇组合梁的定义：当钢梁与混凝土桥面板之间用连接件接 合在一起，两者间不能自由发生相对滑移、共同承担纵桥 向弯矩时，称为组合梁。 ◇组合钢板梁的定义：是指用3块钢板焊接成截面为I形钢 梁的组合梁。
◇关于组合梁 的某些名称
◆叠合梁 ✕ ◆联合梁 ◆结合梁 ◆组合梁 ★
连接件
组合结构桥梁设计新理念 2
组合钢板梁桥—组合梁的分类及其特点
◆按照连接刚度 ◇组合梁的分类 ◆按照施工方法
◆刚性组合梁 ◆弹性组合梁 ◆柔性组合梁
◆活荷载组合梁 ◆死活荷载组合梁
◆按照主梁结构体系
◆简支组合梁 ◆连续组合梁
点
◇组合钢板梁桥的发展趋势
◆采用预应力混凝土桥面板，减少主梁根数； ◆对承重体系加以改进，不设或少设横撑、腹板加劲肋； ◆采用高强钢材、轻质或钢纤维混凝土等新型建筑材料； ◆采用预制预应力混凝土桥面板，实行构件工厂化； ◆推广使用耐候钢，节省防锈等维护费用； ◆用等高或连续变截面压延钢板翼缘，代替多层或间断变
◇死活荷载组合梁：用脚手架施工、在桥面板完全硬化后撤除脚手架时，钢梁、桥面、
路面铺装等死荷载都由组合梁承担，即承担所有死荷载与活荷载的组合梁。
桥面板浇灌 桥面板
钢梁
桥面板浇灌 撤除支撑
活荷载 路面铺装
路面铺装
(a) 活荷载组合
(b) 死活荷载组合
按照施工方法分类
组合结构桥梁设计新理念 5
钢桥的主要结构形式与受力特点解析
混合体系桥梁(hybrid structure bridge)
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)。
二、拱桥
拱桥是以曲线形拱作为
主体结构的桥梁，具有 外形美观、受力合理、 跨越能力大、适用范围 广等诸多优点，在钢桥、
混凝土桥、污工桥梁以
及钢与混凝土组合结构 桥梁中都得到广泛应用。
拱不仅外形与梁不同，受力与梁也有 很大的区别。 拱桥在受力上最大的区别是，在竖向 荷载作用下，在拱的两端支承处除有 竖向反力外，还有水平推力，使得拱 内弯矩和剪力大大减小，主要以受压 为主。 如果拱桥不能充分承受两端支承处的 水平力，拱脚不仅会产生很大的位移， 而且拱内产生很大的弯矩，不能充分 发挥拱的优势。
钢梁式桥按主梁形式还可以分为：
钢板梁桥(steel plate girder bridge)
钢箱梁桥(steel box girder bridge)
钢桁梁桥(steel truss girder bridge)
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。
与门式刚架相比，斜腿刚架的腿是斜臵的，两腿和梁中部的轴线 大致呈拱形，这样，斜腿和梁所受的弯矩比同跨度的门式刚架显 著减小，而轴向压力有所增加。 同上承式魁桥相比，这种桥不需要拱上结构，构件数目较少;当桥 面较窄(如单线铁路桥)而跨度较大时，可将其斜腿在桥的横向放 坡，以保证桥的横向稳定。 意大利的斯法拉沙桥虽己建成近40年，但其简洁明快的桥型，其 梁的底缘线呈现的微弯曲线表现着刚里有柔，特别是至今仍保持 的同桥型世界第一的跨径。
钢桥、组合梁桥-《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)功能介绍
12p
《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015 功能展示
前处理-构件参数
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1、在工作树构件右键“构件列表”可统一查看、修改所有构件参数。 2、在工作树参数右键“显示表格”可查看、修改对应的构件参数。
Copyright ⓒ since 1989 MIDAS Information Technology Co., Ltd. All rights reserved.
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20p
《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015 功能展示
验算项-轴心受压构件整体稳定验算
We Analyze and Design the Future
13p
《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015 功能展示
前处理-倾覆
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1、自动生成倾覆边界条件。 2、自动生成空间倾覆轴。 3、用户可手动输入支座反力。 4、用户可手动输入倾覆轴。
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8p
《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015 功能展示
“设置” 界面
前处理-设置
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1、程序自动生成设置界面默认值。
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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。
钢与组合结构桥梁课程教学改革探讨
在 近十几 年得 到快 速 发展 。
随着 钢桥 和组 合 结构桥 梁建 设 的不 断 增 多 ， 设计 和施 工 急需 大 批 的钢 与 组 合结 构桥 梁专 业人 才 ， 但 由于过 去本 科 阶段 的教 学对 钢 桥及 组合 结 构桥 梁 重 视 不够 ， 刚 毕业 的大 学生 不 能 像 在 钢 筋混 凝 土 结 构 方 面 那 样 很 快 适应 工 作 ， 导 致 钢桥 和组 合结 构桥 梁 设 计 的人 才 短缺 或 人 才 质 量 不 高 。现 在 钢 结 构 专 业 技 术 人才 严重 缺 乏 ， 钢 桥 和组合 结构 桥梁 巨 大 的发 展 潜力 和市 场需 求 造 就 了钢 结 构 领域 很大 的就业 空 间 ， 并 且 这 种 空 间 在今 后 一 个 相 当长 的 时 期 内将 不 断 扩 展 。 作 为人才 培养 和教 育 的重 要 基 地 —— 高 校 ， 应该看到和抓住契机 ， 对 钢 桥 和 组 合结 构桥 梁 的教学 进 行 改革 ， 培 养 出具 有 良好 钢 结 构 专 业 素 质 、 为 企 业 所 欢 迎 的合 格应 用 型人才 。
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ３ ５ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５—２ ９ ０ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ １ ０
钢 与组合 结构桥 梁课程教 学改革探讨
苏庆 田， 吴 冲
（ 同济大学 桥 梁工程系 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ）
摘要： 根 据 国内钢 桥 与组合 结 构桥 梁建 设和 发展 趋 势 ， 分 析 了现 代钢 桥 课 程教 学的现 状 和 存在 的不足 ， 提出 际 的钢 桥教 学改革 实践 ， 发 现 新 的教 学 内容 和 方 法能 明显提 高教 学 效 果， 钢桥 与 组合 结构桥 梁的理 论基 础和 设计 实践 都得 到 充分 的保 证 。 关键 词 ： 钢桥 ； 组合 结构桥 梁 ； 教 学方 法 ； 课程 改 革
随着 钢桥 和组 合 结构桥 梁建 设 的不 断 增 多 ， 设计 和施 工 急需 大 批 的钢 与 组 合结 构桥 梁专 业人 才 ， 但 由于过 去本 科 阶段 的教 学对 钢 桥及 组合 结 构桥 梁 重 视 不够 ， 刚 毕业 的大 学生 不 能 像 在 钢 筋混 凝 土 结 构 方 面 那 样 很 快 适应 工 作 ， 导 致 钢桥 和组 合结 构桥 梁 设 计 的人 才 短缺 或 人 才 质 量 不 高 。现 在 钢 结 构 专 业 技 术 人才 严重 缺 乏 ， 钢 桥 和组合 结构 桥梁 巨 大 的发 展 潜力 和市 场需 求 造 就 了钢 结 构 领域 很大 的就业 空 间 ， 并 且 这 种 空 间 在今 后 一 个 相 当长 的 时 期 内将 不 断 扩 展 。 作 为人才 培养 和教 育 的重 要 基 地 —— 高 校 ， 应该看到和抓住契机 ， 对 钢 桥 和 组 合结 构桥 梁 的教学 进 行 改革 ， 培 养 出具 有 良好 钢 结 构 专 业 素 质 、 为 企 业 所 欢 迎 的合 格应 用 型人才 。
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ３ ５ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５—２ ９ ０ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ １ ０
钢 与组合 结构桥 梁课程教 学改革探讨
苏庆 田， 吴 冲
（ 同济大学 桥 梁工程系 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ）
摘要： 根 据 国内钢 桥 与组合 结 构桥 梁建 设和 发展 趋 势 ， 分 析 了现 代钢 桥 课 程教 学的现 状 和 存在 的不足 ， 提出 际 的钢 桥教 学改革 实践 ， 发 现 新 的教 学 内容 和 方 法能 明显提 高教 学 效 果， 钢桥 与 组合 结构桥 梁的理 论基 础和 设计 实践 都得 到 充分 的保 证 。 关键 词 ： 钢桥 ； 组合 结构桥 梁 ； 教 学方 法 ； 课程 改 革
钢板梁桥、钢桁架梁桥、钢箱梁桥与叠合梁桥
主梁 联结系 桥面 支座
• 上承式钢板梁桥上部结构：主梁
• 主要承重结构，由两片钢板梁组成，主要承受 竖向荷载。 • 跨度较小，可用等截面梁，跨度较大时，可采 用变截面梁。 • 同时设置竖向加劲肋和水平加劲肋，以保证腹 板的局部稳定性。 • 梁端的竖向加劲肋称为端加劲肋，它传递梁端 反力。
• 上承式钢板梁桥上部结构：联结系
箱型组合截面梁
• 3.组合结构桥梁的结构形式
• 组合桁梁桥
• 用钢桁架代替实腹钢梁并与混凝土桥面板相组合； • 具有较好的通透性和美观性； • 梁高通常比实腹梁桥大，节点设计比较复杂,特别对 桥面板与腹板连接节点的构造要求高。
武汉天兴洲大桥
• 3.组合结构桥梁的结构形式
• 组合刚构桥
• • • • • 钢-混凝土组合梁与混凝土桥墩或组合结构桥墩相固结； 减少桥面系的受力、减少支座的使用； 桥下净空大、造型美观、桥面平顺性好； 相对于简支梁桥其抗震性能更高，不会发生落梁事故； 设计与施工时需要重点解决的问题是保证桥面的荷载能 有效地传递到桥墩，即梁-蹲节点处的构造。
• 桥面荷载先作用于纵梁 • 再有纵梁传至横梁 • 再由横梁传至主桁架节点 • 纵梁间联结系将两片纵梁联成整体
• 3.主桁架的几何特点
• 优点：经济、构造简单、利于标准化和便于制 造安装 • 分类：
• 三角形桁架：三角形桁架构造简单，设计定型化， 便于安装制造
三角形桁架
• 斜杆形桁架
• 弦杆规格多 • 竖杆规格多，内力大 • 均为大节点
组合板梁桥
• 3.组合结构桥梁的结构形式
• 组合箱梁桥
• 箱型截面组合梁桥的抗扭刚度大，较工字型截面组 合桥具有更高的稳定性； • 增大跨越能力、解决桥下净空不足及避免施工时中 断交通的问题； • 浇筑桥面混凝土之前可以在负弯矩区钢箱梁底板上 方浇筑混凝土，这部分混凝土既可以发挥抗压作用， 又提高了钢箱梁底板及腹板的稳定性。
第二章 钢与组合梁桥计算算例-2015
（1）不计混凝土徐变时
A0c 857.1cm2 0.08571m2
A0 1207.2cm2 0.12072m2
0
77733.4 64.39cm 0.6439m 1207.2
I 0 365622.1 10180049.4 1207.2 64.392 5540533.26cm4 0.055405m4
ysu 82.5 1.6 25.48 109.58cm 1.0958m ysl 82.5 3.2 25.48 60.22cm 0.6022m
2015-12-08 Tongji University, Kunquan Ma 24
第二节
简支组合梁桥—计算示例
主梁计算
Ifu为顶板对箱梁对称轴的惯矩；Ifl为底板对箱梁对称 2 2 轴的惯矩；H为腹板长度。
2015-12-08 Tongji University, Kunquan Ma 4
第一节
横隔板—刚度计算
（5-3-6）
实腹式横隔板刚度 K 4GAtD 桁架式横隔板刚度
2 X形桁架 K 8EA
1.实腹式计算 式中，Td 为箱梁扭矩 横隔板剪应力按下式计算：
l
Bu Td Bl 2 At D
※对称桁架式
桁架斜腹杆内力
；
；
Nb
Lb Td 4A
（X形桁架） （V形桁架）
※框架式
Nb
Lb Td 2A
如图所示将横隔板简化为框架计算。 当钢箱梁为分离式，箱梁间有横向 联系时，框架杆件必须考虑集中力 产生的附加弯矩的影响。
LD 6 ( L 50)
横隔板间距
横隔板刚度（为了抵抗箱梁的畸变）《日本公路钢桥设计指南》
A0c 857.1cm2 0.08571m2
A0 1207.2cm2 0.12072m2
0
77733.4 64.39cm 0.6439m 1207.2
I 0 365622.1 10180049.4 1207.2 64.392 5540533.26cm4 0.055405m4
ysu 82.5 1.6 25.48 109.58cm 1.0958m ysl 82.5 3.2 25.48 60.22cm 0.6022m
2015-12-08 Tongji University, Kunquan Ma 24
第二节
简支组合梁桥—计算示例
主梁计算
Ifu为顶板对箱梁对称轴的惯矩；Ifl为底板对箱梁对称 2 2 轴的惯矩；H为腹板长度。
2015-12-08 Tongji University, Kunquan Ma 4
第一节
横隔板—刚度计算
（5-3-6）
实腹式横隔板刚度 K 4GAtD 桁架式横隔板刚度
2 X形桁架 K 8EA
1.实腹式计算 式中，Td 为箱梁扭矩 横隔板剪应力按下式计算：
l
Bu Td Bl 2 At D
※对称桁架式
桁架斜腹杆内力
；
；
Nb
Lb Td 4A
（X形桁架） （V形桁架）
※框架式
Nb
Lb Td 2A
如图所示将横隔板简化为框架计算。 当钢箱梁为分离式，箱梁间有横向 联系时，框架杆件必须考虑集中力 产生的附加弯矩的影响。
LD 6 ( L 50)
横隔板间距
横隔板刚度（为了抵抗箱梁的畸变）《日本公路钢桥设计指南》
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钢桥的结构
钢板组合件为钢桥基本构件，钢板局部稳定问题相对突出。
5种连接形式
(1) 铆接 (2) 普通螺栓 (3) 高强螺栓 (4) 栓焊 (5) 全焊接
2种结构形式 (1)实腹式
板梁、箱梁
(2)空腹式 桁梁
现代钢桥以焊接(或栓焊)为主要连接形式；焊接钢桥的疲劳 和脆断问题相对突出。
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
钢桥的分类
• 常见的钢桥结构型式有：
梁桥（I型板梁、桁梁、箱梁） 拱桥（系杆拱，箱形拱、桁架拱） 索桥（悬索桥和斜拉桥）
• 按造桥方法，钢桥可分为：
铆接桥(工厂制造和工地拼接均为铆接) 栓焊桥(工厂制造为焊接，工地拼接为高强度螺栓连接) 全焊桥(工厂制造和工地拼接均为焊接)
绳索桥——绵阳窦团山
9
雅鲁藏布大峡谷索桥
10
1.1 桥梁基本概念
基本类型：梁、拱、索 受力特点：弯、压、拉
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
➢跨越行为是桥梁结构的本质； ➢跨越能力是桥梁结构的最重要指标。
影响桥梁结构跨越能力实现的主要因素： • 结构形式 • 材料 • 计算、分析、设计水平 • 施工能力 • 运营荷载（用途） • 经济能力 • 主观意识
• 拱肋形式：钢桁拱、钢箱拱及 钢管混凝土拱
• 施工方法：有支架和无支架施 工
中
承
三铰拱
式
上
承
两铰拱
式
无铰拱
下 承 式 系杆拱
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念 • 斜拉桥
主梁 索塔 斜拉索
• 形式：由梁、塔和斜索组成的组合体系，结构型式多样，造型优美壮观
• 受力：在竖向荷载作用下，梁以受弯为主，塔以受压为主，斜索则承受 拉力
• 将钢-混凝土组合梁与混凝土桥墩或组合结构桥墩相固结可以形成组合 刚构桥。
1.1 桥梁基本概念
1.1 桥梁基本概念
• 拱桥
• 结构特征：主要承重结构具有 曲线外形；
• 受力特点：在竖向荷载作用下， 拱主要承受轴向压力，但也受 弯受剪。支承反力不仅有竖向 反力，也承受较大的水平推力
• 静力学分类：单铰拱、两铰拱、 三铰拱和无铰拱
钢材特点： 轻质高强、易加工、延性好、本构关系简单准
确 、易腐蚀。
钢桥的特点主要由钢材的特点所决定
钢桥的特点： (1) 跨越能力大； (2) 制造、架设、维修方便； (3) 安全、可靠； (4) 耐候性差、噪声大、维护费用高； (5) 腐蚀、疲劳及失稳是钢桥失效的主要原因。
1.4 钢材及桥梁用钢
金属
高级优质钢 P≤0.035%，S≤0.03%
低合金钢 <5%
中合金钢 5%~10% 高合金钢
>10%
1.4 钢材及桥梁用钢
钢材
用途 脱氧方式
结构钢 工具钢 特殊钢
沸腾钢 镇静钢 半镇静钢
成型方法 化学成分 冶炼方法
轧制钢 锻钢 铸钢 碳素结构钢 低合金高强度结构钢 优质碳素结构钢
平炉钢 转炉钢 电炉钢
1.1 桥梁基本概念
美观性： 桥梁具有优美的外形，并与周围的环境相协 调，这就是对桥梁美观的基本要求。合理的 轮廓造型和布局、正确表达力的传递、以及 结构风格和色彩与周围环境的和谐一致，是 体现美观的主要因素。
1.1 桥梁基本概念
创新性： 创新是人类所特有的创造性劳动的体现，是 人类社会进步的核心动力和源泉。桥梁工程 的创新性主要体现在对原有设计理论、结构 体系及施工方法的突破和对既有工程实践的 超越。
1.1 桥梁基本概念
桥梁是科学、技术、工程和艺术的结晶
1.1 桥梁基本概念 桥梁设计特点： 6个原则和3个统一
桥梁设计的3个统一
6个设计 原则的统一
遵循设计 规范和合理 突破规范
的统一
理论性和 经验性的统一
1.1 桥梁基本概念
• 桥梁的生命周期
规划
勘察
设计
孕育期
生产
施工
成长期
使用
退化期
垮塌
拆除
钢桥与组合结构桥梁(2018)
1绪论
任课教师: 卫 星 西南交通大学土木学院
1 绪论
➢ 1.1 桥梁基本概念 ➢ 1.2 课程主要内容 ➢ 1.3 钢桥及组合结构桥梁概述 ➢ 1.4 钢材及桥梁用钢 ➢ 1.5 课程任务及方法
1.1 桥梁基本概念
• 桥梁的定义
橋
说文:“橋，水梁也”
樑
古人称凿壁架木的悬空仄道为“栈”；称凌空跨沟的 横木为“桥”；称作为水上过道的木制建筑为“梁”。
1.1 桥梁基本概念
经济性： 经济是衡量技术水平和作出方案选择的主要 因素。桥梁设计应体现出经济特性，需要对 桥梁的建造消耗、施工、技术发展和今后使 用等因素进行 桥梁基本概念
耐久性： 耐久性是桥梁结构抵抗自身材料性能退化和 自然环境双重因素长期破坏作用的能力。即 保证其经久耐用的能力。耐久性越好，结构 的使用寿命越长。
1.1 桥梁基本概念
适用
安全
创新 美观
设计6原则 经济
耐久
1.1 桥梁基本概念
安全性： 结构在使用年限以内，在各种自然情况和荷 载作用下，能具有足够的承载能力，能保持 适当的安全度，是对每一座桥梁的基本要求。
1.1 桥梁基本概念
适用性： 能保证行车的通畅、舒适和安全；运量既能 满足当前需要，也可适当照顾今后发展；不 妨碍桥下交通或通航；综合考虑桥位地区的 环境和发展；在使用年限内，桥梁一般只需 常规养护维修就可保证日常使用。 。
第2章 钢结构的材料
0.012 0.015
C Si Mn 其它 Fe
Q345qC 化学成分
强度
塑性
冷弯性能
力学 性能
冲击韧性
钢材4个基本力学性能
➢ 弹性阶段(OA段)
比例极限fp
➢ 弹塑性阶段(AB段)
➢ 塑性阶段(BC段)
B
屈服强度fy ➢ 强化阶段(CD段)
fu fy
fp
A
C
抗拉强度fu
1.4 钢材及桥梁用钢
钢材规格
钢板
厚钢板 薄钢板
扁钢
薄壁型钢 角钢
H型钢
型钢
工字钢
槽钢
钢管
等边 不等边 普通工字钢 轻型工字钢
牌号
等 级
C
P Si Mn
S Nb V Ti Cr Ni Mo N ≤
Al ≥
C
0.030 0.030
Q235q D ≤0.17 ≤0.35 ≤1.4 0.025 0.025
黑色金属 有色金属
铸铁 铁合金 铁碳合金 非铁金属 贵金属 稀有金属
C<0.04% 纯铁
钢 生铁 C>2.3%
碳素钢 合金钢
1.4 钢材及桥梁用钢
碳素钢
钢材
低碳钢 C<0.25%
中碳钢 0.25%<C<0.6%
合金钢
高碳钢 C>0.6%
普通钢 P≤0.045%，S≤0.05%
优质钢 P≤0.035%，S≤0.035%
桥梁的目的: 实现跨越
1.1 桥梁基本概念
桥梁的定义 供汽车、 火车、行人等 跨越障碍（河流、山谷 或其它线路）的建筑工 程物。
跨越
4
1.1 桥梁基本概念
– 工程——土木工程——桥梁工程 – 桥梁工程：
• 桥梁建筑的实体 • 建造桥梁所需的科技知识（理论研究、规划、勘
测设计、建造和养护维修等） – 桥梁起源：
➢ 颈缩阶段(DE段)
O
D
E
E
E=2.06×105 MPa 有屈服点钢材的应力-应变曲线
fu fy=f0.2
0.2%
εp
没有屈服阶段，塑性变形小，破坏突然。
钢材的单调拉伸应力－应变曲线
化学元素
Al C Cr
H
M n
N
Ni
N b
O
P S Si
Ti
V
第2章 钢结构的材料
化学元素
Al C Cr
6
庐山天桥 半坡村遗址
天然石梁桥——贵州水城干 河天生桥,高135m，宽35m， 横顶厚度15m，跨度50—60m
早期石梁桥
半坡村遗址
7
世界上最长的天然石拱桥，跨度 119.5米，位于美国犹他州国家公园
法国阿尔代什峡谷天然石拱桥
中国最长的天然石拱桥，跨 度80米，位于四川涪陵小溪8
藤桥
索桥
墨脱藤桥
桥梁工程方向主要课程体系
1.混凝土桥 2.钢及钢-砼组合结构桥 3.大跨度桥梁和城市桥梁 4.桥梁振动及抗风抗震 桥梁课程设计 桥梁毕业设计
1.3 钢桥及组合结构桥梁概述
钢桥的定义
➢“所谓钢桥，以钢结构作为承重结构的桥梁，大跨桥梁中特指 以钢结构作为主梁结构桥梁”
钢-混凝土组合结构桥的定义
➢“所谓钢-混凝土组合桥，是指主要结构由钢及混凝土材料构成 的桥梁。”
梁的高度可等高或变高
1.1 桥梁基本概念
• 刚构桥
➢ 门式刚构桥 ➢ 斜腿刚构桥 ➢ T形刚构桥 ➢ 连续刚构桥
• 刚构桥主梁和腿或墩（台）身构成刚性连接。在竖向荷载作用下,梁的 弯矩通常比同等跨径连续梁或简支梁小,其跨越能力大于梁桥。刚构桥 具有桥下净空大、造型美观、桥面平顺性好等优点，可作为跨线桥， 也适用于跨越深阔河谷等情况。刚构桥是超静定结构，相对于简支梁 桥其抗震性能更高。
H
M n
N
Ni
N b
O
P S Si
Ti
V
1.4.1 化学成分