midas2017鋼橋技術交流會課件3.08鋼板

鋼橋與組合結構橋第四板梁同濟大學橋梁工程第第一節(jié)鋼板梁橋的組成與總體設計—分鋼板梁橋根據(jù)支承條件和受力特點分為簡支鋼板梁橋、連續(xù)鋼板梁橋和懸臂鋼板梁按橋面板形式分為鋼筋混凝土橋面板鋼板梁橋和鋼橋面板梁按橋梁的平面形狀分直橋、斜橋和曲線橋同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu1第一節(jié)鋼板梁橋的組成與總體設鋼板梁橋組成：主梁、橫向聯(lián)結系、縱向聯(lián)結系和橋面主梁：橋梁承重，把向聯(lián)結系和橋面系傳來的荷載傳遞到支橫向聯(lián)結系：荷載橫向分布、防止主梁側向失穩(wěn)，將主梁連接成整縱向聯(lián)結系：與橋面板、主梁、橫梁組成空間結構，共同承擔橫向力和扭矩，防止橋梁整體失穩(wěn)橋面系：提供橋梁的行車部分，把橋面荷載傳遞到主梁和橫梁橫 主橫向加勁 縱向加勁 上翼橫ab下翼腹工地連縱平 工廠連 同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu 第一節(jié)鋼板梁橋的組成與總體設橋梁結構受力體系：簡支梁、連續(xù)橋面板結構形式：混凝土橋面、鋼橋主梁根數(shù)：主梁間距、懸臂長主梁結構形式：型鋼、焊接工形橫梁根數(shù)：端橫梁至梁端距離，橫梁間橫梁結構形式：實腹式、桁架平聯(lián)：設置位置和結構形 同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu 44同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu單位橋寬跨中活載彎矩計算恒載時，鋼筋混凝土橋面板，假設瀝青混凝土鋪裝層厚橋面板的厚度t(mm)b為主梁間距(m)；k1為與荷載大小有關的系數(shù)，一般鋼梁單位橋面面積的自重w(kN/m2) L為主梁計算跨徑活載沖擊系數(shù)μ L為主梁計算跨徑—第第一節(jié)鋼板梁橋的組成與總體設橫截面布通常一個車道設置一根主同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu566同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu對于預應力混凝土橋面板主梁間距可以達到對于雙車道橋梁或寬度較小3第一節(jié)第第一板梁橋的組成與總體設—斷面布鐵路橋枕或鋼筋混凝土橋面的合理跨度。橋枕的合理跨度大致在1.8-2.5米之間要求主梁中心距不能太小，主梁中心距不得小于計算跨度的對于下承式板梁橋要求兩片主梁之間 能滿足橋 的規(guī) 4.88米 的主梁中心距為5.4米 同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu 鐵路鋼板梁橋的橫斷面布置主要確定主梁的間距，應考慮下列問題第第一板梁橋的組成與總體設—平面布防止主梁側傾整體穩(wěn)工字形截面簡支梁受壓翼緣的自由長度1與其寬度1之比不超過表5.3.2-1所規(guī)定的數(shù)值時可以不計算側傾整體穩(wěn)定。工字形梁翼緣寬度B1通常為400~700mm，橫梁間距表5.3.2-1工字形截面簡支梁不需計算整體穩(wěn)定性的最大L1/B1同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu9公路橋公路橋橋梁整體剛度，活載橫向分配好，多主梁共同受力，整體橫向剛度要求大于10以上，支座處必須設端橫梁，中間橫梁通常不少于3Zl32a l為主梁跨長，a為主梁間距，IQ、I分別為橫梁及主梁的慣矩，I為換算為單根橫梁的換算剛度，為橫梁根數(shù)修正系數(shù)同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu8—鋼跨間無側向支承點的的梁，不論荷載作用于何荷載作用在上翼荷載作用在下翼橋橋梁安裝架設時主定位的作3.3—第第一板梁橋的組成與總體設—平面布橫向聯(lián)結系結構形中間橫 端橫實腹式（橫梁桁架式（橫聯(lián)魚尾板橫梁同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu—第第一板梁橋的組成與總體設—平面布公路橋—縱向聯(lián)結系布置形通常采用桁架式結設置在橋梁鄰近支點的橫梁之間和外側主梁之間的部同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu鐵路橋鐵路橋—同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu—第第一板梁橋的組成與總體設—支座及臨時支支座及臨時支主梁設臨時支橫梁設臨時支同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu第第二橫截面形H型鋼：跨徑≤20m，制作費焊接工形鋼梁：跨徑≤50m，制作費較梁高：簡支梁l/h=15~22；連續(xù)梁腹板高度與厚度之比：hw/tw<310，否則必須按高腹板設計加勁翼緣板：受壓翼緣b/t≤12√(345/fy)，受拉翼緣同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu第二鋼板梁橋翼緣板截面變化數(shù)量和位基準長度簡支梁或連續(xù)梁正彎矩區(qū)連續(xù)梁負彎矩區(qū)截面數(shù)量截面數(shù)量2345—————————4——— 同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu 主梁詳主梁詳同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu第二—小截面面積相應的腹板高（稱為經(jīng)濟腹板高度）hh6ht主梁的活載撓度f必須滿足（[f]為最大容許撓度同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu6.鋼主6.鋼主梁簡支組合梁橋的梁高h通常為L/15~L/25（L為跨徑連續(xù)組合梁橋的梁高h可以適當減小，L/20~L/30活載越大，要求的梁高越跨徑越大，梁高與跨徑之比h/L可以小一跨徑與腹板高度之比（公路-I級，橋寬86420BB24.5mB34mB5bbbb0 跨徑跨徑同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu跨徑與腹板高度之比L3.3.鋼板梁：跨徑的活載撓度小于活載撓度小于500/L3.第第二梁—梁鐵路主梁的經(jīng)濟高度ha為系數(shù)，可取2.5至M為計算彎矩[σ1]為撓曲容許應力（其值較基本容許應力[σ]大5％，若板梁上直接擱橋枕，則撓曲容許應力等于；tw為腹板厚度均布荷載作用下，等截面簡支梁的容許最小主梁高度h fLq 11l q=均布恒載為p=等代均布活載(1+)=沖擊系同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu第6章受彎構件6.第第二梁—翼緣強度要受壓翼Ac ht26 受拉翼A ht t 翼板寬度bf和厚度tf的確定，必須確保鋼梁 下不出現(xiàn)翼板局部失穩(wěn)和主梁的彎扭失穩(wěn)穩(wěn)定要求受壓翼板板b/t≤12√(345/fy)，施工階段應力/fd≤0.65時，可以放寬受拉翼緣b/t≤16構造要翼板厚度不小于腹板厚度的1.1倍翼緣寬度跨徑高強螺栓連接時：不小于350mm 同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu 腹腹板的穩(wěn)腹板在彎曲正應力σ和剪應力τ共同作用下，腹板穩(wěn)定計算公10(30)2()24 其中 t2 12(12)(tcr12(12)(引入復合應力作用下腹板板件穩(wěn)定安全系可以求得腹板板件滿足穩(wěn)定要求時高厚比應該滿足的條件t bB12 3224k k同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu第二梁—主梁腹板與加勁第第二梁—主梁腹板與加勁腹板的分tb b b(425R3 k縱向加勁肋時，宜布置在距受壓翼緣0.14hw和0.36hw處最為有效。同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu腹腹板和腹板加勁肋設置腹板最小厚度應滿足表5.3.3的要同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu提高腹板穩(wěn)定臨界應力的方法主要有增加板厚和設置加勁肋兩種方法。其中設置加勁肋方法效果更加顯著，鋼橋設計中最為常用，是減小腹板厚度、減輕鋼重的最有效途徑?！獦嬙煨武摬钠穫洳辉O橫向加勁肋及縱向加勁肋腹僅設橫向加勁肋，但不設縱向加勁肋hw 鉚設橫向加勁肋和1段縱向加勁肋縱向加勁肋位于距受壓翼0.2hw附近，見圖53設橫向加勁肋和2段縱向加勁肋縱向加勁肋位于距受壓翼0.14hw和0.36hw附近，圖腹腹板橫向加勁肋的間距a不得大于腹板高度hw的1.5倍，并應滿足不設縱向加勁肋時，橫向加勁肋的間距a應滿足下式要求 wh4100t345w7758h/2w2 wh4100t345w5877h/2 2w 同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu腹板和腹板加勁肋設置腹腹板和腹板加勁肋設置腹板橫向加勁肋的間距a不得大于腹板高度hw的1.5倍，并應滿足以下要求設置一道縱向加勁肋時，橫向加勁肋的間距a應滿足下式要求wh4100t900w12058h/2w2 w4100t900 9077h/2ww2 同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu腹腹板橫向加勁肋的間距a不得大于腹板高度hw的1.5倍，并應滿足以下要求設置二道縱向加勁肋時，橫向加勁肋的間距a應滿足下式要wh4100t3000w18758h/20.64w2wwh4100t3000w14077h/2w2w同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu腹板和腹板加勁肋設置第第二梁—主梁腹板與加勁設置在主梁支承處及外力集中處的橫向加勁肋，它們除了防止腹板剪切失穩(wěn)外，還要承受集中力，防止局部屈曲或應力集中。支承加勁肋直接承受支座反力的作用，需要驗算支承墊板處腹板和加勁肋的直接承壓應力，以及腹板和加勁肋中的豎向應力支點處承壓應bAB[b eb0AB eb同濟大學吳沖TongjiUniversity,WuAB[c ev0ABd ev同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu—第第二梁—主梁腹板與加勁中間橫向加勁橫向加勁肋的間距要中國公路鋼橋規(guī)范(85年)，應滿足下式要求a橫向加勁肋的尺寸要中國公路鋼橋規(guī)范要It3h0tw而且每側加勁肋的伸出肢肢寬不宜小于40h030，肢厚不宜小于肢寬的115同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu同濟大學吳沖Tongji同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu縱向加勁肋的設置方第二梁—主梁腹板與加勁第二梁—主梁腹板與加勁縱向加勁肋的剛度要一種是要求縱向加勁肋有足夠剛度，當腹板達到極限承載狀態(tài)時，它應能成為腹板屈曲變形波的波節(jié)，以加勁肋圍成的腹板局部失穩(wěn)荷載作為腹板失穩(wěn)判別標準另一種是當腹板達到極限承載狀態(tài)時，不要求加勁肋成為腹板屈曲變形波的波節(jié)以腹板整體失穩(wěn)荷載作為腹板失穩(wěn)判別標準，加勁肋剛度換算為腹板的抗彎剛度計算。中國規(guī)范采不應小法，縱向加勁肋截面對腹板與加勁肋的焊接線的慣性I t(2.50.45ah),1.5h3l3、也采用了hw00法，英國采用了第二種方法高腹板的設計實同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu(b)（a）—第第二梁—主梁的連主梁高強螺栓連翼緣板的力偶Mf和作用于腹板的彎矩Mw按二者的抗彎剛度比例進行分MfIfMMIwwI同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu剪力Q主要由腹板承同濟大學吳沖TongjiUniversity,WuNMhwtfctft vfNNmM—第第二梁—主梁的連腹板連接設包括螺栓數(shù)量計算、螺栓的布置和拼接板板厚與尺寸的設(a)(b)同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu分離式分離式NhAmmmsttw2NbN2N2 同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu—面軸第第二梁—主梁的連一體式腹板連接設性軸的距離成正比。tsswwth2hssNbN2N2Nb N My iQ同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu先初步擬定螺栓數(shù)量，驗算最外一個螺栓的受拼接板件厚 同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu a工地腹ab橫縱主橫第三節(jié)第第三節(jié)橫向聯(lián)結系與縱向聯(lián)結橫向聯(lián)結系結構形同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu第三節(jié)第第三節(jié)橫向聯(lián)結系與縱向聯(lián)結橫向聯(lián)結系結構形同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu第三節(jié)第第三節(jié)橫向聯(lián)結系與縱向聯(lián)結橫向聯(lián)結系結構形同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu③采用橋梁空間計算或平面簡化計算分析橫梁（橫聯(lián)） 《道路橋示方書》規(guī)定橫向聯(lián)結系間距不得超過6m，并且不超過受壓翼緣板寬度的3倍橫梁高度不宜過小，通常為主梁高度的34以上，不得小于主梁高度的12同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu第三節(jié)第三節(jié)橫向聯(lián)結系與縱向聯(lián)結橫向聯(lián)結系的設計計桁架式結構，橋梁空間分析時，其抗彎慣矩剛度Is采用下式換4h2 Is 1 橫向聯(lián)結系除了驗算結構整體受力外，還應該驗算水平荷載作用下的應力和穩(wěn)定結構V形桁倒V形桁X形桁上弦斜Nu=-Nu=-Nu=-下弦豎向同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu同濟大學吳沖TongjiUniversity,Wu第三節(jié)第第三節(jié)橫向聯(lián)結系與縱向聯(lián)結橫向聯(lián)