第4章上部结构1）课件.ppt

Chapter 4 上部结构—钢桥 1. 轧制梁桥 轧制梁桥造价低（模具小、生产批量大），便于施工。 截面小，适用于： 24m 跨以下的公路桥 15m 跨以下的铁路桥 2. 板梁桥 大梁为焊接 I 型或箱型梁，因而可以做成很大的截面。 制作费高于轧制梁。 对 24m 跨以上的跨度经济，可用于 120m 跨。 也可做成联合梁。 截面高，横向支撑十分重要。支座处一道，跨中每 7m 一道。 跨度大于 38m 时下层水平横向支撑必需。 小跨桥可用多根梁密布，（间距 2～3m），不用横梁。 当结构高度受限制时也可用多根主梁。 大跨桥，当结构高度不限时，只用2 根主梁。 3. 联合梁桥 使混凝土桥面板通过抗剪连接与钢梁共同作用组成的系统。简支跨最合适。 混凝土板是受压翼缘， 钢板梁抗剪抗拉， 抗剪连接（栓钉等）传递剪力，且使二者紧密接触。 施工较复杂，如果浇混凝土板时钢梁无支撑，则不可当作联合梁。 联合梁是桥梁设计的一大进步。 历史上桥梁每个构件只有单一功能。 联合梁形成复合系统，桥面板有两重功能。 优点： 最经济，节省钢材20～30％ 降低结构高度 增大桥面刚度 增加桥面抗超载的能力。 刚度要求限制了梁高跨比： 简支梁 hmin＝(1/10~1/15)l 连续、悬臂梁 hmin=(1/20 ~ 1/25)l 梁高受限制时可多根主梁。 4. 箱梁桥 结构形式 单箱、多箱 多室 简支、连续 联合箱梁，上翼缘为混凝土板。 钢箱梁上、下翼缘用正交板，即带有密布焊接纵肋的钢板。既是路面板，又是上翼缘。 肋：开肋、闭肋，壁厚0.5～0.8 cm 正交板上必须有铺垫层，起以下作用： 补偿钢板因焊接而不平 增大摩擦力，冬季防结冰 不透水及化学品，防止钢板生锈 减小正交板疲劳应力幅 要求 温度稳定性，耐久，无车辙，防水，足够强度。 5. 影响梁桥设计的因素 不同梁型在不同跨度范围内经济。 连续梁省材料，但增加施工费用，一般超过 30m 才用。 刚度要求： 活载下挠度 l /800，导致不能使用高强钢材。 高跨比 (1/25，1/15)对连续梁，l 取反弯点间距离。 宁可加厚腹板，也要减少肋条，可省掉支座、横隔膜部位的连接、切割等一系列细部加工。 用横隔膜代替横向支撑，减少加工费。 尽可能减少伸缩缝：贵，寿命短。 避免加腋，除非净空要求限制了结构高度。 深梁的吊装问题。 6. 钢桁架桥 桁架种类 上承式桁架 半穿式桁架 穿透式桁架 斜腹杆最优倾角为45°，跨度大时，节间过长， 导致纵梁跨度大，为此 再分 K型 折线上弦可节省材料，但增加了制作、安 装费。 考虑刚度要求（挠度不得超过 l / 600）， 公路桁架最优高度 平行弦桁架 h=(1/7~1/10)l 多边形桁架 h=(1/5.5~1/8)l 7. 钢桁架桥 定义： 拱肋、拱脚、拱冠、拱腹、拱背、拱肩 矢高、跨度 拱可以是圆弧、椭圆弧、悬链线、多边形 矢跨比 h / l ＝1/10～1/2 三种拱 系杆拱（下承式拱） 墩台、基础不受水平力 中承式拱 上承式拱 2）拱中的铰 固定拱，无铰，对温度及地基变形最敏感，三次静不定 单铰拱，拱冠处设铰 二铰拱，拱脚处设铰 三铰拱，对温度、地基变形最不敏感，静定 3）除系杆拱外的所有拱桥，墩台、基础皆受水平力，设计复杂，造价高 * * 梁桥，包括简支梁及悬臂梁桥，45m跨以下最经济的桥型。 变体—桁架。 梁桥下部结构只受竖向力，基本受压，可用素砼或圬工。 梁则受弯，要求抗拉性能好的材料。 AASHTO规范最小高跨比为 1/25。 AREA推荐最优高跨比为 1/15（对铁路桥）。 简支跨公路桥用联合梁 37m 跨很经济。 优点 钢箱梁防锈能力优于板梁， 抗扭能力强，横向刚度大， 外观好， 工厂制作箱梁段， 适用于较大跨度（大于37m，可用于250m跨梁桥），以及斜拉桥、悬索桥。 桥面梁：作为肋板的中间支撑，做T型，腹板开孔，使肋保持连续。间距: 4.6～5.5 0.6～0.7 闭肋 1.8～2.7 0.3～0.4 开肋 桥面梁间距， m 肋间距， m 优点：省钢 缺点：制作费高，结构高度大，现场工作量大，不美观，维修费高 因而现在不常用，只用在大跨桥上。 拱肩－肩柱或腹拱 拱背 拱脚 拱腹 拱冠 跨度 拱圈、拱肋 1）拱桥特点 真拱处处受压，可用廉价材料，素砼、石材。 外观好，刚度大， 大跨拱桥（如卢浦桥）为减轻自重才用钢拱。 是最常用的桥型 缺点： 墩台、基础还受额外的水平力， 巨大的肩上空间， 老式施工法的满堂式支架费用大。 大跨桥用钢拱，便于吊装，减小墩台基础的 水平力，并