1、北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院6.1 概述概述6.2 鋼板梁橋設計鋼板梁橋設計6.3 鋼板梁橋聯(lián)結系設計鋼板梁橋聯(lián)結系設計6.4 鋼桁梁橋設計鋼桁梁橋設計北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院6.1.1 鋼橋特點及發(fā)展鋼橋特點及發(fā)展6.1.2 鋼橋用材鋼橋用材6.1.3鋼橋的主要類型鋼橋的主要類型北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院鋼橋:主要承重結構及構件由鋼材制造并拼接而成的橋梁結構。鋼橋特點： （1）使用的材料性能好）使用的材料性能好。鋼材勻質、各向同性、強度高、彈性模量

2、大，塑性和韌性好、是理想的彈性體，又具有很好的塑性。鋼材不僅具備很好的力學性能，還具備很好的加工性能。 （2）跨越能力大。）跨越能力大。雖然鋼材容重大，但因其強度高，與鋼筋混凝土相比，在相同承載力條件下鋼構件截面小，結構自重反而輕，適合于建造大跨度橋梁。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院（3）工業(yè)化制造程度高。）工業(yè)化制造程度高。鋼構件多在工廠加工，受環(huán)境影響小、易控制、精度高、能大批生產(chǎn)、質量有保證、工業(yè)化程度高。（4）運輸方便、安裝速度快、施工工期短。）運輸方便、安裝速度快、施工工期短。通常，鋼橋是由小構件運至現(xiàn)場拼裝而成的，便于運輸，便于無支架安裝施工，相對于混凝土

3、結構可縮短工期。（5）鋼橋構件易于修復和更換。）鋼橋構件易于修復和更換。（6）鋼橋的缺點）鋼橋的缺點主要有：不耐火、易受侵蝕，維護費用高；桿件細長，穩(wěn)定問題大；列車誘發(fā)的振動、噪聲相對較大。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院由于鋼橋的諸多優(yōu)點，特別是其結構的實際受力狀況與理論計算結果非常相符，準確可靠，遂成為近、現(xiàn)代橋梁建造的主要結構。建設鋼橋的歷史可以追朔到百年以前，在我國我國8萬多公里萬多公里的鐵路線上，有的鐵路線上，有8000多孔鋼橋在服役，其中超過百年的老多孔鋼橋在服役，其中超過百年的老齡鋼橋有齡鋼橋有160多孔。多孔。 1907年建成的上海外白渡橋、上海外白渡橋

4、、1909年通車的蘭州黃河老橋年通車的蘭州黃河老橋等都已成為歷史文物，受到保護。但早期的老齡鋼橋大多是外國人設計并建造的。1934年1937年，39歲的茅以升先生帶領中國工程師設計并監(jiān)造了錢塘江大橋（主跨65.84m，全長1453m），開創(chuàng)了我國自行建造鋼橋的歷史。 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院中國最早的鋼橋制造廠是鋼橋制造廠是1894年建立的，年建立的，已有一百多年的歷史。但是，直到上世紀50年代初期，橋梁工廠只有制造鉚接橋的技術。1956年，前蘇聯(lián)專家與中國技術人員合作，在沈陽橋梁廠試焊成功第一孔24m焊接板梁，并生產(chǎn)了第一批320孔24m焊接板梁橋，架設在石太

5、線和湛江附近支線上，這是我國第一次制造焊接橋。1957年，借助前蘇聯(lián)專家的技術和材料，中國建造完成了全長1155.5m、主跨128m的武漢長江公鐵兩用大橋。該橋的建設培養(yǎng)了中國第一批鋼橋設計、施工、制作、研究的工程技術人員，為中國鋼橋事業(yè)的發(fā)展奠定了基礎。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院1968年，中國人靠自己的技術和材料，自行設計建造了正橋長1576m、鐵路橋全長6772m、公路橋全長4588m的南京長江公鐵兩用大橋。該橋主跨160m，首次使用了國產(chǎn)的16Mnq鋼。上世紀60年代中期，在中國西南成昆鐵路建設中，由科研、設計、施工、制造單位組成了栓焊梁戰(zhàn)斗組，系統(tǒng)地研究

6、了栓焊鋼橋建造技術，編制了我國最早的栓焊鋼梁設計暫行辦法，并以此為指導，在成昆線上建成了44座不同形式的栓焊鋼橋，結束了中國鉚接鋼橋的歷史，開創(chuàng)了中國栓焊鋼橋技術發(fā)展的新紀元。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院上世紀90年代以來，在鐵路橋梁方面，1993年使用國產(chǎn)15MnVNq鋼建成了主跨214m的九江長江大橋（公鐵兩用鋼桁拱橋），2002年使用國產(chǎn)14MnNbq鋼建成了的主跨312m的蕪湖長江大橋（公鐵兩用低塔斜拉橋），2009年建成了主跨504m的武漢天興州長江大橋已經(jīng)建成（3片鋼桁主梁公鐵兩用斜拉橋），現(xiàn)在，主跨336m的南京大勝關長江大橋（高速鐵路鋼桁拱橋）已經(jīng)合

7、攏，創(chuàng)造了我國公鐵兩用橋的多項新紀錄。公路鋼橋的發(fā)展也是突飛猛進，1996年建成通車的長江三峽西陵大橋是中國人自己設計建造的第一座全焊鋼箱梁公路橋。2007年建成通車的主跨1018m的蘇通長江大橋、2008年建成的主跨552m的重慶朝天門長江大橋、2007年合攏的主跨1650m的西堠門跨海橋分別成為我國已經(jīng)建成的斜拉橋、拱橋、懸索橋的跨度之最。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院6.1.2 鋼橋用材鋼橋用材橋梁使用的鋼材包括3類：1. 制作橋梁桿件的鋼板和型鋼等結構鋼。2. 制作鋼索和鋼絞線的高強鋼絲。3. 制作鋼支座的鑄鋼或鍛鋼。 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學

8、土木建筑工程學院我國鋼橋桿件主要使用國產(chǎn)鋼材碳素結構鋼和低合金結構鋼，其機械力學性能及沖擊韌性等指標見橋梁用結構鋼（GB/T714-2000）。 根據(jù)對沖擊韌性的要求不同，Q235鋼材分為A、B、C、D四個等級，Q345鋼材分為A、B、C、D、E五個等級。其中A級鋼沒有沖擊韌性的要求，很少用于鋼橋。B、C、D、E級鋼的沖擊韌性試驗溫度分別為20，0，-20和-40，要求V形缺口沖擊功大于27J。按照橋梁鋼國家標準，交貨質量控制非常嚴格。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院例如：鐵路鋼橋用鋼材交貨條件明確規(guī)定：Q235q、Q345q應熱軋狀態(tài)交貨，Q370qD、Q370qE、

9、Q420qD Q420qE均應正火狀態(tài)交貨；Q370QE鋼板實物的沖擊韌性交貨條件為：-40時的沖擊功，板厚小于等于24mm不低于100J, 板厚大于24mm不低于120J；Q420qE鋼板實物的沖擊韌性交貨條件為：-40時沖擊功不低于120J。鐵路鋼橋所用的基本材料見表6-1，橋梁用鋼的基本容許應力見表6-2。 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院表表6-1 鐵路鋼橋的基本材料鐵路鋼橋的基本材料名稱鋼材牌號質量等級應符合的標準鋼梁主體結構Q235qD級橋梁用結構鋼（GB/T714-2000）實物交貨條件見附錄A。Q420qD僅用于受壓非斷裂控制部分Q345qD、E級Q37

10、0qD、E級Q420qD、E級橋梁輔助結構Q235-B.Z碳素結構鋼（GB/T 700）Q345c低合金結構鋼（GB/T 1591）北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院表表6-2 鋼材的基本容許應力鋼材的基本容許應力北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院6.1.3鋼橋的主要類型鋼橋的主要類型從鋼橋的主要承重結構的受力和傳力方式來看，可歸納為梁式鋼橋、拱式鋼橋和組合體系鋼橋。梁式鋼橋、拱式鋼橋和組合體系鋼橋。1. 梁式鋼橋梁式鋼橋梁式鋼橋是主要承受彎矩和剪力的結構，其力學特征是在豎向荷載作用下，截面產(chǎn)生彎矩和剪力。按照支承方式不同，可分為簡支梁橋（圖6-1）

11、、連續(xù)梁橋（圖6-2）和懸臂梁橋（圖6-3）。 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院按照主梁結構形式，按照主梁結構形式，可分為鋼板梁、鋼箱梁、鋼桁梁和結合梁(圖6-4)；按照連接方式按照連接方式，可分為鉚接鋼梁、栓接鋼梁、焊接鋼梁以及栓焊連接鋼梁；按照截面沿跨度方向有無變化按照截面沿跨度方向有無變化，可分為等截面鋼梁和變截面鋼梁。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-1 簡支鋼桁梁橋北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-2 連續(xù)鋼板梁橋 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-3 懸臂（簡支）鋼桁梁橋北京

12、交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-4 鋼混結合梁橋 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院2. 拱式鋼橋拱式鋼橋拱式鋼橋是以承受軸力為主、同時也承受彎矩和剪力的結構。其力學特征是在豎向荷載作用下，拱腳產(chǎn)生水平推力。按照支承方式(包括鉸的設置)不同，可分為無鉸無鉸拱橋（圖拱橋（圖6-5）、兩鉸拱橋（圖）、兩鉸拱橋（圖6-6）和三鉸拱橋）和三鉸拱橋（圖6-7）。按照拱肋的截面形式可分為板式拱、箱式拱、桁板式拱、箱式拱、桁式拱。式拱。按照拱腳推力的傳遞方式可分為有推力拱和無推有推力拱和無推力拱力拱(系桿拱系桿拱)（圖6-8）。北京交通大學土木建筑工程學院北京

13、交通大學土木建筑工程學院圖6-5 無鉸鋼拱橋(板式) 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-6 兩鉸鋼拱橋(桁式)北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-7 三鉸鋼拱橋(箱式) 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-8 系桿鋼拱橋北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院6.2 鋼板梁橋設計鋼板梁橋設計6.2.1 鋼板梁橋的類型及結構組成鋼板梁橋的類型及結構組成6.2.2 鋼板梁橋主梁設計鋼板梁橋主梁設計北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院6.2.1 鋼板梁橋的類型及結構組成鋼板梁橋的類型及

14、結構組成鋼板梁橋：指主梁采用型鋼或鋼板，通過焊接、栓接或鉚接制成的工字形截面的實腹梁橋。特點：構造簡單、制作容易、可整孔運輸及安裝。聯(lián)結系：由于鋼板梁橫向抗彎剛度和抗扭剛度較小，為了實現(xiàn)橋梁結構的空間性和整體性并傳遞橫向荷載，使鋼板梁的主梁間連接在一起，形成一個整體的結構體系。鋼板梁橋組成：主梁、聯(lián)結系、橋面系和支座等。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院鋼板梁橋的類型：鋼板梁橋按橋面設置的位置不同可分為上承式鋼板梁橋（見圖6-9）和下承式鋼板梁橋（見圖6-10）。橋面位于主梁上翼緣為上承式鋼板梁橋，橋面位于主梁下翼緣為下承式鋼板梁橋。圖6-9 上承式鋼板梁橋圖6-10 下

15、承式鋼板梁橋北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院1. 主梁主梁主梁主要承受豎向荷載，是鋼板梁橋的主要承重結構。每片鋼板梁按制作方法不同可以分為型鋼梁和焊接（或鉚接）梁兩大類。當橋梁的跨度較小時并承受的荷載較小時，鋼板梁可采用熱軋型鋼熱軋型鋼（如工字鋼）。當荷載和跨度較大以及采用變截面梁時，應采用由鋼板通過焊接或鉚接制成的鋼板梁焊接或鉚接制成的鋼板梁。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院由于焊接連接方法的迅速發(fā)展，鋼板梁大多采用的是焊接梁，鉚接梁已經(jīng)基本上不再應用。主梁截面見圖6-11。 (a)鉚接鋼板梁截面 (b)焊接鋼板梁截面 (c)型鋼鋼板梁截面圖6

16、-11 主梁截面示意圖北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院每片焊接鋼板梁由上、下翼緣板和腹板組成，鋼板梁由上、下翼緣板和腹板組成，如圖6-12所示。為了保證腹板的局部穩(wěn)定性，一般需要設置豎向加勁肋和水平加勁肋。設置豎向加勁肋和水平加勁肋。豎向加勁肋的布置不僅要滿足腹板穩(wěn)定性的需要，還應考慮聯(lián)結系的布置。一般情況下，豎向加勁肋按等距離布置（通常間距2m）。為了盡量減小上翼緣板局部屈曲的可能性，豎向加勁肋上端應與上翼緣板頂緊加勁肋上端應與上翼緣板頂緊，在橫聯(lián)處的豎向加勁肋上端還應與上翼緣板焊接。支承處支承處或傳遞集中外力處的豎向加勁肋應成對設置，其上、下端均與翼緣板頂緊焊牢。北

17、京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院當腹板較高時，還應設置水平加勁肋，腹板較高時，還應設置水平加勁肋，且布置在距壓翼緣1/41/5腹板高度處。-主梁上翼緣板 -主梁下翼緣板 -主梁腹板 -端加勁肋 -中間豎向加勁肋 -水平加勁肋圖6-12 主梁及腹板加勁肋北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院2. 聯(lián)結系聯(lián)結系聯(lián)結系分為縱向聯(lián)結系和橫向聯(lián)結系，如圖6-13所示。上平縱聯(lián)：設置于主梁上翼緣的水平縱向聯(lián)結系。下平縱聯(lián)：設置于主梁下翼緣的水平縱向聯(lián)結系。 橫聯(lián)： 設置于主梁橫向平面的聯(lián)結系。上、下平縱聯(lián)的功能是：承受橫向荷載并傳遞到支座；為主梁提供側向彈性支撐，增

18、加主梁的穩(wěn)定性；與主梁連接構成一空間受力體系。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-13 上承式鋼板梁橋主梁及聯(lián)結系 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院6.2.2 鋼板梁橋主梁設計鋼板梁橋主梁設計1. 主梁內力簡化計算進行鋼板梁設計時，首先應計算出作用于板梁任一截面的內力，包括彎矩、剪力和軸力。由于鋼板梁（主梁、聯(lián)結系）實際上是一個既能承受豎向荷載（恒載、活載）又能承受橫向荷載（風力、搖擺力、離心力）以及地震和溫度作用的空間受力體系，顯然，利用有限元法或其它計算方法完成這樣的計算得到其內力是可行的，但這樣做相對復雜。工程上常用的做法是：根據(jù)鋼板梁橋

19、的結構組成、受荷特點及支承方式，將其分成幾個簡單的平面結構分別進行計分成幾個簡單的平面結構分別進行計算，如豎向荷載作用下的主梁內力計算，橫向荷載作用下算，如豎向荷載作用下的主梁內力計算，橫向荷載作用下的平縱聯(lián)內力計算等。的平縱聯(lián)內力計算等。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院設計時，主梁截面內力按下式計算： 彎曲應力： kpMMMWM;(6.1)剪應力： kpwVVVtISV;(6.2)北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院ppVM 、-計算截面恒載產(chǎn)生的彎矩和剪力； -計算截面活載產(chǎn)生的彎矩和剪力；

20、-計算截面抵抗矩； S -中性軸以上的毛截面對中性軸 的面積矩；Iwt-截面慣性矩；-腹板厚度IwtkkVM 、IwtW北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院2. 主梁尺寸確定主梁尺寸確定鋼板梁主梁尺寸包括主梁尺寸包括：計算跨度、主梁高度、主梁中心距、主梁截面等。（1）計算跨度鋼板梁橋的計算跨度：指縱橋向兩支座之間的距離。計算跨度應依據(jù)橋位處的地質、地理、水文以及施工、運輸?shù)葪l件確定。在實際選用時宜盡量采用標準跨度的梁。鐵路橋梁鋼結構設計規(guī)范（以下簡稱橋規(guī)）中的標準跨度有20m、24m、32m、40m等。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院（2）主梁高度鋼

21、板梁主梁高度：上翼緣板頂面到下翼緣板底面之間的距離。主梁高度應根據(jù)最大梁高、最小梁高和經(jīng)濟梁高最大梁高、最小梁高和經(jīng)濟梁高確定。確定。最大梁高由橋梁的容許建筑高度、橋梁凈空以及橋頭線路標高確定；最小梁高則取決于主梁的豎向剛度。對于簡支鋼板梁橋，橋規(guī)規(guī)定在靜活載靜活載作用下梁跨中的最大撓度不得超過計算跨度的不得超過計算跨度的1/900。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院主梁高度的選擇應小于最大梁高，大于最小梁高并接近經(jīng)濟梁高。實際選擇時還應考慮鋼廠的供貨規(guī)格、運輸限界等因素。簡支鋼板梁橋主梁的最小高度為:wm in51241lhfpElk(6.3)北京交通大學土木建筑工程學

22、院北京交通大學土木建筑工程學院式中 -彎曲容許應力； -鋼材彈性模量； -鋼板梁橋計算跨度； -鋼板梁的容許撓跨比； -活載動力系數(shù)； -梁上均布恒載和活載。 w El/ f l1pk、北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院簡支鋼板梁橋主梁的經(jīng)濟梁高為:0.4sw2Mh (6.4)式中 -計算系數(shù) 當最大彎矩處無孔時， 1.05 有孔時， 9 . 085. 0-計算彎矩 M北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院（3）主梁中心距主梁中心距 主梁中心距：指兩片主梁腹板中線之間的距離，也是梁端截面支座之間的距離。主梁中心距的確定應考慮如下方面的問題：1）鋼板梁橋的

23、橫向剛度 主梁中心距越大，鋼板梁的橫向整體剛度就越大，反之也然。研究表明，橋梁的橫向剛度對列車運行的平穩(wěn)性和安全性影響較大。為了保證橋梁的橫向剛度，橋規(guī)要求鋼板梁主梁中心距不得小于計算跨度的1/15，且不小于2.2m。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院2）橋枕的合理跨度 對于上承式明橋面鋼板梁，橋枕直接設置在主梁上，主梁中心距就是橋枕的跨度。 當中心距偏小時，鋼軌幾乎位于主梁上方，難以利用橋枕受載時發(fā)生的彈性變形來降低列車的沖擊作用；中心距偏大時，橋枕的跨度增大，為了提供足夠的剛度，橋枕的截面就需增大。 除此之外，確定主梁中心距時，還應考慮采用架橋機整孔架設的條件。北京交

24、通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院（4）主梁截面）主梁截面 鋼板梁主梁通常為工字形截面梁，由腹板和翼緣板組成。鋼板梁主梁通常為工字形截面梁，由腹板和翼緣板組成。確定主梁截面實質上是確定腹板和翼緣板的尺寸，除了受確定主梁截面實質上是確定腹板和翼緣板的尺寸，除了受截面內力控制外，還應考慮一定的構造要求。截面內力控制外，還應考慮一定的構造要求。1）腹板尺寸：主梁腹板主要起連接上下翼緣的作用，主）腹板尺寸：主梁腹板主要起連接上下翼緣的作用，主梁高度梁高度h確定后，可比主梁高度略小擬定腹板高度確定后，可比主梁高度略小擬定腹板高度hf。 腹板厚度則可按腹板厚度則可按橋規(guī)橋規(guī)規(guī)定取值（規(guī)定取

25、值（10mm或或12mm）。）。橋梁主要構件所用鋼板厚度不宜小于橋梁主要構件所用鋼板厚度不宜小于10mm，以免由于修，以免由于修飾等造成截面削弱過大。飾等造成截面削弱過大。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院 在彎矩和剪力的共同作用下，腹板還承受彎曲應力和剪應力，以承受剪應力為主，腹板尺寸還應腹板尺寸還應滿足強度和穩(wěn)定性要求滿足強度和穩(wěn)定性要求，見截面應力驗算。2）翼緣板尺寸：主梁的翼緣板主要承受彎矩產(chǎn)生的彎曲應力，因此翼緣截面面積首先由截面的彎矩確定如下：yww16MAhth(6.5)北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院式中 h 主梁梁高； M 截面最

26、大彎矩；wt腹板厚度； w 彎曲容許應力；北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院3. 主梁強度驗算主梁強度驗算（1）抗彎強度 在一個主平面內受彎曲 wMW （6.6） 斜彎曲 yxwxyMMCWW （6.7） 其中，W，Wx，Wy分別為：檢算截面處對主軸的計算截面抵抗矩（m3）；檢算受拉翼緣為凈截面抵抗矩；檢算受壓翼緣為毛截面抵抗矩。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院C為斜彎曲作用下容許應力增大系數(shù)： m2m110.31.15C （6.8） mm12、-截面檢算處由于彎矩xyMM、所產(chǎn)生的 較大和較小的應力。 （2） 抗剪強度w VSCI t （6.9）

27、 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院其中， C為剪應力分布不均勻容許應力增大系數(shù)： 當max01.25 時，1.0C； 當 max01.50時， 1.25C0max當 為中間值時， C按直線比例計算。 0wVht h為腹板全高。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院（3）折算應力4. 主梁連接焊縫計算及驗算主梁連接焊縫計算及驗算 鋼板梁主梁焊接包括：翼緣板與腹板焊接，加勁肋與腹板及翼緣板的焊接，翼緣板、腹板的接長焊接等。 翼緣板、腹板的接長焊接采用全熔透焊，坡口應根據(jù)板厚確定，翼緣板連接焊縫不應與腹板連接焊縫位于同一面內，以便改善連接面的受力狀況。通常，

28、工廠連接要錯開100mm以上，工地連接錯開200mm以上。2231.1 （6.10） 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院翼緣板與腹板、加勁肋與腹板及翼緣板的連接一般采用角焊縫，對稱布置。翼緣板與腹板的焊縫應連續(xù)，與加勁肋交叉處，加勁肋需開過焊孔。角焊縫的焊腳尺寸可先按橋規(guī)的規(guī)定或計算確定，然后進行焊縫強度的驗算。（1）翼緣與腹板連接焊縫計算 角焊縫承受的力按被連接構件的內力計算，并假定在焊縫計算長度上的剪應力是平均分布的。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院翼緣板與腹板焊縫承受的剪應力： ； （6.11） 單位長度焊縫傳遞的水平剪力： ; （6.12）

29、 最大輪壓沿跨長單位長度內產(chǎn)生的豎向剪力： （6.13）ywVSIt yVSTI1PV 式中 V-最大剪力；P-最大輪壓，按鐵路標準活載， 承受的最大輪壓為：110(1)P （kN） 每片主梁所Sy-一個翼緣截面對中性軸的面積矩； 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院 -最大輪壓在梁上的平均分部長度，按 考慮。則單位長度內翼緣與腹板角焊縫承受的總剪力為：100cm22111QTV（6.14）（2）翼緣與腹板連接焊縫驗算每片主梁翼緣與腹板單位長度角焊縫能承受的剪力： 式中 fh為角焊縫的焊腳尺寸， 為焊縫容許剪應力。 21fhN 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建

30、筑工程學院在單位長度范圍內，焊縫所受的剪力應小于焊縫的容許值， 即 ，可得： 5. 主梁整體穩(wěn)定驗算 為了有效地發(fā)揮鋼材的作用，鋼板梁截面通常設計得窄而高。當豎向荷載產(chǎn)生的彎矩不大時，梁僅在彎矩作用平面內彎曲；當豎向荷載逐漸增大到某一數(shù)值時，梁將突然發(fā)梁將突然發(fā)生側向彎曲和扭轉而喪失繼續(xù)承載的能力，即梁喪失了整生側向彎曲和扭轉而喪失繼續(xù)承載的能力，即梁喪失了整體穩(wěn)定。體穩(wěn)定。11QN22yf1 2VSPhI （6.15）北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院這種使梁喪失整體穩(wěn)定的荷載或彎矩稱為臨界荷載或臨界彎矩。豎向荷載的臨界值和其作用點的位置有關：荷載作用于板梁的上翼緣荷載

31、作用于板梁的上翼緣時，在梁產(chǎn)生微小側向位移和扭轉的情況下，荷載將產(chǎn)生繞剪力中心的附加扭矩，這一附加扭矩將對板梁的側向彎曲和扭轉起促進作用，使梁加速喪失整體穩(wěn)定；當荷載作用在梁的下翼緣當荷載作用在梁的下翼緣時，將產(chǎn)生反方向的附加扭矩，有阻止梁的側向彎曲扭轉的作用，可延緩梁喪失整體穩(wěn)定。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院在純彎曲作用下，鋼板梁主梁的臨界彎矩為：（6.16） 臨界應力為：crcrMW （6.17） 式中 W 為按受壓翼緣確定的毛截面抵抗矩。這就是基于彈性穩(wěn)定理論得到的梁或壓彎桿件的臨界應力。若保證主梁不喪失整體穩(wěn)定，主梁受壓翼緣的最大壓應力就應小于該臨界應力。D

32、yDycrGJlhEIGJEIlM2222/1北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院事實上，鋼板梁主梁整體穩(wěn)定性一般采用近似的計算方法。橋規(guī)的驗算公式為：2m MW （6.18） MmW式中 -構件中部三分之一長度范圍內的最大彎矩；-毛截面抵抗矩；2-構件只在一個主平面內受彎時的容許應力折減系數(shù)（若是壓彎桿，可按N=0的情況來確定 ）2北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院在不作進一步分析時可按下式計算構件的換算長細比 e并按 ，e從橋規(guī)(TB10002.2-2005)表3.2.6查得。0 xeylrh r （6.19） - 系數(shù)，焊接桿件取1.8，鉚接桿件

33、取2.0； 0l- 鋼梁受壓翼緣（指因彎矩而受壓）對弱軸的計算長度，對于鋼板梁橋即上平縱聯(lián)兩相鄰節(jié)點的間距；xyrr、-鋼梁截面對x-x軸（強軸）及y-y軸（弱軸）的回轉半徑；h -鋼梁截面高度。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院對于下列情況，?。?箱形截面桿件；任何截面桿件，當所驗算的失穩(wěn)平面和彎矩作用平面一致時。6 主梁局部穩(wěn)定 鋼板梁設計中，除了強度、剛度和整體穩(wěn)定性外，還需考慮局部穩(wěn)定問題。 局部失穩(wěn)問題：局部失穩(wěn)問題：主梁的受壓翼緣在荷載作用下有可能出現(xiàn)局部翹曲現(xiàn)象，這種在荷載作用下梁還未喪失整體穩(wěn)定之前，腹板或翼緣板出現(xiàn)的局部翹曲的現(xiàn)象稱為局部失穩(wěn)問題。21北

34、京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院在焊接鋼板梁設計中，翼緣板的局部穩(wěn)定通常采局部穩(wěn)定通常采用限制翼緣伸出肢的寬厚比的方法來保證，用限制翼緣伸出肢的寬厚比的方法來保證，腹板的局部穩(wěn)定則常采用配置加勁肋的方法來解決。對于選用軋制型鋼的鋼板梁，其規(guī)格和尺寸都滿足局部穩(wěn)定的要求，不需要進行驗算。為了保證翼緣板的局部穩(wěn)定，需要控制其伸出肢的寬厚比。根據(jù)板的穩(wěn)定理論，受壓板件歐拉應力為：22cr212(1)KEtb（6.20） 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院由 ，(為鋼板的屈服強度) 可得到由穩(wěn)定控制設計的寬厚比 為 ：cryf/b t22y12(1)bkEt

35、f （6.21） 式中： E-彈性模量; -泊松比;kbt、-穩(wěn)定系數(shù);-約束系數(shù)； -受壓板件的寬度和厚度。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院鋼板梁主梁的受壓翼緣實際上是在由腹板和豎向加勁肋支撐的狀態(tài)下工作的，因此，可以近似地看作三邊簡支一邊自由的薄板。當豎向加勁肋的間距遠大于翼緣板寬度時，穩(wěn)定系數(shù)取 為： , 約束系數(shù) 如果取 ，由上式可得由上式可得 橋規(guī)規(guī)定，焊接板梁的翼緣伸出長度（從腹板中心算起）對其厚度之比不得超過10。 0.425k 1.11.2y3451.1fMPa，/16b t 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院翼緣板應該有足夠的寬度

36、，確保鋼板梁不致產(chǎn)生整體彎扭失穩(wěn)，特別是對于支承橋枕的鐵路鋼板梁，上翼緣應有足夠的寬度，橋規(guī)規(guī)定該寬度不宜小于240mm。7. 腹板加勁肋設計 為了防止腹板在荷載作用下喪失局部穩(wěn)定，普遍的做法是設置加勁肋以增強腹板的剛度。 腹板加勁肋包括豎向加勁肋和水平加勁肋豎向加勁肋和水平加勁肋，見圖6-14（圖中，a為端加勁肋，b、c、d為中間豎向加勁肋）。 豎向加勁肋的主要作用是防止腹板剪切失穩(wěn)，水平加勁肋的作用是防止腹板在彎曲壓應力作用下的彎壓失穩(wěn)。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-14 腹板豎向加勁肋北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院豎向加勁肋又分為

37、兩種豎向加勁肋又分為兩種：支承加勁肋支承加勁肋（或端加勁肋）：設置在板梁支點處參與承受和傳遞支座反力，其作用是防止梁端腹板剪切失穩(wěn)以及應力集中。中間豎向加勁肋：中間豎向加勁肋：設置在主梁支點之間的，其作用是防止腹板剪切失穩(wěn)。簡支板梁腹板加勁肋的設置簡述如下。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院（1）支承加勁肋 支承加勁肋直接承受支反力的作用，應在腹板兩腹板兩側成對側成對布置，并與支承翼緣磨光頂緊（或焊接），磨光頂緊（或焊接），其伸出肢的寬厚比不應大于12，見圖6-15。由于支承加勁肋較中間豎向加勁肋承力更大、截面更大，不僅需要驗算其穩(wěn)定性，還需驗算其承壓強度、與腹板間的連接

38、焊縫等。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院1）支承加勁肋的穩(wěn)定驗算 支承加勁肋按承受集中荷載或支座反力的軸心受壓構件計算其在腹板平面外的穩(wěn)定性。驗算公式為： 1 RA（6.22） 式中 R支座反力； A計算截面面積，其值為支承加勁肋截面積與加勁肋兩側各15倍腹板板厚范圍內的腹板面積之和，見圖6-15中的陰影部分。wt北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院1軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)； 穩(wěn)定系數(shù)可依據(jù)長細比 xxx/lr查表求得， xl為支承處橫向聯(lián)結系上、下兩節(jié)點間距之0.7倍， xr為計算截面A繞 xx軸的回轉半徑。 鋼材的基本容許應力。北京交通大學土木建

39、筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-15 支承加勁肋北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院2）支承加勁肋的承壓強度驗算）支承加勁肋的承壓強度驗算 支承加勁肋的承壓強度主要驗算其端部截面，所承受的力為支座反力。當支承加勁肋的端部與下翼緣磨光頂緊時，應用下式驗算其端部承壓應力：ccRA（6.23）R支座反力； cA支承加勁肋與下翼緣磨光頂緊面積； c鋼材局部承壓容許應力。 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院3）支承加勁肋與腹板連接焊縫驗算）支承加勁肋與腹板連接焊縫驗算支承加勁肋與腹板間連接焊縫的計算：假定應力沿角焊縫全長均勻分布，并近似地按承受全部支

40、座反力計算所需焊縫尺寸、驗算焊縫強度：we 4Rlh （6.24） 式中， wl焊縫長度； ehef0.7hhfh角焊縫的有效高度（，為焊腳尺寸） 焊縫容許剪應力。 ， 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院（2）中間豎向加勁肋）中間豎向加勁肋 中間豎向加勁肋的設置與否取決于腹板的剛度，即腹板的高厚比（ ）。 如果腹板剛度足以保證其局部穩(wěn)定，則可以不設中間豎向加勁肋。 中間豎向加勁肋的間距及剛度與腹板的高厚比、所受的正應力、剪應力、有無水平加勁肋及其層數(shù)等有關。 下面僅就簡支鋼板梁中間豎向加勁肋的設置加以說明：ww/ht北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院

41、1）不設中間豎向加勁肋的條件不設中間豎向加勁肋的條件。鐵路鋼橋規(guī)范規(guī)定，當腹板高厚比 時，可不設中間豎向加勁肋，因為腹板本身的剛度已可保證其局部穩(wěn)定。 公路鋼橋規(guī)范規(guī)定 （Q235）， （Q345）時不設。2）中間豎向加勁肋間距要求中間豎向加勁肋間距要求。當腹板高厚比 時，腹板本身的剛度已不能保證其局部穩(wěn)定，應設中間豎向加勁肋。豎向加勁肋間距應滿足下式要求，且不得大于2m。ww/50htww/70htww/60htww50/140ht北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院w950ta（6.25） 式中：a豎向加勁肋間距（cm）； wt腹板厚度（cm）； 驗算板梁處的腹板平均剪

42、應力（MPa）： wwVht（6.26） wh腹板全高度（cm）；V板段中間截面處的 剪力（MN）。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院3）豎向加勁肋剛度要求）豎向加勁肋剛度要求 豎向加勁肋應有足夠的剛度來約束腹板的剪切變形。橋規(guī)規(guī)定，當僅用豎向加勁肋時，若豎向加勁肋是成對且對稱地設置在腹板兩側的，則腹板每側加勁肋的伸出肢寬度不得小于（ ）（mm）。為了防止豎向加勁肋本身的局部穩(wěn)定，如同受壓翼緣一樣，對其伸出肢的寬厚比應加以限制。中間豎向加勁肋伸出肢的寬厚比不得大于15，支承加勁肋伸出肢的寬厚比不應大于12。 需要同時設置豎向加勁肋及水平加勁肋時，對豎向加勁肋的慣性矩要求如

43、下。w40/30h3tw w3Ih t（6.27） 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院 式中，當腹板兩側對稱設置豎向加勁肋時，每對豎向加勁肋截面繞腹板水平截面中線的慣性矩；當腹板單側設置豎向加勁肋時，豎向加勁肋截面繞腹板水平截面邊線的慣性矩。其余符號意義同前。（3）水平加勁肋的設置要求）水平加勁肋的設置要求 水平加勁肋作用：用來防止腹板在彎曲壓應力作用下的彎壓失穩(wěn)。當鋼板梁跨度較大、腹板較高時需要設置水平加勁肋。 橋規(guī)規(guī)定，當腹板高厚比 時，腹板高度較大，僅靠腹板的剛度和豎向加勁肋已不能保證腹板的彎壓穩(wěn)定，還應在距受壓翼緣 處設置水平加勁肋。 tIww140/250htw

44、1/4hw1/5h北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院水平加勁肋可以與豎向加勁肋設在腹板同一側或不同側，如圖6-16所示。水平加勁肋與豎向加勁肋不在腹板的同一側時，加勁肋可以做的較長，便于進行自動焊接。設置在同一側時，應考慮與豎向加勁肋交叉處的構造做法，通常采用斷開水平加勁肋的做法跨越通常采用斷開水平加勁肋的做法跨越豎向加勁肋豎向加勁肋（見圖6-16）。這樣做并不會影響水平加勁肋防止腹板局部失穩(wěn)的作用，但可方便地避免交叉焊縫。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-16 水平加勁肋北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院水平加勁肋應有足

45、夠的剛度來約束腹板的壓彎變形。水平加勁肋剛度的確定主要依據(jù)：腹板加勁肋圍成的局部失穩(wěn)荷載，要求腹板的失穩(wěn)荷載大于翼緣的屈服荷載。設計方法：采用單一板塊的最小極限強度作為腹板極限抗剪強度。要求：每對水平加勁肋繞腹板垂直截面中線的慣性矩 應滿足下式，但不得小于sI3w w1.5h t23sw ww2.40.13aIh th（6.28） a豎向加勁肋間距；其余符號意義同前。a北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院8. 腹板疲勞強度驗算腹板疲勞強度驗算 鋼板梁腹板與豎向加勁肋焊接后，在豎向加勁肋角焊縫的下端焊趾處（見圖6-17）容易形成應力集中，成為誘發(fā)疲勞裂紋、發(fā)生疲勞破壞的薄弱環(huán)

46、節(jié)，需要對該處腹板進行疲勞強度驗算。驗算公式如下： （6.29） -豎向加勁肋角焊縫下端焊趾處腹板的疲勞應力幅； -疲勞容許應力幅，按照構造類別確定，對于鋼板梁腹板，該疲勞容許應力幅為99.9MPa。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-17 腹板疲勞驗算部位1北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院6.3 鋼板梁橋聯(lián)結系設計鋼板梁橋聯(lián)結系設計聯(lián)結系的功能：將鋼板梁的主梁在水平縱向和橫向連接，形成一個整體結構，增加結構的空間穩(wěn)定性。聯(lián)結系分為縱向縱向聯(lián)結系和橫向橫向聯(lián)結系。平縱聯(lián)：設置于主梁上、下翼緣附近的水平縱向平面的聯(lián)結系。橫聯(lián)：設置于主梁橫向平面的

47、聯(lián)結系。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院6.3.1水平縱向聯(lián)結系水平縱向聯(lián)結系1. 平縱聯(lián)的結構組成及功能 鋼板梁的上、下平縱聯(lián)通常采用平面桁架的腹桿體系作為鋼板梁的上、下平縱聯(lián)通常采用平面桁架的腹桿體系作為其結構型式，由斜腹桿、橫撐和主梁組成一個水平桁架其結構型式，由斜腹桿、橫撐和主梁組成一個水平桁架，如圖6-18所示。位于主梁上翼緣附近的水平桁架即上平縱聯(lián)，位于主梁下翼緣附近的水平桁架即下平縱聯(lián)。 平縱聯(lián)的功能主要是平縱聯(lián)的功能主要是：（1）承受橫向荷載并傳遞到支座；（2）為主梁翼緣提供側向彈性支撐，增加主梁的穩(wěn)定性；（3）與主梁構成一空間受力體系抵抗水平荷載和扭矩

48、；（4）橋梁安裝架設時主梁的定位。 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-18 平縱聯(lián)結構形式北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院 平縱聯(lián)對于防止板梁施工時的失穩(wěn)和抵抗橫向力及扭矩作用很大，因此應由足夠的強度和剛度。當平縱聯(lián)承受的荷載較大時，宜采用工字型鋼工字型鋼制作；較小時采用角鋼等型鋼角鋼等型鋼制作。2. 平縱聯(lián)的連接（1）平縱聯(lián)與主梁連接 通常采用節(jié)點板實現(xiàn)平縱聯(lián)與主梁的連接，采用節(jié)點板實現(xiàn)平縱聯(lián)與主梁的連接，節(jié)點板的位置就是平縱聯(lián)水平桁架的節(jié)點位置。對于上承式鋼板梁橋，上平縱聯(lián)應布置在距上翼緣以下一定距離處（如250mm），以避免橋枕下?lián)蠅涸?/p>

49、上平縱聯(lián)上，節(jié)點板與主梁腹板焊接，見圖6-19。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院 下平縱聯(lián)節(jié)點板可焊接于主梁腹板上，也可栓接可焊接于主梁腹板上，也可栓接于主梁下翼緣上。平縱聯(lián)桿件采用高強螺栓與節(jié)點板連接，便于現(xiàn)場拼接。 當節(jié)點板與腹板的水平加勁肋在同一平面或很近（100mm以下）時，可將水平加勁肋斷開。當節(jié)點板與豎向加勁肋相交時，主梁腹板豎向加勁肋可連續(xù)通過。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-19 平縱聯(lián)與主梁的連接示意北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院（2）平縱聯(lián)交叉處的連接 平縱聯(lián)桿件交叉處的連接方式如圖6-20所示

50、，采用拼接板或填板將相互交叉的桿件拴接在一起。 當交叉桿件的角鋼或T型鋼的突出肢位于拼接板的同一側時，可將其中一根斷開，另一根連續(xù)通過； 當交叉桿件的角鋼或T型鋼的突出肢位于拼接板的兩側時，兩根桿件均不斷開，并在交叉處設置填板。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-20 平縱聯(lián)與主梁的連接示意北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院3. 平縱聯(lián)內力計算及驗算鋼板梁平縱聯(lián)主要承受橫向荷載作用及其產(chǎn)生的平縱聯(lián)主要承受橫向荷載作用及其產(chǎn)生的內力，但內力，但由于與主梁的連接，在豎向荷載作用下，隨著主梁的變形，在平縱聯(lián)的腹桿中也產(chǎn)生內力，即共同作用力。這種共同作用

51、力在其它原因所引起的內力中所占比重較大，不允忽略，故橋規(guī)規(guī)定：在交叉在交叉和菱形的縱向聯(lián)結系中，應計算由于主梁翼緣和和菱形的縱向聯(lián)結系中，應計算由于主梁翼緣和橫梁變形所引起的聯(lián)結系桿件的內力。橫梁變形所引起的聯(lián)結系桿件的內力。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院交叉式腹桿體系結構簡單，是平縱聯(lián)常用的結構形式之一，下面就其設計計算方法加以敘述。 （1）橫向力作用下交叉式斜腹桿的內力計算橫向力作用下交叉式斜腹桿的內力計算 圖6-21a為具有交叉式腹桿的平縱聯(lián)計算簡圖，該桁架的弦桿為主梁翼緣，直腹桿為主梁間的橫撐，斜腹桿為平縱聯(lián)桿件，屬于內部超靜定結構。 工程設計中，一般可近似地

52、按靜定結構計算其內力，即可以將圖6-21a按簡支梁計算出截面彎矩和剪力，假定截面彎矩完全由弦桿承受，則弦桿的軸力為：北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院xMNB（6.30）B桁高，即鋼板梁主梁中心距；M與交叉腹桿平縱聯(lián)桁架同樣跨度的簡支梁截面彎矩。xN交叉腹桿平縱聯(lián)桁架弦桿內力，上弦桿為負， 下弦桿為正。 由此可以作出交叉式腹桿桁架弦桿的內力影響線。由此可以作出交叉式腹桿桁架弦桿的內力影響線。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院同理，假定截面剪力完全由兩根交叉腹桿承受，且腹桿的同理，假定截面剪力完全由兩根交叉腹桿承受，且腹桿的軸力大小相等，則桁架斜腹桿的

53、軸力為：軸力大小相等，則桁架斜腹桿的軸力為： f2sinVN（6.31） 斜腹桿與弦桿的夾角； V與交叉腹桿平縱聯(lián)桁架同樣跨度的簡支梁截面剪力 fN交叉腹桿平縱聯(lián)桁架腹桿內力，壓桿為負，拉桿為正 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院由此可以作出交叉式腹桿桁架斜腹桿的內力影響線，圖6-21b為平縱聯(lián)桿件bc的內力影響線。圖6-21b 平縱聯(lián)斜腹桿的內力影響線北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院若平縱聯(lián)上的橫向力分布集度為 ，其斜腹桿的內力 可以由影響線求得：wfNfNw（6.32） 平縱聯(lián)斜腹桿內力影響線面積的代數(shù)和。 （2）與主梁共同作用下平縱聯(lián)桿件的內

54、力計算2ff33ffpcos12sincosANNAAAAA （6.33） 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院當橋面系橫梁兼作平縱聯(lián)橫撐時，平縱聯(lián)斜腹桿的內力由下式計算：22fbf33ffbcos0.6sin14sincosNAANAAAA（6.34） 平縱聯(lián)橫撐的內力：LRpff()sinNNN （6.35） 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院 鋼板梁翼緣的內力(MN)、毛截面積(m2);AN,ffNA、平縱聯(lián)斜腹桿的內力(MN)、毛截面積(m2); ppNA、平縱聯(lián)橫撐的內力(MN)、毛截面積(m2); bA橫梁的毛截面積(m2); b橫梁按豎向

55、荷載和毛截面面積計算的 最大纖維應力（MPa）; 平縱聯(lián)斜腹桿與弦桿的夾角。 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院（3）平縱聯(lián)桿件的內力組合及驗算條件 平縱聯(lián)桿件的內力包括橫向荷載產(chǎn)生的內力和共同作用產(chǎn)生的內力。對于鐵路橋梁，還需考慮橋上有車和橋上無車的工況?？偟膩砜?，平縱聯(lián)桿件的內力組合方式如下：組合方式1：橋上有車時恒載+活載作用下的共同作用力，按主力計算，容許應力為 ；組合方式2：恒載作用下的共同作用力+橋上無車時風力產(chǎn)生的內力，按主力+附加力計算，容許應力為1.2 ；組合方式3：恒載+活載作用下的共同作用力+橋上有車時風力（或搖擺力）產(chǎn)生的內力，按主力+附加力計算，

56、容許應力為1.2 ； 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院對于制動聯(lián)結系所在節(jié)間的平縱聯(lián)桿件，對于制動聯(lián)結系所在節(jié)間的平縱聯(lián)桿件，除按上述3種內力組合外，還應驗算有車風力、共同作用力、自重等與制動力的組合，制動力按全跨滿布靜活載的7%計算，容許應力為1.25 。除強度驗算外，還應考慮平縱聯(lián)桿件的剛度和穩(wěn)定性。為保證平縱聯(lián)桿件的整體穩(wěn)定性，對上平，對上平縱聯(lián)的斜腹桿，以兩弦桿內力之和的縱聯(lián)的斜腹桿，以兩弦桿內力之和的3%作為節(jié)間作為節(jié)間剪力來計算平縱聯(lián)斜腹桿的內力，再用以驗算其剪力來計算平縱聯(lián)斜腹桿的內力，再用以驗算其整體穩(wěn)定性。對于桿件的穩(wěn)定性，整體穩(wěn)定性。對于桿件的穩(wěn)定性

57、，橋規(guī)橋規(guī)規(guī)定規(guī)定了平縱聯(lián)桿件的容許長細比了平縱聯(lián)桿件的容許長細比 =130。 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院6.3.2橫向聯(lián)結系橫向聯(lián)結系1. 橫向聯(lián)結系組成及功能 鋼板梁主梁的橫向抗彎和抗扭剛度均很小，一般情況下主梁不能單獨承受橫向力和扭矩，需要在主梁間設置橫向聯(lián)結系，增加鋼板梁的抗扭剛度，增加鋼板梁的抗扭剛度，與主梁一起共同受力。與主梁一起共同受力。 橫向聯(lián)結系設在橋跨結構的橫向平面內，位于橋跨結構中部的稱為中橫聯(lián)，位于橋跨結構端部的稱為端橫聯(lián)。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院橫向聯(lián)結系的功能包括：橫向聯(lián)結系的功能包括：（1）提高主梁的側

58、向穩(wěn)定性；）提高主梁的側向穩(wěn)定性；（2）與主梁及縱向聯(lián)結系形成一個整體抵抗橫）與主梁及縱向聯(lián)結系形成一個整體抵抗橫向荷載和扭矩；向荷載和扭矩；（3）當橋跨結構受到不對稱的豎向荷載和橫向）當橋跨結構受到不對稱的豎向荷載和橫向荷載時，可適當調節(jié)兩片主梁以及平縱聯(lián)的受荷載時，可適當調節(jié)兩片主梁以及平縱聯(lián)的受力不均勻性；力不均勻性；（4）對平縱聯(lián)提供彈性支撐，并傳遞橫向荷載）對平縱聯(lián)提供彈性支撐，并傳遞橫向荷載到支座。到支座。 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院鋼板梁橋的橫向聯(lián)結系可以是實腹梁結構（橫實腹梁結構（橫梁），也可以是桁架結構（橫聯(lián)），梁），也可以是桁架結構（橫聯(lián)），如

59、圖6-22和圖6-23所示。 實腹梁的橫向聯(lián)結系剛度大、荷載分配效果好，但材料用量大，適合于梁高不大的鋼板梁橋。桁架式橫向聯(lián)結系的剛度比實腹式小，構造相對復雜，但材料用量小，可減輕結構自重，適合于跨度大、梁高大的鋼板梁橋。橫向聯(lián)結系的布置（包括數(shù)量和位置）需要根據(jù)橋梁的跨徑和主梁的布置方式確定。 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-22 中橫聯(lián)結構示意北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院圖6-23 端橫聯(lián)結構示意北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院2. 橫向聯(lián)結系的連接 橫向聯(lián)結系與主梁的連接方式多種多樣，可搭接、可搭接、對接、

60、焊接于主梁豎向加勁肋以及連續(xù)通過主梁對接、焊接于主梁豎向加勁肋以及連續(xù)通過主梁等。等。 從傳力方式來看，可以做成僅傳遞剪力，也可做成傳遞剪力和彎矩的構造型式，下面各圖為橫向聯(lián)結系與主梁連接的幾種構造圖示意。北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院(a) 主梁與橫梁僅傳遞剪力連接方式 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院 (b) 水平肋過與不過節(jié)點板連接方式 北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院( c) 橫撐與豎肋無偏心連接方式圖6-24 橫向聯(lián)結系與主梁的連接方式北京交通大學土木建筑工程學院北京交通大學土木建筑工程學院3. 橫向聯(lián)結系計算