1、橋梁工程第八章2第一節(jié)第一節(jié) 鋼橋概述鋼橋概述一般地，將橋跨結(jié)構(gòu)用鋼制成，無論其墩臺用什么材料建造，均可一般地，將橋跨結(jié)構(gòu)用鋼制成，無論其墩臺用什么材料建造，均可稱之為稱之為鋼橋鋼橋。 與常用的其它建筑材料相比，鋼材是一種抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度與常用的其它建筑材料相比，鋼材是一種抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度均較高的勻質(zhì)材料，而其重量則相對較輕。因此，鋼橋具有很大的跨均較高的勻質(zhì)材料，而其重量則相對較輕。因此，鋼橋具有很大的跨越能力。越能力。 當(dāng)要建造的橋梁跨度特別大，荷載特別重，采用其它建筑材料來當(dāng)要建造的橋梁跨度特別大，荷載特別重，采用其它建筑材料來建造橋梁有困難時，一般常采用鋼橋。建造橋梁有困難時，

2、一般常采用鋼橋。鋼橋的基本特點鋼橋的基本特點： 構(gòu)件特別適合用工業(yè)化方法來制造，便于運(yùn)輸，工地的安裝速度也構(gòu)件特別適合用工業(yè)化方法來制造，便于運(yùn)輸，工地的安裝速度也快，因而鋼橋的施工工期較短；快，因而鋼橋的施工工期較短； 鋼橋在受到破壞后，易于修復(fù)和更換；鋼橋在受到破壞后，易于修復(fù)和更換； 耐候性差、易銹蝕，鐵路鋼橋采用明橋面時噪聲大，維護(hù)費(fèi)用高。耐候性差、易銹蝕，鐵路鋼橋采用明橋面時噪聲大，維護(hù)費(fèi)用高。 本節(jié)所討論的鋼橋主要以本節(jié)所討論的鋼橋主要以鐵路鋼橋鐵路鋼橋為主。為主。橋梁工程第八章3一、一、鋼橋所用的材料鋼橋所用的材料w 鋼種鋼種碳素鋼（含碳量為0.030.25%的鋼） 、低合金鋼（

3、各種合金元素總含量不超過3的鋼） w 鋼材形狀鋼材形狀工字鋼、角鋼、槽鋼、管鋼，方鋼，T形鋼（型材）和鋼板（板材）w 橋梁鋼橋梁鋼與結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼w 鋼號鋼號碳素鋼（A3，A3q等），現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB70088 低合金鋼（16Mn, 15MnVN 等），現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T159194 w 鋼的工藝要求和使用要求鋼的工藝要求和使用要求對鋼的化學(xué)成分化學(xué)成分和機(jī)械性能機(jī)械性能的要求化學(xué)成分化學(xué)成分合金元素：碳、錳、硅等，有害雜質(zhì)：硫、磷等，表61，對鋼的可焊性的一種評估 機(jī)械（力學(xué)）性能機(jī)械（力學(xué)）性能w 拉伸試驗（屈服點、延伸率、抗拉強(qiáng)度）w 冷彎試驗：工藝指標(biāo)和質(zhì)量指標(biāo) w 沖擊試驗：夏比（V形缺口）

4、試件，鋼橋抗脆斷性能w 疲勞試驗 （與構(gòu)造有關(guān)）橋梁工程第八章4 力學(xué)性能曲線力學(xué)性能曲線鋼拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線鋼拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線沖擊值與溫度關(guān)系曲線沖擊值與溫度關(guān)系曲線橋梁工程第八章5二、鋼橋的連接二、鋼橋的連接w鋼橋連接鋼橋連接指：包括將型鋼、鋼板組合成桿件與部件，也包括將部件及桿件連接成鋼橋整體w連接方式連接方式有：銷接、鉚接、焊接、栓接 鉚接鉚接：常用鉚釘直徑為22及 24mm。鉚接是將半成品鉚釘 加熱到1050-1150，塞入釘 孔，利用鉚釘槍將釘身礅粗 填滿釘孔，并將另一端打成 釘頭。 橋梁工程第八章6焊接焊接第二次世界大戰(zhàn)后，在鋼梁制造引進(jìn)了焊接技術(shù)。焊接結(jié)構(gòu)的截面無孔削弱，比鉚接結(jié)

5、構(gòu)省料，加工快，且可改善工人工作環(huán)境，但在野外高空作業(yè)時受到一定的限制。焊接指用電焊機(jī)等設(shè)備通過電能將被焊鋼材和焊接材料熔化，形成一條焊縫把兩個部件連接在一起。焊縫主要有兩種，即熔透的對接焊縫和不熔透的角焊縫焊接方法有自動焊、半自動焊和手工焊。 橋梁工程第八章7栓接（高強(qiáng)度螺栓連接）栓接（高強(qiáng)度螺栓連接）q栓接栓接是將已在工廠焊接好的桿件與部件運(yùn)送到工地后，用高強(qiáng)度螺栓拼裝連接成鋼橋整體。q摩擦式高強(qiáng)度螺栓連接摩擦式高強(qiáng)度螺栓連接桿件或構(gòu)件內(nèi)力N是通過鋼板與拼接板表面的摩擦力來傳遞的。這一摩擦力則是由于高強(qiáng)度螺栓擰緊后，對鋼板束施加了強(qiáng)大的夾緊力P產(chǎn)生的。 q扭矩法擰緊工藝扭矩法擰緊工藝q栓焊

6、鋼橋栓焊鋼橋1高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺母高強(qiáng)度墊圈拼接板5桿件橋梁工程第八章8橋例：成昆線三堆子金沙江橋橋例：成昆線三堆子金沙江橋1969年，簡支鋼桁梁，192m橋梁工程第八章9橋例：枝城長江大橋橋例：枝城長江大橋w位于湖北省宜都縣的焦枝鐵路線上，為公路鐵路兩用的連續(xù)鋼桁梁橋w鐵路和公路設(shè)于桁架下弦同一平面上，桁架間為雙線鐵路，外側(cè)各有寬單車道公路及1.45寬人行道w鐵路橋全長1742.3，公路橋全長1755.8。正橋9孔，由1聯(lián)4160帶下加勁弦桿的平行弦菱形桁架梁橋和1聯(lián)5128平行弦菱形桁架梁橋組成。在國內(nèi)鐵路橋上首次采和斜拉索單層吊索架懸臂拼裝法架設(shè)w1971年建成橋梁工程第八章10橋例：成

7、昆線瀘沽安寧河橋橋例：成昆線瀘沽安寧河橋1970年，剛性桁梁柔性拱，112m橋梁工程第八章11宜賓金沙江大橋宜賓金沙江大橋 該橋為鐵路單線特大橋，全長1,065米,一聯(lián)3孔112+176+112米連續(xù)鉚接鋼桁梁，1968年橋梁工程第八章12長垣東明黃河鐵路大橋長垣東明黃河鐵路大橋 該橋全長10.3公里，為9孔96m簡支鋼桁梁和一聯(lián)4108.0m連續(xù)鋼桁梁及一聯(lián)3108.0m連續(xù)鋼桁梁，全長1634.21m，僅用二十個月全部建成，平均和每月成橋500米，創(chuàng)造了國內(nèi)高速建橋的紀(jì)錄。此橋也是亞洲最長的大橋，1985年建成。橋梁工程第八章13孫口黃河大橋?qū)O口黃河大橋 該橋是京九鐵路重要工程之一，四聯(lián)4

8、108米雙線鐵路鋼桁梁，全長1,735.2米，用鋼13,600噸，主桁采用三角形桁架，上、下弦桿和支點處斜桿采用箱形截面，其余斜腹桿為工字形截面。該橋系中國首次采用整體節(jié)點構(gòu)造，1997年建成橋梁工程第八章14第二節(jié)第二節(jié) 鋼板梁橋鋼板梁橋一、常用的幾種板梁橋一、常用的幾種板梁橋上承式板梁橋，下承式板梁橋，結(jié)合梁橋 1 1、上承式板梁橋、上承式板梁橋 主要承重結(jié)構(gòu)主要承重結(jié)構(gòu)兩片工字截面的板梁 主梁之間的桿件聯(lián)結(jié)主梁之間的桿件聯(lián)結(jié)上平縱聯(lián) ，下平縱聯(lián) ，橫聯(lián) 明橋面明橋面主要由橋枕、護(hù)木、正軌、護(hù)軌等組成 適用范圍適用范圍當(dāng)跨度小于40m左右時，鋼板梁橋比鋼桁梁橋經(jīng)濟(jì)，因此，小跨度的鋼橋常用板

9、梁橋。上承式板梁橋的構(gòu)造較簡單，鋼料也較省，可以整孔裝運(yùn)，整孔架設(shè)，因此，它是用得最多的一種鋼板梁橋。 橋梁工程第八章15上承式板梁橋組成及橫斷面圖上承式板梁橋組成及橫斷面圖橋梁工程第八章163232米全焊鋼粱構(gòu)造米全焊鋼粱構(gòu)造橋梁工程第八章172 2、下承式板梁、下承式板梁w主要承重結(jié)構(gòu)主要承重結(jié)構(gòu)兩片工字截面的板梁w聯(lián)結(jié)系聯(lián)結(jié)系設(shè)下平縱聯(lián)，無上平縱聯(lián)和橫聯(lián)，但加設(shè)肱板 w橋面系橋面系縱梁和橫梁w橋面橋面不是擱置在主梁上，而是擱置在縱梁上。w特點特點建筑高度h（自軌底至梁底）小，用料較多，制造也費(fèi)工。 橋梁工程第八章18下承式板梁橋組成及橫斷面圖下承式板梁橋組成及橫斷面圖橋梁工程第八章193

10、 3、結(jié)合梁橋、結(jié)合梁橋結(jié)合梁橋結(jié)合梁橋用抗剪結(jié)合器或其他方法將混凝土橋面板與其下的鋼板梁結(jié)合成一整體的梁式結(jié)構(gòu)特點特點混凝土橋面板參加鋼板梁上翼緣承受壓應(yīng)力的工作，提高了橋梁抗彎強(qiáng)度，從而可以節(jié)省用鋼量或降低建筑高度。公路結(jié)合梁橋公路結(jié)合梁橋鐵路結(jié)合梁橋鐵路結(jié)合梁橋（一般用于陡坡急彎地段 ）抗剪器抗剪器公路：型鋼，連接銷鐵路：聯(lián)結(jié)角 橋梁工程第八章20公路結(jié)合梁橋公路結(jié)合梁橋橋梁工程第八章21鐵路結(jié)合梁橋構(gòu)造圖鐵路結(jié)合梁橋構(gòu)造圖橋梁工程第八章22抗剪器抗剪器橋梁工程第八章23橋例：石家莊南二環(huán)鋼箱公路橋橋例：石家莊南二環(huán)鋼箱公路橋w最大跨度96m，開口鋼箱w22170剪力釘w1999年竣工橋

11、梁工程第八章24二、二、上承式上承式板梁橋的計算板梁橋的計算結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)由主梁、上平縱聯(lián)和下平縱聯(lián)、端橫聯(lián)和中間橫聯(lián)等組成的空間結(jié)構(gòu)荷載荷載豎向荷載（恒載和活載）和橫向荷載（包括風(fēng)力、列車搖擺力，在彎道橋則還有離心力）簡化計算方法簡化計算方法將橋跨結(jié)構(gòu)劃分為若干個平面結(jié)構(gòu)，每個平面結(jié)構(gòu)只承受作用在該平面上的力。（豎向荷載由兩片主梁承受，橫向荷載由上、下平縱聯(lián)承受）計算內(nèi)容計算內(nèi)容板梁橋主要尺寸的擬定（計算跨度、主梁高度和主梁中心距）主梁內(nèi)力分析應(yīng)力（彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力、疲勞強(qiáng)度、焊縫應(yīng)力、主應(yīng)力等）驗算梁的總體穩(wěn)定和板的局部穩(wěn)定驗算腹板加勁肋的布置及其應(yīng)力、穩(wěn)定性驗算 橋梁工程第八章25第三節(jié)第三節(jié)

12、 下承式簡支桁架橋下承式簡支桁架橋一、簡支桁架橋各組成部分及其作用一、簡支桁架橋各組成部分及其作用v組成組成橋面、橋面系、主桁、聯(lián)結(jié)系和支座v橋面橋面明橋面（正軌、護(hù)軌、橋枕、護(hù)木、鉤螺栓及人行道 ）v橋面系橋面系縱梁、橫梁及縱梁間的聯(lián)結(jié)系v主桁主桁由上弦桿、下弦桿、腹桿（斜桿，豎桿）及節(jié)點組成v聯(lián)結(jié)系聯(lián)結(jié)系水平縱向聯(lián)結(jié)系（簡稱平縱聯(lián)，分上平縱聯(lián)，下平縱聯(lián) ） 橋梁工程第八章26鐵路下承式簡支桁架橋各組成部分鐵路下承式簡支桁架橋各組成部分橋梁工程第八章27鐵路下承式簡支桁架橋各組成部分（續(xù)）鐵路下承式簡支桁架橋各組成部分（續(xù)）橋梁工程第八章28鐵路上承式鋼桁梁組成部分鐵路上承式鋼桁梁組成部分橋

13、梁工程第八章29二、主桁的幾何圖式二、主桁的幾何圖式橋梁工程第八章30三、主桁的主要尺寸三、主桁的主要尺寸w桁高桁高經(jīng)濟(jì)高度，桁高的1/51/10，滿足橋上凈空要求w節(jié)間長度節(jié)間長度一般為桁高的0.81.2倍w斜桿傾度斜桿傾度與豎直線的交角在30 50范圍內(nèi)為宜w主桁中心距主桁中心距不應(yīng)小于跨長的1/20，滿足橋上凈空要求w主桁尺寸與主桁圖式有密切關(guān)系，各主要尺寸之間也相互關(guān)聯(lián)w標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計跨度為48、64、80m時，主桁采用三角形桁架，桁高11m，節(jié)間長度8m，主桁中心距5.75m，斜桿傾度在30 50范圍內(nèi)橋梁工程第八章31桿件截面形式及選擇桿件截面形式及選擇桿件截面：H型和箱形H型型

14、：構(gòu)造簡單，易于施焊，焊接變形較易控制，截面對x-x軸的回轉(zhuǎn)半徑?。怀Ｒ娦褪较湫蜗湫危嚎古偠却?，制造較費(fèi)工橋梁工程第八章32四、桁架內(nèi)力分析原理四、桁架內(nèi)力分析原理w簡化：空間結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)（兩平面結(jié)構(gòu)所共有桿件的內(nèi)力疊加）w（半）剛性連接鉸接，計算內(nèi)力的修正橫向框架次應(yīng)力效應(yīng)主桁下弦桿伸長對縱、橫梁的影響橋梁工程第八章33五、桁架桿件內(nèi)力計算要點五、桁架桿件內(nèi)力計算要點w主桁桿件內(nèi)力主桁桿件內(nèi)力（桿件內(nèi)力影響線恒載、活載加載桿件截面選擇驗算）w縱、橫梁內(nèi)力縱、橫梁內(nèi)力（按兩端簡支）w橫向附加力橫向附加力（風(fēng)力、列車橫向搖擺力等）產(chǎn)生的內(nèi)力（計算對象為平縱聯(lián)和橋門架）w縱向水平力縱向水平力（制

15、動力或牽引力）產(chǎn)生的內(nèi)力（計算對象為下平縱聯(lián)和下弦桿）橋梁工程第八章34構(gòu)造示例（主桁節(jié)點）構(gòu)造示例（主桁節(jié)點）傳統(tǒng)主桁節(jié)點主桁整體節(jié)點，長東黃河二橋，鋼桁梁，跨度為3108m996m，1999年5月竣工橋梁工程第八章35構(gòu)造示例（續(xù)，傳統(tǒng)節(jié)點）構(gòu)造示例（續(xù)，傳統(tǒng)節(jié)點）橋梁工程第八章36構(gòu)造示例（續(xù)）構(gòu)造示例（續(xù)）橋梁工程第八章37第四節(jié)第四節(jié) 鋼橋制造及架設(shè)鋼橋制造及架設(shè)一、一、 鋼橋制造鋼橋制造 w作樣作樣制作樣板，樣桿、樣條w號料號料利用樣板、樣桿、樣條在選用的材料上劃線，號孔號孔（樣沖）（樣沖）w切割切割將號好的料用精密切割、手工氧切或剪切制成整備的零件w矯正矯正將切割好的零件，滾壓整

16、平，加工矯正（以上為預(yù)處理）（以上為預(yù)處理）w邊緣加工邊緣加工根據(jù)要求對零件的邊緣進(jìn)行刨或銑，使外觀整齊美觀 w制孔制孔用覆蓋式樣板或立體式機(jī)器樣板在零件上進(jìn)行鉆孔w組焊組焊將整備好的零、部件放入組裝胎型中，用點焊組裝成型w焊接焊接按規(guī)定的焊接方法和工藝施焊w整形整形可用機(jī)械冷矯或用火焰熱矯，矯正焊接殘余變形w檢驗檢驗對焊縫進(jìn)行超聲波和X光檢查w試裝試裝取有代表性的結(jié)構(gòu)在工廠進(jìn)行試拼裝w最后噴沙除銹、涂裝、發(fā)送工地橋梁工程第八章38制造示例（預(yù)處理）制造示例（預(yù)處理）預(yù)處理生產(chǎn)線：預(yù)處理生產(chǎn)線：鋼板整平、除銹、鋼板整平、除銹、涂底漆涂底漆輥壓機(jī)工作示意輥壓機(jī)工作示意 橋梁工程第八章39制造示例

17、（切割）制造示例（切割）鋼板剪切示意鋼板剪切示意角鋼剪切示意角鋼剪切示意手手工工焰焰切切數(shù)數(shù)控控多多頭頭切切割割機(jī)機(jī)橋梁工程第八章40制造示例（矯正）制造示例（矯正）角角鋼鋼矯矯正正機(jī)機(jī)示示意意馬刀形彎曲及火焰矯正馬刀形彎曲及火焰矯正頂彎機(jī)工作示意頂彎機(jī)工作示意火火焰焰矯矯正正橋梁工程第八章41制造示例（邊緣加工）制造示例（邊緣加工）刨邊機(jī)橋梁工程第八章42制造示例（制孔）制造示例（制孔）覆蓋式機(jī)器樣覆蓋式機(jī)器樣板及鉆孔套板及鉆孔套數(shù)數(shù)控控鉆鉆床床搖臂鉆床搖臂鉆床橋梁工程第八章43制造示例（焊接）制造示例（焊接）半自動埋半自動埋弧焊弧焊桿件組焊桿件組焊橋梁工程第八章44制造示例（整形）制造示例

18、（整形）H形桿件的焊接變形形桿件的焊接變形H形桿件矯正機(jī)示意形桿件矯正機(jī)示意鋼鋼梁梁矯矯正正橋梁工程第八章45制造示例（試裝制造示例（試裝）鋼桁梁試拼裝（九江大橋第一聯(lián)）鋼桁梁試拼裝（九江大橋第一聯(lián)）橋梁工程第八章46二、鋼橋架設(shè)二、鋼橋架設(shè)w鋼橋跨的構(gòu)件由制造工廠運(yùn)抵橋址以后，必須架設(shè)到設(shè)計位置上，牢固支承連接，準(zhǔn)備好橋面和其它必要設(shè)施，才能行車。這部分施工工作，總稱為安裝安裝（或架設(shè)）。w安裝關(guān)鍵環(huán)節(jié)安裝關(guān)鍵環(huán)節(jié)：把一定長、大、重的分散構(gòu)件在空間妥善支承、組裝、連接，形成能承重的橋跨，包含提升、跨越橋孔，在橋軸線上就位等工序。w安裝要求安裝要求：完成的結(jié)構(gòu)，輪廓正確平順，部件銜接密貼，孔眼圓整對齊、扣件傳力均勻。w對鋼梁安裝起決定性影響的因素有對鋼梁安裝起決定性影響的因素有：橋址的地形條件；橋址的氣象條件；橋梁的技術(shù)條件w常采用的安裝方法常采用的安裝方法：懸（伸）臂法，拖拉（推頂）法，浮運(yùn)法等。需要結(jié)合具體情況，選擇合理有利的安裝方法。w安裝前的準(zhǔn)備工作安裝前的準(zhǔn)備工作：安裝圖表（結(jié)構(gòu)圖紙 、拼裝順序圖 、預(yù)拼圖紙 、輔助設(shè)施 構(gòu)造圖紙、施工組織圖表 等）和場地布置 橋梁工程第八章47鋼橋架設(shè)鋼橋架設(shè)：懸臂法懸臂法簡支桁梁半懸臂安裝示意圖簡支桁梁半懸臂