1、授課老師：張大英,單擊此處添加標題文字,鋼 橋 連 接,內容,一、鋼橋的連接方式,鋼橋中部件的連接方式,焊接,螺栓連接,鉚釘連接接,焊接剛度較大,密封性較好,焊接塑性和韌性較差,脆性較大,疲勞強度較低,缺點,需要在板件上開孔和拼裝時對孔,增加制造工作量,螺栓孔會削弱構件截面,被連接板件需要互相搭接或另加角鋼或拼接板等連接件,多費鋼材,1,2,3,（1）普通螺栓連接,（2）高強螺栓連接,根據高強螺栓的設計破壞判斷標準對高強螺栓進行分類,預制鉚釘桿徑比孔徑小11.5mm. 優(yōu)點： 鉚釘連接的塑性、韌性和整體性好； 連接變形??； 傳力可靠； 承受動力荷載時的疲勞性能好； 缺點： 鉚釘連接的構造復雜,

2、用鋼量大,施工麻煩,打鉚時噪聲大. 使用情況： 早期鋼橋的主要連接形式,目前已很少采用,已被焊接或高強螺栓連接取代.,二、焊 縫 連 接,分類,按焊體鋼材的連接方式進行分類,按焊縫本身的構造進行分類,角焊縫的截面形式,各種焊縫的特點、適用范圍,坡口焊縫的各種形式,按焊縫施焊時的姿態(tài)進行分類,平焊 橫焊 立焊 仰焊,三、角 焊 縫 的 設 計 與 計 算,角焊縫的布置和受力性能,按受力方向對角焊縫進行分類,角焊縫垂直于受力方向,角焊縫傾斜于受力方向,幾個方向混合使用的角焊縫,角焊縫平行于受力方向,各類角焊縫的受力性能,側角焊縫,主要承受剪力,應力狀態(tài)比端角焊縫單純,端角焊縫（正面角焊縫）,角焊縫

3、垂直于受力方向,端角焊縫的破壞位置：焊腳或有效厚度面,屬于正應力和剪應力的綜合破壞,端角焊縫的剛度較大,變形較小,塑性較差,性質較脆,疲勞強度低,不適用于對疲勞要求較高的鋼橋連接.,斜向角焊縫,周圍角焊縫,角焊縫傾斜于受力方向,幾個方向混合使用的角焊縫,常用在桿件傾斜相交的情況,受力方向和焊縫軸線成傾斜角度,應力情況復雜,受力性能介于側角焊縫和端角焊縫之間.,把板件交搭處的所有交搭線盡可能多地加以焊接,成為開口或封閉的周圍角焊縫.,封閉的周圍角焊縫,角焊縫尺寸的構造要求,兩個主要尺寸,公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范,鋼結構設計規(guī)范的一些有關規(guī)定,角焊縫的焊腳尺寸,角焊縫的最小計算長度,側面角焊

4、縫的最大計算長度,搭接連接中的搭接長度,次要構件或次要焊縫連接中斷續(xù)角焊縫的應用及規(guī)定,角焊縫連接的計算,按照鋼結構設計規(guī)范規(guī)定的角焊縫設計方法進行計算,認為直角角焊縫的破壞總是沿其最小截面,即45方向的有效截面,有效截面上的應力狀態(tài)：,將三個應力,近似采用折算應力,表達,四、高強螺栓連接,高強螺栓連接的構造,螺栓的直徑與孔徑,當結構螺栓數眾多且各部分桿件截面和受力相差較大時,可考慮用23種螺栓直徑,螺栓的長度,高強度螺栓的長度應為緊固連接板厚度加上一個螺母和螺栓連接副墊圈的厚度.按下式計算,并取5mm的整倍數,連接板層總厚度,附加長度.當高強螺栓公稱直徑確定后,可查表2-5-2,高強度螺母公

5、稱厚度,墊圈個數,高強度墊圈公稱厚度,螺紋螺距,螺栓的排列和間距,錯列,構件受壓力,構件受拉力,內排和有邊緣型鋼外排的中距,外排中距,邊距 端距,高強螺栓的受力性能和承載力,摩擦型高強螺栓,（1）抗剪性能和承載力,需要計算一個螺栓的抗剪承載力設計值,（2）抗拉性能和承載力,需要計算一個螺栓的抗拉承載力設計值,（3）同時抗剪和抗拉的承載力,需要計算一個螺栓同時承受拉力和剪力時的抗剪承載力設計值,外拉力使構件接觸面的夾緊力降低,直接降低了摩擦力,因而高強螺栓的抗剪承載力降低,受剪,受拉,承壓型高強螺栓,（1）抗剪性能和承載力,需要計算一個螺栓的抗剪承載力設計值,（2）抗拉性能和承載力,需要計算一個

6、螺栓的抗拉承載力設計值,計算方法與摩擦型相同,（3）同時抗剪和抗拉的承載力,需要計算一個螺栓同時承受拉力和剪力時的承載力設計值,規(guī)范規(guī)定,承壓型高強螺栓只適用于承受靜力或間接動力荷載結構中的連接,高強螺栓連接的設計計算,螺栓的直徑和數量,根據接頭承載力的要求確定. 根據接頭設計承載力的不同要求,有全承載力、最小承載力、綜合承載力三種設計方法,全承載力設計方法（全強設計法）,要求接頭的設計承載力母材構件的承載力. 受壓構件的連接,上述能滿足. 受拉構件的連接,接頭的設計承載力母材構件的承載力. 當母材構件的實際應力很小時,此法很不經濟.,最小承載力設計方法,要求接頭的設計承載力桿件實際承受的荷載

7、大小. 此法最為經濟. 當母材構件的實際應力很小時,接頭承載力有可能與母材構件的承載力相差懸殊,接頭成為整體構件的薄弱點,對構件整體受力產生不利影響.,綜合承載力設計方法,既不使得接頭承載力降低過多,又不過分追求接頭承載力. 此法同時考慮母材構件的承載力和構件的實際受力大小,綜合確定接頭承載力. 美國AASHTO規(guī)定： 構件實際受力構件承載力的75%時,接頭承載力按母材構件承載力的75%設計； 構件實際受力構件承載力的75%時,接頭承載力按母材構件承載力與實際受力的平均值設計.,我國鐵路橋梁鋼結構設計規(guī)范規(guī)定,（1）主桁桿件及板梁翼板用高強螺栓或鉚接時,其螺栓數量應按連接桿件的承載力計算,即：

8、主桁桿件及板梁翼板的連接強度被連接桿件的承載力.,全承載力設計方法（全強設計法）,（2）桁梁腹桿,當內力較小、由構造要求的最小截面控制設計時,其螺栓數量可按1.1倍的桿件內力與75%的桿件凈截面積強度的較大值進行計算.,綜合承載力設計方法,（3）板梁腹板螺栓群的強度 拼接處腹板凈截面抗彎強度與該處最大剪力的組合強度. 即：對于彎矩來講,按腹板的全強設計； 對于剪力來講,按拼接所在位置的最大剪力考慮.,鋼橋典型受力構件的摩擦型高強螺栓連接的設計計算,（1）軸心受力構件的高強螺栓連接,長連接抗剪螺栓的強度折減系數,我國規(guī)范,歐洲規(guī)范,試驗曲線,長接頭螺栓,單根螺栓的單面摩擦承載力,傳力摩擦面數目,

9、全承載力設計法：,最小承載力設計法：,（2）彎剪受力構件的高強螺栓連接,翼板的螺栓數量計算與拼接板厚與尺寸的設計,腹板的螺栓數量計算與拼接板厚與尺寸的設計,全承載力設計法：,最小承載力設計法：,單根螺栓的單面摩擦承載力,傳力摩擦面數目,腹板的螺栓數量計算與拼接板厚與尺寸的設計,例題,上翼緣板：,拼接板板厚選用：,如圖所示,已知彎矩M=9170kN.m,剪力Q=1250kN.設計連接的拼接板及高強螺栓.容許彎曲壓應力,計算全強設計時的彎矩,主梁、腹板抗彎慣性矩：,首先要計算主梁的中性軸：如題目中的圖所示.,中性軸距下翼緣下邊緣的距離為：,由：,翼緣板和腹板各自承擔的彎矩： 根據翼緣板和腹板的剛度分配進行計算； 剪力假定完全由腹板上拼接板承受.,選取摩擦型高強螺栓為10.9級,規(guī)格為M22；梁拼接板用Q345,接觸面采用噴砂處理.,由公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范第1.2.6條得：,單個高強螺栓的容許承載力為：,翼緣上分配的總內力N為：,翼緣連接需要的螺栓數量m為：,翼緣板連接螺栓布置圖如下：,翼緣板外側連接螺栓布置圖,翼緣板內側連接螺栓布置圖,腹板螺栓數量及其布置,板梁腹板