简支钢板梁和钢桁梁桥学习教案

1、会计学1简支钢板梁和钢桁梁简支钢板梁和钢桁梁(hn lin)桥桥第一页，共69页。第一节第一节 钢桥概述钢桥概述(i sh)将桥跨结构用钢制成，无论其墩台用何材料建造，均称为钢桥。与常用的其它建筑材料相比，钢材的特点：强度高匀质材料延性(ynxng)材料跨度特别大，荷载特别重，其它建筑材料困难时，采用钢桥。钢桥的基本特点：工业化方法来制造，运输，安装快，施工工期较短；破坏后，易于修复和更换；耐候性差、易锈蚀，铁路钢桥采用明桥面时噪声大，维护费用高。本节所讨论的钢桥主要以铁路钢桥为主。第1页/共69页第二页，共69页。一、钢桥所用一、钢桥所用(su yn)(su yn)的材料的材料第2页/共69

2、页第三页，共69页。钢（板）材拉伸应力钢（板）材拉伸应力(yngl)应变曲线应变曲线 冲击冲击(chngj)值与温度关系曲线值与温度关系曲线 第3页/共69页第四页，共69页。二、钢桥的连接二、钢桥的连接(linji)(linji) 第4页/共69页第五页，共69页。焊接焊接(hnji)(hnji)第5页/共69页第六页，共69页。栓接（高强度螺栓栓接（高强度螺栓(lushun)(lushun)连接）连接）1高强度螺栓(lushun)高强度螺母高强度垫圈拼接板5杆件电动扭矩扳手电动扭矩扳手高强度螺栓（连接副）高强度螺栓（连接副）第6页/共69页第七页，共69页。销接销接铆接铆接(moji)铆接

3、铆接(moji)第7页/共69页第八页，共69页。三、钢桥的结构三、钢桥的结构(jigu)(jigu)形式形式第8页/共69页第九页，共69页。桥例：成昆线三堆子金沙江桥桥例：成昆线三堆子金沙江桥1969年，简支钢桁梁(hnlin)，192m第9页/共69页第十页，共69页。桥例：枝城长江大桥桥例：枝城长江大桥第10页/共69页第十一页，共69页。桥例：成昆线泸沽安宁河桥桥例：成昆线泸沽安宁河桥第11页/共69页第十二页，共69页。宜宾金沙江大桥宜宾金沙江大桥(d qio)(d qio)第12页/共69页第十三页，共69页。长垣东明长垣东明(dn(dn mn mn) )黄河铁路大桥黄河铁路大桥

4、第13页/共69页第十四页，共69页。南京长江二桥南京长江二桥第14页/共69页第十五页，共69页。第二节第二节 钢板钢板(gngbn)(gngbn)梁桥梁桥第15页/共69页第十六页，共69页。上承式板梁桥上承式板梁桥(lin qio)(lin qio)组成及横断面图组成及横断面图第16页/共69页第十七页，共69页。2 2、下承式板梁、下承式板梁第17页/共69页第十八页，共69页。下承式板梁桥下承式板梁桥(lin qio)(lin qio)组成及横断面图组成及横断面图第18页/共69页第十九页，共69页。3 3、结合、结合(jih)(jih)梁桥梁桥第19页/共69页第二十页，共69页。

5、铁路结合铁路结合(jih)(jih)梁桥构造图梁桥构造图第20页/共69页第二十一页，共69页。抗剪器（剪力键）抗剪器（剪力键）第21页/共69页第二十二页，共69页。桥例：石家庄南二环钢箱结合桥例：石家庄南二环钢箱结合(jih)(jih)梁公路桥梁公路桥第22页/共69页第二十三页，共69页。二、上承式板梁桥二、上承式板梁桥(lin qio)的计算的计算第23页/共69页第二十四页，共69页。第三节第三节 下承式简支桁架下承式简支桁架(hngji)桥桥第24页/共69页第二十五页，共69页。铁路铁路(til)下承式简支桁架桥各组成部分下承式简支桁架桥各组成部分明桥面明桥面(qio min)与

6、桥面与桥面(qio min)系系下弦下弦(xi xin)杆杆上弦杆上弦杆节点节点竖杆竖杆斜杆斜杆主桁杆件节点空间结构平纵联桥面系桥面主桁杆件节点空间结构平纵联桥面系桥面传力途径传力途径第25页/共69页第二十六页，共69页。铁路下承式简支桁架铁路下承式简支桁架(hngji)桥各组成部分分解图桥各组成部分分解图横梁横梁(hn lin)第26页/共69页第二十七页，共69页。铁路铁路(til)上承式钢桁梁组成部分上承式钢桁梁组成部分区别区别(qbi)：桥面系，横联：桥面系，横联第27页/共69页第二十八页，共69页。二、主桁的几何二、主桁的几何(j h)图式图式(a)三角形腹杆体系；三角形腹杆体系

7、；(b)斜杆斜杆(xi n)方向变化；方向变化；(c)(d)上承式三角形桁架；上承式三角形桁架；(e)上承鱼腹形桁上承鱼腹形桁架；架；(f)折线形三角桁架；折线形三角桁架；(g)再分式三角桁架；再分式三角桁架；(h)米字形桁架米字形桁架第28页/共69页第二十九页，共69页。Warren TrussNewburgh-BeaconBridgeNewburgh,NewYorkJacquesCartierBridgeinCanada第29页/共69页第三十页，共69页。第30页/共69页第三十一页，共69页。三、主桁的主要三、主桁的主要(zhyo)尺寸尺寸第31页/共69页第三十二页，共69页。主桁

8、杆件截面主桁杆件截面(jimin)形式及选择形式及选择杆件截面：杆件截面：H型和箱形型和箱形H型：构造简单，易于施焊，焊接变形较易控制，截面对型：构造简单，易于施焊，焊接变形较易控制，截面对x-x轴的回转半径小；适于内力不很大和长细比较小的压杆，常见型式轴的回转半径小；适于内力不很大和长细比较小的压杆，常见型式(xn sh)箱形：抗扭刚度大，制造较费工，适用于受力较大的压杆或拉压杆，特大跨度钢桁梁桥用箱形：抗扭刚度大，制造较费工，适用于受力较大的压杆或拉压杆，特大跨度钢桁梁桥用上弦上弦(shngxin)杆杆下弦杆下弦杆第32页/共69页第三十三页，共69页。四、桁架内力四、桁架内力(nil)分

9、析原理分析原理横横向向(hn xin)框框架架次应力效应次应力效应主桁下弦杆伸长对纵、主桁下弦杆伸长对纵、横梁的影响横梁的影响第33页/共69页第三十四页，共69页。五、桁架杆件内力五、桁架杆件内力(nil)计算要点计算要点平行平行(pngxng)弦三角桁架弦三角桁架ddddd第34页/共69页第三十五页，共69页。构造示例构造示例(shl)（主桁节点）（主桁节点）传统(chuntng)主桁节点主桁整体节点，长东黄河二桥，钢桁梁，跨度(kud)为3108m996m，1999年5月竣工第35页/共69页第三十六页，共69页。构造构造(guzo)示例（传统节点）示例（传统节点）构造构造(guzo)

10、：1、重心、重心2、紧凑、紧凑3、缝隙、缝隙4、第一排栓孔、第一排栓孔5、填板、填板第36页/共69页第三十七页，共69页。构造示例（横梁与主桁节点构造示例（横梁与主桁节点(ji din)的连接）的连接）第37页/共69页第三十八页，共69页。第四节第四节 钢桥制造钢桥制造(zhzo)及安装及安装试装取有代表性的结构在工厂进行试拼装试装取有代表性的结构在工厂进行试拼装最后喷沙除锈（可提前进行）、涂装、发送工地最后喷沙除锈（可提前进行）、涂装、发送工地第38页/共69页第三十九页，共69页。制造制造(zhzo)示例（预处理）示例（预处理）预处理生产线：预处理生产线：钢板整平钢板整平(zhn pn

11、)、除锈、涂、除锈、涂底漆底漆 辊压机工作辊压机工作(gngzu)示意示意 第39页/共69页第四十页，共69页。制造制造(zhzo)示例（切割）示例（切割）钢板钢板(gngbn)剪切示意剪切示意 角钢角钢(jiogng)剪切示意剪切示意 手手工工焰焰切切数数控控多多头头切切割割机机第40页/共69页第四十一页，共69页。制造制造(zhzo)示例（边缘加工）示例（边缘加工）第41页/共69页第四十二页，共69页。制造制造(zhzo)示例（制孔）示例（制孔）覆盖覆盖(fgi)式机器样板式机器样板及钻孔套及钻孔套 数数控控钻钻床床(zun chung) 摇臂钻床摇臂钻床第42页/共69页第四十三页

12、，共69页。制造示例制造示例(shl)（焊接）（焊接）半自动埋弧焊半自动埋弧焊胎型内杆件组焊胎型内杆件组焊第43页/共69页第四十四页，共69页。制造示例制造示例(shl)（矫正）（矫正）角角钢钢(jiogng)矫矫正正机机示示意意 马刀马刀(mdo)形弯曲及火焰矫正形弯曲及火焰矫正 顶弯机工作示意顶弯机工作示意火火焰焰矫矫正正第44页/共69页第四十五页，共69页。制造示例制造示例(shl)（整形）（整形）H形杆件的焊接形杆件的焊接(hnji)变形变形 H形杆件矫正形杆件矫正(jiozhng)机示意机示意 钢钢梁梁矫矫正正第45页/共69页第四十六页，共69页。制造制造(zhzo)示例（试装

13、）示例（试装）钢桁梁试拼装（九江大桥钢桁梁试拼装（九江大桥(d qio)第一联）第一联）第46页/共69页第四十七页，共69页。二、钢桥安装二、钢桥安装(nzhung)第47页/共69页第四十八页，共69页。钢桥安装钢桥安装(nzhung)：悬臂法：悬臂法（多孔）简支桁梁半悬臂（多孔）简支桁梁半悬臂(xunb)安装示意图安装示意图 加强加强(jiqing)的临时杆件的临时杆件吊机吊机悬臂法：不用支架、将杆件逐根悬臂拼装成桥的方法。悬臂法：不用支架、将杆件逐根悬臂拼装成桥的方法。全悬臂拼装，半悬臂拼装，跨中合龙全悬臂拼装，半悬臂拼装，跨中合龙降低钢梁安装应力和悬臂梁端挠度的措施降低钢梁安装应力和

14、悬臂梁端挠度的措施第48页/共69页第四十九页，共69页。英国福斯海峡英国福斯海峡(hixi)铁路桥悬臂施工铁路桥悬臂施工 第49页/共69页第五十页，共69页。悉尼港大桥悉尼港大桥(d qio)悬臂安装悬臂安装第50页/共69页第五十一页，共69页。减小悬臂内力减小悬臂内力(nil)和挠度的措施和挠度的措施第51页/共69页第五十二页，共69页。减小悬臂内力减小悬臂内力(nil)和挠度的措施（续）和挠度的措施（续）三、辅助三、辅助(fzh)吊索塔架（单层或双层）吊索塔架（单层或双层） 九江长江大桥双层九江长江大桥双层辅助辅助(fzh)吊索塔吊索塔架架第52页/共69页第五十三页，共69页。减

15、小悬臂内力和挠度减小悬臂内力和挠度(nod)的措施（续）的措施（续）南京长江大桥墩旁托南京长江大桥墩旁托架辅助架辅助(fzh)悬臂施悬臂施工工 第53页/共69页第五十四页，共69页。钢桥安装钢桥安装(nzhung)：悬臂法（南京长江大桥）：悬臂法（南京长江大桥）第54页/共69页第五十五页，共69页。万州长江铁路万州长江铁路(til)大桥悬臂安装大桥悬臂安装第55页/共69页第五十六页，共69页。万州万州万州1# 2# 3#4#4#墩钢管柱支墩1# 2# 3#4#钢管柱支墩4#钢管柱支墩 步骤一： 1.钢梁架设辅助设施施工； 2.安装4#墩顶支座并临时锁定为固定支座； 3.利用墩旁塔吊架设头

16、两个节间钢梁； 4.利用墩旁塔吊在钢梁上弦拼装爬行架梁吊机；3#墩 步骤三： 1.安装5#墩顶支座，布置墩顶起落顶、纵横移设备； 2.钢梁悬拼至5#墩后并不起顶,仅作抄垫； 3.继续悬拼2个节间,待高栓终拧后进行顶落梁 和横移作业,先调整钢梁轴线,再根据监控值 在5#墩顶支座上起顶抄垫和钢梁纵向移动； 4.将4#墩临时固定支座释放为活动支座， 5#墩活动支座临时锁定为固定支座；5#墩5#墩3#墩4#墩 步骤二： 1.利用爬行架梁吊机逐个节间在支墩上 进行半伸臂拼装直至到达5#墩； 当悬臂拼装第3-4个节间时，需在钢梁尾端 设置20吨/桁的压重； （边跨钢梁杆件通过栈桥上运梁平车 运至架设点）5

17、#墩3#1#4#墩3#墩2#爬行吊机钢 桁 梁 架 设 施 工 步 骤 示 意 图 (一）宜昌 步骤三： 1.安装6#墩顶支座，布置墩顶起落顶、纵横移设备； 2.钢梁悬拼至6#墩后并不起顶,仅作抄垫； 3.继续悬拼2个节间,待高栓终拧后进行顶落梁 和横移作业,先调整钢梁轴线,再根据监控值 在6#墩顶支座上起顶抄垫； 4.将7#墩临时固定支座释放为活动支座； 步骤一： 1.钢梁架设辅助设施施工； 2.安装7#墩顶支座并临时锁定为固定支座； 3.利用墩旁塔吊架设头两个节间钢梁； 4.利用墩旁塔吊在钢梁上弦拼装爬行架梁吊机； 步骤二： 1.利用爬行架梁吊机逐个节间在支墩上 进行半伸臂拼装直至到达6#

18、墩； 当悬臂拼装第3-4个节间时，需在钢梁尾端 设置20吨/桁的压重； 当悬臂拼装第5-8个节间时，需在钢梁尾端 设置120吨/桁的压重。 （边跨钢梁杆件由机驳运至架设点）宜昌宜昌1#2#3#万能杆件支墩1#2#3#万能杆件支墩万能杆件支墩+139.00（施工水位）8#墩7#墩6#墩8#墩7#墩6#墩+139.00（施工水位）爬行吊机7#墩8#墩1#2#3#6#墩+139.00（施工水位）第56页/共69页第五十七页，共69页。钢 桁 梁 架 设 施 工 步 骤 示 意 图 (二）钢管柱支墩168.7米168.7米 步骤四： 1、继续悬拼钢梁,吊杆及系杆与桁拱同时安装， 但C19节点跨中C29

19、节点的桥面系、下平联及 吊杆下端人字形横联待跨中合龙后再安装； 2、拆除临时支墩； 万州万州万州1# 2# 3#压重压重4#墩3#墩 步骤六： 1、悬拼超出5#墩120米后，吊机走行至钢梁前端； 2、吊索塔架安装临时固定支架，然后继续接高； 3、安装吊索，拆除塔架临时固定支架，对称张拉 吊索至设计初张力,适时地作好监控工作；4#墩3#墩 步骤五： 1、钢梁悬拼超出5#墩96米（具体施压时间由监控 确定）后，必须在边跨第1-4节间48米范围根据 监控值进行逐步压重； 2、利用墩旁塔吊（图中未示，以下同）安装单层 固定式吊索塔架（新制那台）,吊索塔架底部拼装时, 下端铰接处临时抄垫锁定，上端用临时

20、缆风固定； 4#墩3#墩 步骤五： 1、钢梁悬拼超出6#墩96米（具体施压时间由监控 确定）后，必须在边跨第1-4节间48米范围根据 监控值进行逐步压重； 2、利用墩旁塔吊（图中未示，以下同）安装单层 固定式吊索塔架（利用长寿桥改制那台）, 吊索塔架底部拼装时,下端铰接处临时抄垫锁定， 上端用临时缆风固定； 步骤六： 1、悬拼超出6#墩120米后，吊机走行至钢梁前端； 2、吊索塔架安装临时固定支架，然后继续接高； 3、安装吊索，拆除塔架临时固定支架，对称张拉 吊索至设计初张力,适时地作好监控工作； 步骤四： 1、继续悬拼钢梁,吊杆及系杆与桁拱同时安装， 但E16节点跨中的桥面系、下平联及吊杆

21、下端人字形横联待跨中合龙后再安装； 2、拆除临时支墩； 临时缆风吊索塔架E16E16宜昌宜昌宜昌4#1#2#3#万能杆件支墩后索前索后索前索压重压重168.7米8#墩7#墩8#墩7#墩6#墩168.7米钢梁运输船钢梁运输船钢梁运输船+139.00（施工水位）+139.00（施工水位）96米5#墩5#墩120米96米120米6#墩+139.00（施工水位）8#墩7#墩6#墩钢梁运输船5#墩钢梁运输船第57页/共69页第五十八页，共69页。前索钢梁运输船180米168米+139.00（施工水位）+139.00（施工水位）360米168.7米168米压重5#墩4#墩3#墩+139.00（施工水位）3

22、#墩4#墩168.7米5#墩万州万州后索前索后索压重步骤七：1.万州岸继续悬拼至超出5#墩168米；2.通过4、5#墩顶调整定位设施调整钢梁 里程、中线、高程，准备跨中合拢；3#墩168.7米4#墩5#墩压重168.7米 步骤八： 1.根据监测结果选择合适时机，安装临时锁定结构， 并将5#墩临时固定支座改为活动支座，快速实现桁拱合拢； 2.桁拱合龙顺序暂定为：桁拱下弦杆-桁拱上弦杆-桁拱斜杆， 最后再补足上、下平联等杆件； 3.合龙系杆； 钢 桁 梁 架 设 施 工 步 骤 示 意 图 (三）压重7#墩6#墩8#墩 步骤九： 1.根据监控值调整支点高程； 2.对吊索进行卸载，再次锁定临时固定支架， 开始拆除吊索塔架；6#墩168.7米7#墩8#墩步骤七：1.万州岸继续悬拼至超出6#墩180米；2.架梁吊机后退至监控指定位置；2.通过6、7#墩顶调整定位设施调整钢梁 里程、中线、高程，准备跨中合拢；宜昌宜昌后索前索后索前索压重8#墩180米168.7米6#墩钢梁运输船压重7#墩第58页/共69页第五十九页，共69页。钢桥安装钢桥安装(nzhung)：拖拉法：拖