钢桥设计基本知识之钢桥连接

授课老师：张大英单击此处添加标题文字钢桥连接内容一、钢桥的连接方式二、焊缝连接三、角焊缝的设计与计算四、高强螺栓连接一、钢桥的连接方式钢桥中部件的连接方式焊接螺栓连接铆钉连接接焊接1优点焊接刚度较大，密封性较好对钢材从任何方位、角度和形状相交都能方便使用1一般不需要附加连接板、连接角钢等零件2一般不需要在钢材上开孔，不使截面受削弱3缺点焊接塑性和韧性较差，脆性较大，疲劳强度较低焊接附近钢材因焊接的高温作用而形成热影响区，其金相组织和机械性能发生变化，某些部位材质变脆1焊接过程中钢材受到不均匀的高温和冷却，使结构产生焊接残余应力和残余变形，影响结构的承载力、刚度和使用性能2焊接可能出现气孔、夹渣、咬边、弧坑裂纹、根部收缩、接头不良等，影响结构疲劳强度3优点缺点螺栓连接2连接类型拧紧方式传力方式普通螺栓普通扳手通过螺杆受剪力和杆件孔壁承受压力传力或螺杆受拉传力高强螺栓特制的、能控制扭矩或螺栓拉力的扳手通过部件接触间的摩擦力传力或被连接板件间的预压力传力优点普通螺栓便于拆卸。适用于需要装拆的结构连接和临时性连接。高强螺栓强度高、对螺孔加工精度要求较低、连接构件间不宜产生滑动、刚度大。适合构件间的工地现场安装连接。安装方便，特别适用于工地安装连接12缺点需要惹在板孤件上开贺孔和娇拼茅装紧时对孔，球增斗加洒制捞造虚工谁作膜量螺慕栓炒孔斗会削址弱构件截面被怜连糠接笑板全件需要互侍相驼搭宰接轨或仁另译加织角笼钢财或貌拼遭接窝板境等连接园件，横多抽费痕钢裹材123（1）轰普喉通脂螺拳栓潜连吐接螺栓等级钢材牌号尺寸优点缺点使用范围A级45号钢或35号钢直径d≤24mm,长度l

≤150mm和10d加工精度高、尺寸准确和杆壁接触紧密；可承受较大的剪力、拉力；抗疲劳性能较好；连接变形较小制造、安装较费工，价格昂贵在钢桥中很少采用B级直径d>24mm,长度l

>150mm和10dC级Q235BF尺寸不很准确，孔径比螺栓直径大1~2mm结构装配和螺栓装拆方便，比较适用于承受拉力受剪性能较差，各个螺栓受力较不均匀承受拉力的安装螺栓连接、次要结构和可拆卸结构的受剪性能、安装时的临时连接（2）洪高雁强酱螺齐栓侍连条接螺栓类型尺寸抵抗外载方式设计强度标准优点缺点摩擦型孔径比螺栓直径大1.5~2mm螺栓拧紧力所提供的摩擦力。产生急剧变形（主滑动）时的荷载整体性和刚度好、变形小、受力可靠、耐疲劳螺栓的高强度没被充分利用承压型孔径比螺栓直径大1~1.5mm被连接板件间的预压力杆身剪切或孔壁承压破坏时的荷载作为连接受剪的极限承载力螺栓的高强度得到充分利用，设计承载力>摩擦型整体性和刚度差，变形大根据解高强雪螺栓帽的设穿计破抱坏判舟断标券准对较高强威螺栓胸进行头分类铆钉连接3预闸制烤铆睁钉脊杆仙径仔比高孔月径必小1允~延1因.牺5识m帝m。优点随：铆骂钉刺连迷接华的塑性、韧性和整学体甚性初好；连接饭变形隆小；传力畜可靠饱；承北受俯动眉力史荷磨载驼时春的夸疲刊劳润性离能补好淹；缺点零：铆钉标连接粮的构锹造复滤杂，秆用钢泉量大缩慧，施织工麻纵烦，迎打铆奇时噪姜声大珍。使用瓣情况增：早可期润钢海桥腹的铜主阀要剑连具接旬形丈式砖，阁目抱前已助很殊少泪采窄用，已脸被焊咱接或锄高强岸螺栓秒连接夹取代来。1二模、险焊何缝章连欲接分汗类按焊四体钢丧材的胖连接险方式遥进行锋分类对接接头搭接接头T形接头角接接头按窃焊遮缝见本滴身带的学构语造占进啊行毅分享类角焊缝全熔透

坡口焊缝部分熔透坡口焊缝角瓜焊坦缝影的客截沫面哑形租式普通形

（凸形）等边凹形平坡凸形各偶种蓝焊千缝脏的宇特桂点旦、扰适另用哈范菜围角焊缝：主要用于应力方向平行于焊缝轴线（侧焊缝）的情况全熔透焊缝：主要用于钢板对接和焊缝受拉应力时部分熔透焊缝：在钢桥中较少采用。在斜拉桥、悬索桥的钢塔中，板件全断面受压，并且板厚很大不宜完全焊透时采用坡口旋焊缝娱的各而种形还式直边缝（Ⅰ形）V形K形单边V形X形U形单边U形按龙焊有缝滩施忍焊森时玻的祸姿剩态叨进勤行造分僚类平焊横眠焊立煮焊仰晶焊三毯、毯角瞧焊龙缝扣的愿设私计券与捐计爹算1角焊繁缝的哪布置列和受古力性携能按货受呈力谈方柳向疑对愿角垄焊前缝撤进呀行将分咐类侧角焊缝端角焊缝（正面角焊缝）斜向角焊缝周围角焊缝角淡焊劫缝迷垂拐直太于约受吗力狡方地向角潮焊衣缝稍倾奸斜例于朱受嘉力叫方驻向几个梯方向诊混合织使用抚的角绘焊缝角焊钩缝平迹行于梢受力堆方向斜向角焊缝各士类漠角野焊卧缝抛的丘受盘力查性薄能侧角垦焊缝主龟要细承薄受剪丙力，柱应万力锋状笼态棕比冲端苍角理焊扛缝惨单笋纯弹性受力阶段塑性受力阶段侧角焊缝塑性较好，受力增大进入塑性状态时，剪应力分布将渐趋均匀，破坏时可按全长均匀受力考虑侧面角焊缝的剪切破坏位置端雾角代焊添缝妨（亿正雪面姨角畜焊喇缝露）角预焊扔缝赖垂题直慰于渔受绒力科方袖向沿焊缝长度的应力分布较均匀在两个焊脚和有效厚度面上有复杂和不均匀的正应力和剪应力，应力集中严重在焊缝根部有很大的高峰正应力端角尾焊缝杏的破党坏吗位犯置宇：焊脚喘或有扛效厚妖度面葬，属慢于正逗应力但和剪篮应力穴的综刃合破末坏端艺角凑焊数缝线的刚中度朽较秋大，变形稻较小，塑性扇较差，性踏质珠较灯脆，疲遇劳厌强鱼度众低，不铲适乱用于对接疲劳牢要求效较高勉的钢悲桥连烂接。斜很向富角误焊忆缝周围灶角焊欺缝角奏焊斩缝屈倾耽斜关于带受用力柄方掩向几个叙方向副混合桨使用闹的角青焊缝常用思在杆筒件倾奇斜相啄交的肢情况垄，受浸力方掌向和垂焊缝尺轴线途成倾类斜角番度，灵应力因情况栗复杂弹，受氏力性石能介呈于侧鸣角焊奋缝和槐端角偏焊缝尘之间类。把板源件交纱搭处际的所辛有交坛搭线冷尽可馆能多遥地加悔以焊姓接，越成为开棚口或封闭的周僵围角谜焊缝抓。封闭太的周围泻角焊用缝2角殃焊毅缝广尺宗寸乌的粉构完造已要驴求两开个醋主纱要坊尺炼寸实际长度焊脚尺寸：焊缝计算长度：板厚《公远路净桥定涵悼钢扛结谢构广及蓬木租结证构肠设幻玉计与规避范》角焊缝的焊脚尺寸：焊件边缘的角焊缝：如果焊件边缘的厚度为角焊缝两焊脚的夹角一般为90°，夹角>120°或<60°的斜角焊缝不宜用作受力焊缝《钢群结家构卸设双计欢规办范》的据一蠢些移有废关遍规衬定角剪焊吩缝周的焊脚萍尺寸角焊犬缝的最小腐计算迹长度侧浴面功角丑焊面缝备的最飘大廉计拣算君长梁度搭静接靠连径接吩中解的搭接侨长度次要蒙构件乏或次鱼要焊伯缝连浸接中断续骂角焊挽缝的吉应文用低及冒规值定角焊返缝连跑接的呜计算3按照《钢娱结笨构豆设色计英规约范》规定任的角俊焊缝你设计般方法域进行令计算认鼠为煤直狂角计角场焊嚼缝哗的芝破疼坏吗总趴是战沿郊其勇最凑小誓截悬面阀，示即45°方向丸的有锅效截沙面有效汽截面臣上的嗽应力列状态艘：将疏三颂个霞应遮力近尊似签采诸用祥折判算侍应股力表零达焊缝熔敷金属抗拉强度设计值四、废高强烘螺栓辱连接高强阵螺栓凳连接更的构犹造1螺栓湿的直及径与疫孔径粗制、精制、高强螺栓等钢种、直径、孔径等同一结构中同类型螺栓宜采用一种统一规格当垫结驰构咐螺父栓竞数护众眼多此且之各慎部掌分码杆局件雾截矩面谁和扇受栏力搞相邻差猴较开大危时揉，孤可午考异虑疗用2~姓3种螺驰栓毕直瞎径标准螺栓直径为M12、14、16、18、20、22、24、27、30mm。常用考虑螺纹对螺栓杆截面的削弱，受拉时一般按螺纹处的有效截面面积螺悉栓疫的龄长宝度高强注度螺耳栓的旦长度惰应为券紧固静连接墓板厚贯度加凭上一竖个螺气母和鸣螺栓浑连接梯副垫音圈的替厚度危。按重下式注计算铜，并每取5锅m厘m的整倍调数连伞接跌板雪层言总刘厚晋度附加桌长度累。当奋高强坛螺栓枪公称立直径低确定妹后，细可查川表2-挡5-竟2高寒强骂度够螺调母竿公异称询厚基度垫圈祸个数高强棒度垫疲圈公纲称厚盾度螺纹橡螺距螺稀栓椅的砌排必列疮和铜间盾距端距中距边距两种情况切割边或高强度螺栓普通螺栓或铆钉、轧制边并列错列构件滚受压诵力构件钱受拉芬力内宵排拔和讨有典边蜘缘竟型因钢蜂外绘排结的舰中柳距外缠排叔中我距边彼距秧端斧距高强悉螺栓厘的受胡力性玻能和揭承载孩力2摩擦南型高摄强螺霸栓（1）抗洗剪性能驼和承谊载力需末要浴计傍算床一笑个遭螺蛇栓垫的抗剪承偷载姜力喝设爬计园值（2）抗妇拉性忌能递和丙承省载耍力需币要恰计习算讲一覆个圣螺宝栓便的抗拉承载影力设签计值（3）同迹时抗盆剪和抗拉的承名载力需共要目计统算马一配个吼螺极栓咸同溜时穿承防受施拉涝力睛和柴剪巷力构时铁的抗局剪承载枯力设塔计值外拉联力使肆构件代接触序面的过夹紧朋力降精低，抬直接宏降低峡了摩黑擦力健，因胞而高森强螺柱栓的眨抗剪惜承载机力降昨低受丘剪受堆拉承压及型高捞强螺欠栓（1）抗剪性健能陡和火承扶载厘力需桨要都计轰算比一女个咱螺读栓堆的抗剪承载种力设邀计值（2）抗释拉性能探和承乖载力需司要直计纷算葵一恢个粗螺况栓歪的抗民拉承载寇力设哑计值暗，计歇算方蚊法与蚊摩擦令型相秒同（3）同隔时抗兆剪和抗同拉的承用载力需要凑计算逢一个半螺栓餐同时碰承受怨拉力敏和剪熔力时会的承榜载力估设计蛮值规偿范博规恼定利，旬承缓压叉型皱高厅强恐螺姻栓游只挪适狐用疲于妻承姿受静力或间早接危动缺力荷配载耐结炉构葬中冷的车连幅接高禾强旧螺基栓箱连广接哀的追设绕计怖计沙算3螺平栓练的直径和数锣量，根填据接姑头画承摆载盒力的猜要庸求春确意定盗。根据划接头趟设计栗承载件力的输不同执要求厌，有全肾承滋载涨力、最小新承载尖力、综合嘴承载妻力三种界设计田方法全宪承榴载况力混设时计时方逮法视（醒全挪强众设迫计慈法告）要锣求接头有的设姜计承据载力≥母挡材构春件的蜓承载仆力。受塌压沈构映件卸的虑连絮接态，问上抱述声能慢满患足润。受拉孤构件吩的连总接，接甘头什的勾设革计远承失载颗力<母材搏构件毯的承疯载力牧。当母灰材构虹件的论实际阔应力香很小王时，友此法闷很不选经济涛。最离小堆承足载含力抢设哗计统方泪法要求接头床的设未计承锹载力≥牛杆拉件李实钳际且承哄受画的惩荷俯载壁大猫小均。此法扭最为尤经济材。当母替材构贡件的搂实际暴应力潮很小由时，却接头呆承载虹力有屿可能蛾与母急材构睡件的徐承载枯力相虫差悬顿殊，禾接头鹅成为尽整体野构件鼓的薄户弱点欺，对敌构件蠢整体鸣受力旋产生蛛不利严影响恢。综自合性承骨载阳力需设兰计叙方盒法既不奇使得接头渠承载泊力降低卵过多狮，又薪不过胶分追晴求接看头承仓载力浊。此趟法同时杆考虑枕母材驼构件耽的承减载力和构件祝的实批际受他力大小骗，综处合确冠定接泊头承颠载力妙。美国A痛A桐S棵H窝T雾O规败定敢：构短件抗实誓际泼受狐力<构余件取承歇载梨力纺的75湾%时，接职头有承预载倚力按学母钟材怪构叨件筐承络载嘴力惑的7躬5摊%设计香；构件韵实际举受力≥构件雅承载脆力的7命5录%时炸，接头塞承载弃力按母浇材构散件承版载力香与实悉际受追力的杰平均猴值设亿计。我购国《铁路犬桥梁遮钢结宪构设占计规偏范》规定（1）主桁营杆件及板稿梁末翼劲板用克高溪强雁螺巷栓论或赴铆胳接殿时追，淋其纪螺棍栓顽数冻量跪应幕按宅连锤接杆效件罢的鹅承屠载疗力计舌算份，盯即榆：主桁饥杆件及板梁帽翼板的连舱接强利度≥被连阿接颗杆脸件美的攻承怀载纲力库。全承锹载力裕设计愁方法蚕（全轨强设叼计法租）（2）桁只梁择腹悲杆，毫当孩内岁力疤较唇小装、诸由兽构踩造效要血求损的著最鲁小器截斩面田控及制腾设巩计轿时拴，套其磁螺摩栓柱数枝量乎可展按1.嘱1倍的杆件腥内力与75叙%的度杆方件狼净胆截仿面堪积强度的较娱大值咳进行锄计算季。综丽合根承不载慌力倦设缎计暑方甘法（3）板亡梁陆腹砌板螺去栓奶群插的蚕强捷度≥拼接选处腹仔板净括截面喜抗弯捉强度社与该屿处最帆大剪替力的组叙合栽强界度。即：锄对于场弯矩赶来讲法，按未腹板串的全裁强设登计；对于城剪力做来讲少，按辱拼接膝所在叉位置详的最质大剪棚力考猪虑。钢桥典徐型剃受粘力佣构僻件的忌摩绞擦叠型锯高送强是螺菠栓捧连普接桌的拖设蓝计赶计劈燕算（1）轴坑心受痰力构肆件的尼高强坟螺栓刮连接钢桥中，代表性的轴心受力构件主要有：桁架杆件、主梁横向联系平联构件、各种横撑与斜撑构件、两端铰接的柱受力较大的钢桥构件连接，通常需要采用多根螺栓的螺栓群；受力较小时，往往采用角钢、T型钢、槽钢等型钢结构。接头设计必须考虑螺栓群各螺栓受力的不均匀性和接头偏心的影响。123受力方向的连接长度为，高强螺栓承载力为：4，孔径为00.250.50.751.020406080长连碍接抗占剪螺巩栓的放强度修折减唱系数我国市规范欧洲袖规范试验饲曲线长晋接塔头兼螺小栓假设杆件截面积为A，轴向应力为，母材的容许应力为高强螺栓的根数m可按下式计算：5单腊根隙螺监栓垄的扇单哈面午摩境擦底承音载绸力传力灿摩擦梦面数哑目全承载力设计法：最小承载力设计法：（2）弯搅剪受疏力构冠件的决高强逆螺栓宪连接弯剪受力构件的高强螺栓连接计算：钢梁桥中较为典型的弯剪受力构件：主梁、横梁12翼板的赤螺垦栓搅数证量纠计爬算捞与使拼笔接壤板苗厚庸与随尺可寸践的扁设尸计腹板的螺湾栓数遣量计敲算与慢拼接焦板厚骡与尺夫寸的行设计全承载力设计方法（全强设计法）板梁翼板的连接螺栓数量应按连接杆件的承载力计算，即：主桁杆件及板梁翼板的连接强度≥被连接杆件的承载力翼板连接的拼接板设计时，应该使得拼接板的净面积比被拼接部分翼板净面积大10%拼接板布置于翼板两侧（高强螺栓为双面摩擦n=2），在有腹板或加劲肋的一侧，拼接板可分为多块，在翼板外侧通常做成与翼板同宽单块拼接板全炼承朴载点力毒设着计单法末：最小恒承载馋力设蔽计法箩：单凡根赚螺易栓想的州单腹面荣摩执擦缩慧承荣载真力传经力巡寿摩喜擦率面农数驰目高强螺栓的根数m可按下式计算：假设翼板的宽度×厚度=，母材的容许应力为，弯曲应力为板梁腹板螺栓群的强度≥拼接处腹板净截面抗弯强度与该处最大剪力的组合强度对于弯矩来讲，按腹板的全强设计；对于剪力来讲，按拼接所在位置的最大剪力考虑。拼接板应该对称布置于腹板的两侧；拼接板的总厚度应大于被拼接腹板的厚度；拼接板的净面积抵抗矩应该大于被拼接腹板的净面积抵抗矩。腹板的惰螺拒栓翼数商量紫计抢算富与楚拼岁接吨板兼厚眯与蹦尺绳寸写的恐设娱计例题45205201234302400230052024012411159根据我国《铁路桥梁钢结构设计规范》规定：板梁翼板用高强螺栓时，其螺栓数量应按连接件的承载力计算，即采用全承载力设计法，板梁腹板螺栓群的强度不得小于拼接处腹板净截面抗弯刚度与该处最大剪力的组合强度。即对于弯矩来讲，按腹板的全强设计；对于剪力，按拼接所在位置的最大剪力考虑。根据全承载力设计法，拼接板的截面面积要比翼缘板的截面面积大10%，即：上翼缘板：拼接板板厚选用：如图所示，已知弯矩M=9170kN.m，剪力Q=1250kN。设计连接的拼接板及高强螺栓。容许弯曲压应力下翼缘板：拼接板板厚选用：腹板拼接板板厚确定：由拼接板的抗弯惯性矩要大于腹板的抗弯惯性矩：拼接板板厚选用：计索算锄全谊强钩设遥计厕时蜂的础弯席矩主谷梁盗、井腹演板愿抗碌弯房诚惯貌性梢矩薯：首先错要计孟算主迁梁的中性好轴：件如租题扬目晴中独的网图颈所藏示跪。中性轴距下翼缘下边缘的距离为：由：翼缘岛板和腹下板各自筹承担扑的弯妖矩：根据钥翼缘建板和颤腹板毁的刚坏度分笔配进荣行计瓜算；剪骗力丛假鉴定明完