钢桥的连接方式分类及相应设计方法讲解

授课老师：单击此处添加标题文字钢桥的连接方式分类及相应设计方法讲解内容一、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缺点需要在板件上开孔和拼装时对孔，增加制造工作量螺栓孔会削弱构件截面被连接板件需要互相搭接或另加角钢或拼接板等连接件，多费钢材123（1）普锹通螺亮栓连错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）高提强螺临栓连汤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，变形大根据捐高强受螺栓表的设球计破功坏判口断标晨准对信高强翠螺栓凉进行趣分类铆钉连接3预制渐铆钉潮杆径蜻比孔舍径小1~趴1.蚂5m泥m。优点筑：铆钉遮连接垄的塑性、韧性和整体链性好；连接印变形剧小；传力顶可靠茅；承受滩动力抖荷载眯时的忍疲劳槽性能捎好；缺点茂：铆钉卸连接吓的构姥造复茅杂，羞用钢财量大膝，施隶工麻隐烦，慰打铆尖时噪殖声大怨。使用都情况最：早期强钢桥井的主酬要连育接形宜式，递目前已很兼少采旺用，已纽奉被焊蚂接或乓高强归螺栓肢连接轻取代含。1二、猾焊探缝宫连胸接分类按焊寨体钢垄材的像连接肠方式碧进行蹄分类对接接头搭接接头T形接头角接接头按焊丧缝本真身的壳构造卧进行杏分类角焊缝全熔透

坡口焊缝部分熔透坡口焊缝角焊缓缝的疮截面姑形式普通形

（凸形）等边凹形平坡凸形各种唤焊缝绵的特课点、膜适用继范围角焊缝：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党焊缝隆的各撇种形尸式直边缝（Ⅰ形）V形K形单边V形X形U形单边U形按焊随缝施病焊时井的姿究态进谅行分仗类平焊横焊立焊仰焊三、锣角叔焊圣缝毁的叛设蹲计荣与糖计睁算1角焊施缝的郑布置蓝和受问力性身能按受术力方景向对火角焊滋缝进乏行分稍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焊慈缝垂谊直于脉受力斯方向角焊筐缝倾佳斜于资受力丸方向几个危方向过混合语使用幻玉的角耍焊缝角焊字缝平脾行于味受力膝方向斜向角焊缝各类蜘角焊鬼缝的到受力麦性能侧角订焊缝主要辟承受剪力，应喘力状蒸态比豆端角川焊缝姜单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角咱焊缝饭（正弦面角阶焊缝律）角焊泰缝垂啄直于侨受力庸方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径焊缝诸的破坏泻位置泻：焊脚卷或有训效厚恰度面惠，属霸于正漠应力开和剪浆应力乖的综疲合破肢坏端角付焊缝脑的刚度拳较大，变形选较小，塑性朝较差，性质为较脆，疲劳冠强度导低，不适足用于对印疲劳网要求犁较高埋的钢踪蝶桥连醉接。斜向漠角焊仆缝周围荐角焊爪缝角焊葱缝倾孔斜于相受力捕方向几个闻方向筝混合产使用菜的角伟焊缝常用捡在杆毫件倾递斜相顾交的猫情况紧，受乱力方疑向和烧焊缝杀轴线命成倾详斜角争度，翻应力乔情况箱复杂党，受廊力性肺能介舱于侧境角焊惹缝和纤端角颜焊缝族之间香。把板熄件交迫搭处府的所胆有交抬搭线组尽可射能多节地加井以焊仔接，依成为开口或封闭的周常围角盾焊缝欠。封闭顽的周围滚角焊个缝2角焊树缝尺葱寸的衫构造汽要求两个何主要甲尺寸实际长度焊脚尺寸：焊缝计算长度：板厚《公路棕桥涵械钢结习构及过木结零构设想计规松范》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《钢结轻构设冶计规愁范》的一既些有乡丰关规址定角焊净缝的焊脚翅尺寸角焊兔缝的最小两计算悬长度侧面执角焊胳缝的最大普计算塌长度搭接光连接没中的搭接恢长度次要围构件歇或次放要焊姐缝连驾接中断续假角焊疲缝的应角用及俯规定角焊贩缝连父接的窑计算3按照《钢结床构设候计规笼范》规定拥的角钓焊缝者设计辜方法乏进行款计算认为涨直角角角焊衣缝的呈破坏文总是溪沿其孩最小址截面贿，即45°方向蛛的有读效截用面有效询截面渗上的麦应力恋状态享：将三流个应乐力近似狗采用膨折算烤应力表达焊缝熔敷金属抗拉强度设计值四、炕高强凯螺栓速连接高强束螺栓潮连接膨的构瞎造1螺栓不的直锹径与猜孔径粗制、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结啦构螺怕栓数吩众多瘦且各答部分捡杆件泥截面霸和受日力相粱差较幻玉大时失，可上考虑橡用2~灭3种螺栓地直径标准螺栓直径为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栓娘的长变度高强乌度螺裹栓的贤长度慰应为漆紧固私连接藏板厚搁度加壤上一觉个螺衰母和士螺栓悟连接吸副垫情圈的石厚度律。按愚下式虏计算钻，并交取5m哀m的整倍慈数连接耳板层铃总厚晒度附加里长度挠。当猫高强斯螺栓潮公称在直径绿确定肯后，欣可查悦表2-惑5-主2高强胸度螺数母公岸称厚但度垫圈剪个数高强参度垫辛圈公盛称厚颗度螺纹豆螺距螺栓赖的排则列和摊间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原受压砌力构件降受拉卸力内排役和有在边缘园型钢汤外排衡的中皮距外排孙中距边距废端距高强旋螺栓控的受赛力性绞能和职承载嘱力2摩擦况型高幅强螺拳栓（1）抗剪性能键和承诊载力需要洋计算才一个雄螺栓子的抗剪承载颂力设隔计值（2）抗拉性能悦和承杨载力需要蒜计算矛一个杏螺栓添的抗拉承载您力设嫩计值（3）同蹦时抗剪和抗拉的承汪载力需要揪计算怎一个筐螺栓右同时疤承受桑拉力辉和剪露力时刑的抗剪承载旁力设头计值外拉拦力使禁构件润接触浮面的句夹紧礼力降干低，越直接劈燕降低返了摩蒙擦力思，因煮而高槽强螺获栓的敏抗剪柏承载符力降貌低受剪受拉承压则型高蹄强螺锅栓（1）抗剪性能仇和承念载力需要闸计算聪一个突螺栓我的抗剪承载狮力设绸计值（2）抗拉性能穷和承搁载力需要截计算衡一个墨螺栓秀的抗拉承载幕力设优计值趁，计贵算方侦法与粱摩擦欠型相砖同（3）同伶时抗剪和抗拉的承伪载力需要炎计算奏一个纸螺栓果同时馒承受吴拉力载和剪授力时饿的承庆载力帖设计冲值规范腿规定国，承版压型滚高强淘螺栓素只适墙用于侮承受静力或间接决动力荷载倡结构煎中的瓦连接高强庄螺栓灾连接川的设毁计计显算3螺栓逝的直径和数量，根惨据接头场承载告力的要绒求确界定。根据功接头莫设计冰承载饮力的朵不同吗要求寺，有全承蛛载力、最小劳承载故力、综合赖承载勿力三种络设计酷方法全承犹载力震设计躺方法跃（全眉强设模计法叛）要求接头立的设尊计承钉载力≥母道材构池件的乒承载臭力。受压控构件悲的连咏接，庸上述恢能满疮足。受拉统构件狭的连呆接，接头仗的设械计承潜载力<母材斗构件弦的承析载力淡。当母双材构耐件的策实际款应力型很小浊时，掉此法粱很不诸经济稠。最小育承载虎力设险计方瘦法要求接头旅的设时计承繁载力≥杆拐件实返际承派受的信荷载愁大小治。此法宴最为呼经济啄。当母慨材构僻件的诞实际理应力骑很小泊时，贩接头古承载裁力有泼可能街与母低材构祸件的产承载裳力相所差悬暴殊，捏接头辛成为涌整体群构件然的薄字弱点漆，对记构件帽整体客受力糊产生准不利慎影响鼓。综合漏承载辫力设捉计方呢法既不戒使得接头滥承载鹊力降低爽过多可，又定不过沫分追盆求接款头承托载力钢。此法同时殊考虑石母材云构件喝的承糕载力和构件时的实脸际受番力大小启，综宪合确厉定接墙头承互载力卧。美国AA胜SH待TO规定缩慧：构件妖实际内受力<构件道承载悲力的75替%时，接头显承载暮力按母辽材构宇件承壁载力啄的75循%设计敢；构件状实际亡受力≥构件悉承载猫力的75盟%时，接头进承载电力按母攀材构渡件承销载力书与实召际受脆力的棒平均菠值设酸计。我国《铁路政桥梁弹钢结抵构设引计规画范》规定（1）主桁国杆件及板梁向翼板用高房诚强螺石栓或鱼铆接临时，易其螺启栓数衫量应仿按连捧接杆件舱的承太载力计算息，即骗：主桁盒杆件及板梁序翼板的连倒接强耕度≥被连接架杆件锡的承条载力对。全承羽载力掘设计提方法躁（全证强设兽计法格）（2）桁梁身腹杆，当思内力访较小盲、由载构造暮要求骡的最倡小截凝面控惨制设赶计时毒，其狂螺栓辩数量环可按1.爪1倍的杆件合内力与75紫%的杆残件净瓜截面叫积强度的较盏大值宰进行慕计算端。综合枣承载阴力设管计方央法（3）板梁监腹板螺栓矩群的常强度≥拼接欺处腹锯板净围截面涨抗弯皱强度劝与该搁处最岗大剪扭力的组合趁强度。即：勾对于唤弯矩碎来讲银，按吩腹板乡丰的全鸟强设躁计；对于谷剪力益来讲私，按唇拼接谊所在较位置弊的最子大剪点力考支虑。钢桥典型澡受力版构件的摩谱擦型葵高强胖螺栓以连接龟的设脱计计脱算（1）轴钻心受依力构婶件的畏高强伶螺栓支连接钢桥中，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长连败接抗诵剪螺穴栓的杨强度院折减载系数我国露规范欧洲指规范试验号曲线长接盘头螺败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单根学螺栓慰的单亚面摩灵擦承微载力传力趟摩擦牵面数隔目全承载力设计法：最小承载力设计法：（2）弯肥剪受希力构立件的峰高强型螺栓握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翼板的螺序栓数夜量计殿算与东拼接娃板厚捡与尺推寸的泊设计腹板的螺叛栓数呢量计琴算与奥拼接段板厚从与尺刷寸的固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承币载力笛设计始法：最小奇承载跃力设恐计法跳：单根纱螺栓仙的单胡面摩取擦承颤载力传力爬摩擦销面数霉目高强螺栓的根数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。腹板的螺刷栓数酿量计黄算与哨拼接吼板厚辩与尺伯寸的燥设计例题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：计算态全强柿设计母时的尚弯矩主梁庭、腹老板抗易弯惯奴性矩都：首先宿要计工算主灶梁的中性柔轴：如芹题目喜中的来图所滨示。