《铁路桥涵施工与维护（活页式）》课件 模块4其他类型桥梁施工

其他类型桥梁施工项沛目录CONTENTS第一节拱桥施工3混凝土拱桥的施工方法简介

5第四章拱桥的施工第一节混凝土拱桥施工方法简介第一节

混凝土拱桥施工方法简介

混凝土拱桥的施工按其主拱圈成型的方法可以分为以下三大类：就地浇筑法预制安装法转体施工法61、就地浇筑法

就地浇筑法就是把拱桥主拱圈混凝土的基本施工工艺流程（立模、扎筋、浇筑混凝土、养护及拆模等）直接在桥孔位置来完成。按所使用的设备分为以下两种：（a)支架施工法；

（b)悬臂浇筑法。支架施工法第四章拱桥的施工第一节混凝土拱桥施工方法简介7砂担沟大桥拱架（支架施工法）8支架施工法9拱桥支架类型10悬臂浇筑施工11拱桥浇筑施工122、预制安装法预制安装法按所采用的材料可以分以下两种：（1）整体安装法；（2）阶段悬拼法整体安装法中拱片需进行三点验算：a）拱肋从平卧到竖立的翻转过程中，应将此两个起吊点视为作用于其上的垂直集中力，来验算此曲梁的强度和刚度；b)在竖向吊运过程中，需验算吊点截面的强度；c)当两吊点间距较近时，需验算系杆是否出现轴向压力及其面外的稳定性。第四章拱桥的施工第一节混凝土拱桥施工方法简介13整体安装14节段悬拼法节段悬拼法对钢筋混凝土或钢管混凝土主拱圈的施工都适用。根据所采用的起重设备，常用的有(1)缆索吊装设备;(2)伸臂式起重机。阶段悬臂拼装示意图第四章拱桥的施工第一节混凝土拱桥施工方法简介15阶段悬拼法中预制安装（缆索吊装设备）16缆索吊装施工173、转体施工法

转体施工是将主拱圈从拱顶截面分开，把主拱圈混凝土高空浇筑作业改为桥孔下面或两岸进行，并预先设置好旋转装置，待主拱圈混凝土达到设计强度后，再将它就地旋转就位成拱。按照旋转的几何平面可分为三种：（1）平面转体施工法（2）竖向转体施工法（3）平—竖相结合的转体施工法18（1）平面转体施工法平面转体施工示意图

将主拱圈分为两个半跨，分别在两岸利用地形作简单支架，现浇或者拼装拱肋，再安装拱肋间横向联系，把扣索的一端锚固在拱肋的端部附近，用千斤顶收紧扣索，使拱肋脱模，借助环形滑道和手摇卷扬机牵引，慢速地将拱肋转体180°，最后再进行主拱圈合龙段和拱上建筑的施工。如下：19平面转体施工20平面转体施工21（2）竖向转体施工法

当桥位处无水或水很浅时，可以将拱肋分成两个半跨放在桥孔下面预制。如果桥位处水较深时，可以在桥位附近预制，然后浮运至桥轴线处，再用起吊设备和旋转装置进行竖向转体施工。这种方法最适宜于钢管混凝土拱桥的施工。

竖向转体施工示意图第四章拱桥的施工第一节混凝土拱桥施工方法简介22竖向转体施工23竖向转体施工24（3）平一竖相结合的转体施工法

这种施工方法是在我国广州市丫髻沙大桥上——三孔连续自锚中承式钢管混凝土系杆拱桥——首先采用。它综合吸收了上述两种转体施工方法的优点，具体体现在：

a）利用竖向转体法的优点，变高空作业为地上作业，避免了长、大、重安装单元的运输和起吊；

b）利用平面转体法的优点，将全桥三孔分为两段，放在主河道的两岸进行预制和拼装，将桥跨结构的施工对主航道航运的影响减少到最小程度；

c)利用边孔作为中孔半拱的平衡重，使整个转体施工形成自平衡体系，免除了在岸边设置锚碇构造。25平-竖相结合转体施工26平-竖相结合转体施工27二.混凝土拱桥的施工的基本流程及易出现的问题上承式拱桥的有支架施工的基本流程及易出现的问题;上承式拱桥缆索吊装施工的基本流程及易出现的问题;中、下承式拱桥的施工的基本流程及易出现的问题。第四章拱桥的施工28上承式拱桥中承式拱桥下承式拱桥第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型29第一上承式拱桥的有支架施工(a)拱架施工及拱架的类型拱架是有支架施工建造拱桥必不可少的辅助结构，用以支承全部或部分拱圈和拱上建筑的重量，并保证拱圈的形状符合设计要求。因此，要求拱架具有足够的强度、刚度和稳定性。1.满布立柱式拱架2、撑架式拱架第四章拱桥的施工第二节上承式拱桥的有支架施工3.三铰桁式木拱架4、钢拱架30（b）拱圈混凝土的浇筑注意！图3-4-14拱圈灌筑顺序为保证在整个施工过程中拱架受力均匀和变形最小，必须选择合适的浇筑方法和顺序：跨径小于16m的拱圈或拱肋混凝土，按拱圈全宽从两端拱脚向拱顶对称地连续浇筑，并在拱脚混凝土的初凝前全部完成。跨度大于或等于16m的拱圈或拱肋，应沿拱跨方向分段浇筑。分段位置应能使拱架受力对称、均匀和变形小为原则。第四章拱桥的施工第二节上承式拱桥的有支架施工31间隔槽混凝土，应待拱圈分段浇筑完成后且其强度达到75%以上设计强度，并且接缝按施工缝经过处理后，再由拱脚向拱顶对称进行浇筑。浇筑大跨径拱圈时，纵向钢筋接头应安排在设计规定的最后浇筑的几个间隔槽内，并应在浇筑这些间隔槽时再连接。浇筑大跨径拱圈（拱肋）混凝土时，宜采用分环（层）分段法浇筑，也可沿纵向分成若干条幅，中间条幅先行浇筑合龙，达到设计要求后，再按横向对称，分层浇筑合龙其它条幅。大跨径钢筋混凝土箱形拱圈（拱肋）可采取在拱架上组装并现浇的施工方法。第四章拱桥的施工第二节上承式拱桥的有支架施工32(c)拱上建筑的施工

拱上建筑的施工，应在拱圈合龙、混凝土强度达到要求强度后进行，如设计无规定，可按达到设计强度的30%以上控制，一般不少于合龙后的三昼夜。对于实腹式拱上建筑，应由拱脚向拱顶对称地浇筑。当侧墙浇筑好以后，再填筑拱腹填料。对空腹式拱桥，在腹拱墩浇筑完后就卸落主拱圈的拱架，然后再对称均匀地砌筑腹拱圈，以免由于主拱圈不均匀下沉导致腹拱圈开裂。注意！第四章拱桥的施工第二节上承式拱桥的有支架施工33(d)拱架的卸落1.卸架程序设计如下:卸架时间必须待拱圈混凝土达到一定强度后才能进行，并按照一定的卸架程序。满布式拱架的中小跨径拱桥，可从拱顶开始，逐渐向拱脚对称卸落。大跨径拱圈，为了避免拱圈发生“M”形的变形，也有从两边1/4L处逐次对称地向拱脚和拱顶均匀地卸落。卸架时宜在白天气温较高时进行。

第四章拱桥的施工第二节上承式拱桥的有支架施工34第二上承式拱桥缆索吊装施工图3-4-16缆索吊装布置示意

缆索吊装施工工序：在预制场预制拱肋（或拱箱）节段和拱上结构，移运到缆索吊装设备下的合适位置，吊运至待拼桥孔处安装就位，用扣索将它们临时固定，吊合龙段的拱肋（或拱箱）节段，调整轴线,进行接头固结处理，安装拱肋（或拱箱）,处理横系梁或纵向接缝,安装拱上结构。第四章拱桥的施工第三节上承式拱桥缆索吊装施工35(a)拱圈节段的预制

将箱形截面主拱圈从横方向上划分成若干根箱肋，再从纵方向上划分为数段，待拱肋拼装成拱后，再在箱壁间用现浇混凝土把各箱肋连成整体，形成主拱圈截面。1)在样台上按设计图的尺寸对每个节段进行坐标放样，然后分别预制箱肋的侧板（箱壁）和横隔板;2)在拱箱节段的底模上，将侧板（箱壁）和横隔板安放就位，并绑扎好接头钢筋，然后浇底板混凝土及接缝混凝土，组成开口箱;3)若采用闭口箱时，便在开口箱内立顶板的底模，绑扎底板的钢筋，浇筑顶板混凝土，组成闭口箱。第四章拱桥的施工第三节上承式拱桥缆索吊装施工36(b)拱肋的吊装为了保证拱肋吊装的稳定和安全，必须遵循以下规定:拱肋的吊装，除拱顶节段外，其余节段均应设置一组扣索悬挂。拱肋分3段或5段拼装时，至少应保持2根基肋设置固定风缆，拱肋接头处应横向联接。对于中小跨径的箱形拱桥，当其拱肋高度大于0.009-0.012跨径，拱肋底面宽度为肋高的0.6-1.0倍，且横向稳定安全系数大于或等于4时，可采用单肋合龙，嵌紧拱脚后，松索成拱。大、中跨径的箱形拱，其单肋合龙横向稳定安全系数小于4时，可先悬扣多段拱脚段或次拱脚拱肋，然后用横夹木临时将相邻两肋联结后，安装拱顶单根肋合龙，松索成拱。当拱肋跨径在80m以上或横向稳定安全系数小于4时，应采用双基肋合龙松索成拱的方式。第四章拱桥的施工第三节上承式拱桥缆索吊装施工37当拱肋分3段吊装，采用阶梯形搭接头，先准确扣挂两拱脚段，再安装拱顶段。采用对接接头，先悬扣拱脚段初步定位，然后准确悬扣拱顶段，最后放松两拱脚段扣索使其两端均匀下降与拱顶段合龙。当拱肋分5段吊装时，宜先从拱脚开始，依次向拱顶分段吊装就位，每段的上端头不得扭斜。采用7段和7段以上拱肋吊装，应采用施工控制，准确计算每段吊装后各扣索的索力、各接头的标高位置，并对风缆系统进行专门设计，确保拱肋横向稳定安全系数不小于4，拱肋在各阶段承受的应力也应包含在控制计算中。拱肋合龙温度应符合设计规定，如设计无规定，可在气温接近当地的年平均温度（一般在5~15℃）时进行；天气炎热时可在夜间洒水降温条件下进行。大跨径箱形拱桥分3段或5段吊装合龙后，根据拱肋接头密合情况及拱肋的稳定度，可重索和扣索部分受力，等拱肋接头的连接工序基本完成后再依序松索。第四章拱桥的施工第三节上承式拱桥缆索吊装施工38(c)施工加载程序设计施工加载程序设计目的

施工加载程序设计的目的，是要在裸拱上加载时，使拱肋各个截面都能满足应力、强度和稳定的要求，并尽量减少施工工序，便于操作，加快施工进度。2.施工加载程序设计一般原则（1）中、小跨径拱桥，拱肋的截面尺寸满足一定的要求，可不作施工加载程序设计。但应按有支架施工方法对称、均匀地施工;（2）大、中跨径的箱形拱桥或双曲拱桥，按分环、分段、均匀对称加载的总原则进行设计;（3）多孔拱桥的两个相邻孔之间，须均衡加载。第四章拱桥的施工第三节上承式拱桥缆索吊装施工39图3-4-19加载程序（1）先将各片拱箱逐一吊装合龙，形成一孔裸拱圈。然后处理全部纵横接头，浇筑接头混凝土。（2）浇筑拱箱间的纵缝混凝土。图中②、③、④、⑤各步骤为纵缝浇筑。（3）拱上各横墙加载。工作按左、右两半拱对称、均匀同时进行，见图中⑥、⑦、⑧步骤。（4）安砌腹拱圈及主拱圈拱顶实腹段侧墙。（5）拱顶填料，腹拱填料，形成桥面系。第四章拱桥的施工第三节上承式拱桥缆索吊装施工40北京卢沟桥下部结构桥墩，桥台，基础上部结构主拱圈，拱上填料，桥面系拱上填料主拱圈主拱圈桥面系桥面系拱上填料桥墩桥墩桥墩（上承式实腹拱桥）41第三中、下承式拱桥的施工

a)一般施工程序中承式拱桥与下承式拱桥在构造上的唯一差别是前者在两端的桥面系以下是用门架代替吊杆。它们的施工程序基本上是相同的，即其中拱肋施工是整个过程的关键。拱肋施工横向风撑吊杆（及门架）

横梁纵向桥面板桥面构造

第四章拱桥的施工第四节中、下承式拱桥的施工42b)钢筋混凝土箱形拱肋的施工c)钢管混凝土拱肋的施工

中、下承式箱形拱肋是在双铰钢拱架上采用就地浇筑法进行施工，浇筑方法与上承式箱形截面主拱圈施工方法相似。拱肋混凝土达到设计强度和设置横向风撑后，可将贝雷拱架从中间拆除若干个，然后合龙，并在其上搭设浇筑横梁及安装吊杆的施工平台，完成以后的施工程序。钢管混凝土拱肋分为两个步骤完成，即先采用缆索起重机（或其它起重设备），分节段安装钢管拱肋结构，合龙并连接好两肋之间的K形撑，再向钢管内泵送微胀混凝土，形成承重结构。拱肋吊装与上承式拱肋绕索吊装方法完全相同。第四章拱桥的施工第四节中、下承式拱桥的施工43注意！采用泵送顶升压注施工，从两拱脚向拱顶对称均衡地一次压注完成，除拱顶外不宜在其余部位设置横隔。钢管混凝土具有低泡、大流动性、收缩补偿、延后初凝和早强的工作性能。钢管混凝土压注前应清洗管内污物，润湿管壁，泵入适当水泥浆后再压注混凝土，直到钢管顶端排气孔排出合格的混凝土时停止，完成以后应关闭设于压注口的倒流截止阀。钢管混凝土的质量检测以超声波检测为主，人工敲击为辅。钢管混凝土的泵送顺序是先钢管后腹箱。第四章拱桥的施工第四节中、下承式拱桥的施工44d)劲性骨架钢管混凝土拱肋的施工

一般设计成箱形截面的形式，以钢管混凝土骨架代替钢筋骨架，将钢管混凝土骨架当成浇筑混凝土的钢支架，直接在它的外面包上一定厚度的混凝土。这种形式提高了截面的承载能力，又省掉了施工中的卸架工序。它的钢管拱本身的安装和向钢管中压注混凝土的方法及要求完全与钢管混凝土拱肋相同。但是在浇筑外包混凝土的过程中特别要注意以下问题：准确地设置预拱度保证拱肋在施工过程中的侧向稳定第四章拱桥的施工第四节中、下承式拱桥的施工45三.混凝土拱桥施工的特点板拱桥施工的特点；混凝土肋拱桥施工的特点；双曲拱桥施工的特点；箱型拱桥施工的特点；钢管混凝土拱桥施工的特点；劲性骨架拱桥施工的特点。46(1)板拱桥板拱又可分为石板拱、混凝土板拱和钢筋混凝土板拱等主拱圈采用矩形实体截面的拱桥称为板拱桥

构造简单、施工方便，使用广泛。自重较大，不经济，通常在地基较好的中小跨径圬工拱桥中采用第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型47(2)混凝土肋拱它是将板拱划分成两条或多条分离的、高度较大的拱肋，肋与肋间用横系梁相联。这样就可以用较小的截面面积获得较大的截面抵抗矩，从而节省材料，减轻拱桥的自重，因此多用于大、中跨径的拱桥工字形拱肋上承式钢筋混凝土拱肋下承式第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型48(3)双曲拱主拱圈横截面由一个或数个横向小拱单元组成，由于主拱圈的纵向及横向均呈曲线形，故称之为双曲拱桥.缺点:施工工序多、组合截面整体性较差和易开裂等.卫东桥,无锡湘江一桥（橘子州桥）国内最长双曲拱桥第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型49(4)箱形拱闭口箱形截面，截面抗扭刚度大，横向整体性和结构稳定性好，特别适用于无支架施工,是目前采用最多的截面形式四川省涪陵：乌江大桥转体施工第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型50(5)钢管混凝土拱重庆巫山长江大桥钢管混凝土属于钢-混凝土组合结构中的一种。它借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性，同时又利用钢管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使其具有更高的抗压强度和抗变形能力。第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型51钢管混凝土拱桥具有以下优点：

承载能力大，正常使用状态是以应力控制设计，外表不存在混凝土裂缝问题.第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型52钢管混凝土拱桥具以下优点：

施工时适应能力大重庆巫山长江大桥无支架缆索吊装第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型转体施工悬臂施工53钢管混凝土拱桥具以下优点:施工时适应能力大转体施工主拱圈制作装配转体合龙北盘江铁路桥第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型无支架缆索吊装悬臂施工54钢管混凝土拱桥具以下优点:施工时适应能力大悬臂施工天子山大桥第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型无支架缆索吊装转

体施工55(六)劲性骨架拱桥劲性骨架拱桥与普通钢筋混凝土拱桥的区别在于前者以钢骨拱桁架作为受力筋，它可以是型钢，也可以是钢管，采用钢管作劲性骨架的混凝土拱又可称为内填外包型钢管混凝土拱。它主要用在大跨度拱桥中，同时也解决了大跨度拱桥施工的“自架设问题”，即首先架设自重轻、刚度、强度均较大的钢管骨架，然后在空钢管内压注混凝土形成钢管混凝土，使骨架进一步硬化，再在钢管混凝土骨架上外挂模板浇注外包混凝土，形成钢筋混凝土结构。在这种结构中，钢管和随后形成的钢管混凝土主要是作为施工的劲性骨架来考虑的。成桥后，它也可以参与受力.第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型END目录CONTENTS第二节刚构桥施工刚构桥施工工艺承台钢筋绑扎大体积承台浇砼承台浇筑振动刚构挂篮墩柱钢筋定位主墩承台施工完成墩柱采用钢管支架及塔吊配合翻模板法施工(承台支架搭设)墩柱支架搭设墩柱钢筋采用直螺纹连接(钢筋加工车丝)墩柱钢筋绑扎

绑扎好的墩柱钢筋墩柱模板翻模板墩柱施工马上完成时刚构挂篮附属塔吊基础塔吊安装边墩盖梁浇砼(Q3)刚构挂篮0#块(Q5采用碗扣件支架法)Q4墩0块采用托架施工法0#块侧模板安装0#块侧模板安装0#块侧模板吊装(Q4)0块预压(沙包预压法)0#块钢筋绑扎0#块浇砼浇砼好的0块张拉张拉压浆压浆挂篮吊装主梁采用塔吊吊装挂篮吊装挂篮吊装(工人正在压主梁)挂篮吊装(主梁吊装)挂篮吊装(塔吊正在吊装外滑梁)挂篮吊装(挂篮底模用200T吊车吊装)挂篮吊装(Q4)挂篮吊装(底模板解体大吨位吊车吊装Q4)挂篮加好防护后远景挂篮正面挂篮上部挂篮内模板(Q5)挂篮调试挂篮预压(沙包预压法)1#块钢筋绑扎(底板)1块钢筋绑扎1#块浇砼移挂篮(导链法)挂篮前移(加压杆)挂篮前移现在刚构桥全景全桥侧景全景目录CONTENTS第三节斜拉桥施工斜拉桥施工

（一）

概述斜拉桥的结构组成：主梁、桥塔、和斜拉索主梁施工方法—悬臂灌筑、悬臂拼装

—支架法、顶推法、平转法控制内力—施工阶段、运营阶段梁式桥施工中可采用的任一方法，如支架法、悬臂拼装或浇筑、顶推法和平转法等，都有可能在斜拉桥施工中加以采用。由于斜拉桥梁段尺寸较小，各节段间有斜索，索塔还可以用来架设辅助钢索，因此对各种无支架施工法更为有利。

①在支架或临时墩上修建：该方法最为简便，若采用节段预制拼装可用临时支墩，而现浇时则要搭设支架。但这类方法只有当桥面不高、桥下容许搭设支架或支墩时才有可能。

②平转法与拱桥中所采用的转体法相似，将上部结构分为两半，分别沿两岸顺河流方向的矮支架上制作，然后以索塔为圆心旋转到桥位合龙。采用此法修建的斜拉桥不多，跨径也不大，如我国四川金川曾达桥（转体前顺河搭低支架现浇，索塔卧地预制，经安装索塔和拉索后，平衡转体施工就位）和法国Meylan桥，均为平转施工。

③顶推法施工：只适用于塔梁固结、梁墩分离的斜拉桥体系。因为能使交通中断时间减少，这种方法最适用于替换旧桥。

④悬臂施工法：是斜拉桥普遍采用的方法。它可以是在支架（或支墩）上建造边跨，然后中跨采用悬臂施工的单悬臂法，也可以是对称平衡施工的双悬臂法。其工序大致可以分为：修建索塔——吊装主梁节段（悬臂拼装法）或现浇混凝土主梁节段（悬臂浇筑法）——安装并张拉斜索——两者交替进行直至合龙。（二）

桥塔施工[塔柱的施工]：混凝土桥塔常采用滑模法、爬模法、翻转模板法和提升支架法等与高桥墩相同的施工方法进行施工。对高度较小的桥塔，也可采用搭支架法施工。桥塔施工属于高空作业，起重设备的选择和布置，是桥塔施工的关键，目前大多数桥塔施工均是采用塔吊辅以人货两用电梯的起重设备，一般采用附着式自升塔吊。下图为苏通大桥南主塔施工的塔吊。1.钢桥塔的施工施工方法—浮式吊机施工、塔式吊机施工、爬升式吊机施工爬升式吊机施工法的施工顺序①浮式吊机施工法：是将桥塔施工的部件或桥塔节段，由水上浮吊架设施工。其优点是可以大大缩短工期。对于高度较小的桥塔（一般在80m以下）或较高桥塔的底部节段，可以采用陆上或海上的起重设备架设。20世纪70年代以来，大型起重机和浮吊的发展，使桥塔可分少数节段进行吊装。例如塔高126m的东京港弯桥钢桥塔及日本多多罗大桥钢桥塔的架设。②塔式吊机施工法：是在桥塔侧旁预先安装塔式吊机，以其进行桥塔节段的起吊架设施工。目前，对很高的桥塔，斜拉桥多采用塔式吊机起重法。2.混凝土桥塔的施工施工方法—滑模法、爬模法、翻转模板法、提升支架法、普通支架法塔吊的布置形式：

桥塔与桥梁景观的关系斜拉桥的柔细感与直线感基本来自于梁体与斜索，但桥塔的形状对全桥的景观则是至关重要的。如果说斜拉桥可以作为某地方的标志物，那么桥塔的形状常常是这个标志物中的标志。各种桥塔形式的特点1、单柱形桥塔单柱形桥塔的优点是全桥外观简洁，桥塔结构简单，塔墩的宽度可以缩减；缺点为桥面中央分隔带所占宽度较大。2、双柱形桥塔双柱形桥塔的优点是两根塔柱之间不设任何连接构件，外观也是非常简洁轻巧。缺点是对扭曲振动不利。当两根塔柱的塔顶纵向水平变位为反向时会增大梁体的扭曲振幅。3、门形桥塔竖腿门形桥塔是由双柱形桥塔在塔顶增加一道连接两柱的横梁而成。由于有了这根横梁，它可以对两柱顶产生的反向水平变位起到一定的约束作用。因此当斜拉桥发生扭曲振动时，它比双柱形桥塔有利。4、H形桥塔将门形桥塔的顶部横梁向下移到桥面与桥塔高度中点附近就变为H形桥塔。它对塔顶水平位移与梁体扭曲振动的约束作用比门形桥塔弱，但比双柱形桥塔强。5、梯形桥塔在门形桥塔上增设中间横梁，或在H形桥塔的塔顶或其附近增设上横梁就变成为梯形桥塔。这种桥塔的横向刚度比较大，塔柱的横向压屈的自由长度也减小不少。6、A形或倒V形桥塔

A形或倒V形桥塔适用于双索面桥和单索面桥，A形与倒V形桥塔仅相差一根中间横梁。用于双索面桥，两个索面在横向带有倾斜。由于两根斜柱在顶部相交于一点，故不可能产生如双柱形、门形、H形等桥塔所产生的塔顶反向水平变位，对缓和梁体的扭曲振动与振幅特别有利。7、倒Y形桥塔倒Y形桥塔也适用于双索面桥和单索面桥。A形与倒V形桥塔对单索面不足之处是塔柱上斜索锚固区范围较小，不能容纳层数较多的斜索，而倒Y形桥塔则弥补了它们这一点的不足。倒Y形桥塔具有很显著的优点，在大跨度斜拉桥中使用广泛。这些优点是：（1）顶上竖直柱段提供较大范围的斜拉索锚固的空间；（2）双索面的斜索横向倾斜布置，对抗风与增强全桥的横向刚度有利；（3）人字形斜腿对桥塔全身或全桥的横向稳定都比较有利。桥塔构件的截面组成桥塔的主要构件是塔柱，另外还有塔柱之间的横梁或其他连接构件。塔柱之间的横梁一般可分为非承重横梁和承重横梁。1、钢塔柱钢塔柱截面大多作成矩形空心箱式，箱室四周的各主壁板上均布置竖向加劲肋。箱室内上下相隔一定的距离设有水平横隔板。塔柱高度h与截面最小尺寸d的比值一般为：单柱为20，双柱为35～452、混凝土桥塔斜拉桥的混凝土塔柱有实体柱和空心柱。混凝土桥塔的截面基本上为矩形，一般长边与桥轴线平行，短边与塔轴线平行。为了增加线条以改善外观，有利于抗风，塔柱矩形截面的四个角应作成倒角或圆角。塔柱截面如有必要也可以作成非矩形的五角形、六角形、八角形截面。桥塔的附属建筑与设备1、上下交通梯为了便于检修，在桥塔内外一般设有固定的爬梯，有条件应设置电梯。2、照明与信号标志为了夜间桥上交通及景观需要，桥塔应有足够的照明与显景灯光设施。有时为了通航和航空需要，还应设置相应的信号标志。3、避雷装置桥梁上采用的避雷装置有避雷针、避雷带、半导体避雷器等。一般中小跨度的斜拉桥可在桥塔顶设置避雷针。避雷针越高，保护不受雷击的范围也越大。当大跨度斜拉桥采用避雷针的保护范围不能覆盖全桥时还应辅以在最上一层斜索上设置避雷带。4、各类管线通讯、照明等管线。5、观光厅及咖啡厅等旅游设施鄂黄长江大桥鹅公岩大桥（三）主梁的施工1.主梁施工的常用方法斜拉桥主梁施工方法与梁式桥基本相同，大体上可以分为顶推法、平转法、支架法和悬臂法等四种形式。支架法和悬臂法是目前斜拉桥主梁施工的主要方法。前者适用于城市立交或净高较低的岸跨主梁施工；后者适用于净高较大或河流上的大跨径斜拉桥主梁的施工。[支架法]：有在支架上现浇、在临时支墩间设托架或劲性骨架现浇、在临时支墩上架设预制梁段等几种施工方法。其优点是施工最简单方便，能确保结构满足设计线型，但仅适用于桥下净空低、搭设支架不影响桥下交通的情况。我国天津永和桥（主跨260m）是在临时支墩上拼装主梁。支架法的施工步骤为：（1）在永久性桥墩和临时墩上架设主梁；（2）从已完成主梁的桥面撒谎能够安装塔柱；（3）安装拉索；（4）拆除临时墩，使荷载传至缆索体系。悬臂法一般是在支架上修建边跨，然后中跨采用悬臂施工的单悬臂法，也可以是对称平衡施工的自由悬臂法。悬臂施工法一般分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法。自由悬臂法架设斜拉桥

[悬臂浇筑法]：是从塔柱两侧用挂蓝对称逐段就地浇筑混凝土。我国大部分混凝土斜拉桥主梁都是采用悬臂浇筑法施工的。斜拉桥主梁的悬臂施工与连续梁和连续刚构桥类似，不同的是如果能利用斜拉索，可以采用更轻型的挂蓝施工。[悬臂拼装法]：一般是先在塔柱区，现浇一段放置起吊设备的起始梁段。然后用起吊设备从塔柱两侧对称安装节段，使悬臂不断伸长直至合拢。主梁在跨中合拢，进行桥面铺装、安装栏杆等附加荷载。长江二桥南汉主桥2.主梁施工特点•单索面斜拉桥•双索面斜拉桥扁平双主肋截面3.主梁截面斜拉桥的主梁截面形式依据所用材料及索面的形式有所不同。下面分别介绍斜拉桥所采用的钢梁、混凝土梁和结合梁。钢梁1、双索面体系的钢梁截面形式（1）双主梁置于桥面下方的两侧的工字形钢梁，它们之间用钢横梁与钢桥面相连接构成桥面整体。一般钢横梁与钢桥面以伸臂托架的形式向主梁的外侧延伸。

斜拉索在锚固位置既可直接在钢主梁上，也可设在伸臂托架上。前者索力直接传递给主梁，力流简捷，但桥面宽度未能充分得到利用；后者的索力以弯矩及剪力的形式传递给主梁，力流比较复杂。

德国的克尼桥的主梁截面。该桥主梁的特点是：

①、外侧设有斜拉索的锚固加强钢板；

②、主梁之间除了设置钢横梁外，还增设了拉条。（2）单箱单室钢梁钢箱梁一般在箱室的顶板、底板、腹板和外侧伸臂桥面板上均设置纵横向的加劲肋条，主要是为了避免薄钢板产生局部屈曲。这种单箱单室钢梁的桥面宽度不大，一般不超过20m。①竖腹板（矩形）钢箱梁箱室内设置加劲斜杆，它与钢箱构成横向构架，代替横隔板连接。②斜腹板（倒梯形）钢箱梁箱室内不需设置加劲斜杆③无伸臂桥面板的钢箱梁（3）双箱双室钢箱梁

这种截面实际上是双主梁的一种，仅是用钢箱梁代替工字钢梁。①竖腹板钢箱梁②斜腹板钢箱梁（4）单箱多室钢箱梁及流线型扁平钢箱梁这种钢箱梁具有很好的抗风性能，目前被广泛地采用。（5）钢桁梁斜拉桥采用钢桁架梁主要是由于布置双层桥面的需要。2、单索面体系的钢梁截面形式

由于单索面斜拉桥的拉索对桥梁抗扭起不了作用，因此主梁截面一般采用抗扭刚度较大的箱形截面。（1）竖腹板钢箱梁这种钢箱梁的抗风性能较差，使用的不多。（2）斜腹板钢箱梁这种钢箱梁的抗风性能较好，目前被广泛采用。混凝土梁1、双索面体系的混凝土梁截面形式（1）双主梁双主梁是混凝土斜拉桥中比较简单的一种截面形式。（2）板式边主梁所谓板式边主梁是指主梁位于两边，且梁高相对桥宽来说又很小，两个边主梁之间通过混凝土桥面板及横梁连接，横梁与主梁平齐，形成底部挖有一个个空槽的板式梁体。（3）双箱梁双箱梁也是双主梁的另一种形式，只是用箱梁代替实体梁。双箱梁有两种形式：

①带竖腹板的矩形箱梁；

②外侧为斜腹板，内侧为竖腹板的倒梯形或三角形箱梁。（4）单箱梁单箱梁截面一般仅适用于桥面宽度较小的斜拉桥。单箱梁通常为单箱多室截面，以单箱三室截面形式运用最多。单箱三室截面又有外侧腹板为竖腹板和斜腹板的两种形式。（5）板式梁截面混凝土斜拉桥中梁体最柔细的当首推板式梁，板式梁也是近年来混凝土斜拉桥发展中的最新动态之一。2、单索面体系的混凝土梁截面形式单索面体系的斜拉桥主梁要求具有抗扭能力大的截面形式，因此单索面体系的主梁截面形式为箱形截面。（1）单箱单室截面当斜拉桥的桥面宽度不大时，一般采用单箱单室截面。（2）单箱三室截面将单箱单室截面中的人字斜拉加劲杆改为两道竖腹板就变成为单箱三室截面。（3）单箱多室截面当斜拉桥的桥面宽度比较大时，倾向于采用梁高较小的单箱多室截面。这种截面在外观上呈扁薄矩形，箱截面中全部采用竖腹板，在斜拉索锚固位置处加强为实体。（4）准三角形截面（5）双箱横联截面这种截面形式在单索面斜拉桥中采用的实例很少。这种截面形式也是不合理。结合梁结合梁一般只适用于双索面斜拉桥（四）

斜拉索的施工基本工序：设置锚固部件、架设斜拉索、张拉斜拉索、防护•架设斜拉索斜拉索的施工包括生产、运输、设置锚固部件、架设斜拉索、斜拉索张拉和调整以及斜拉索防护等施工工序。斜拉索一般采用平行钢丝索、平行钢绞线索等制作，外面套上聚氯乙烯套管（PE套管），在工厂预制好，通过吊车等运至桥面。

[设置锚固部件]：斜拉索两端安装在钢结构上或埋置于混凝土中的锚固件位置应精确定位。一般讲桥塔一侧的锚固部件，先在钢塔柱上安装就位。[斜拉索的引架]：是将斜拉索引架到桥塔锚固点与主梁锚固点之间的位置上。一般有四种方式：塔顶直接引架、设置临时索和滑轮吊索引架、设置临时索和垂直吊索引架、在工作猫道上引架。将在主梁桥面上展开的斜拉索，通过导向滑轮及引拉装置等引拉就位。[斜拉索的张拉]：是在斜索引架完毕后导入一定的拉力，使斜拉索开始受力而参与工作。最常用的方法是用千斤顶直接张拉，即在斜索的梁端或塔端的锚固点处装设千斤顶直接张拉斜索。目前，国内几乎都是采用液压千斤顶直接张拉斜索的施工工艺。拉索的制作1.制索工艺流程制索工艺流程一般为：钢丝除锈→调直→应力下料→防护漆→穿锚→镦头→浇锚→烘锚→拉索防护→超张拉→标定。2.索长计算挂索

拉索的张拉

斜拉索的基本类型

对斜拉索的要求：（1）高强度的承载能力；（2）稳定的高弹性模量；（3）紧密的横截面；（4）高疲劳强度；（5）容易防腐；（6）容易操纵（搬运、储存等）和安装；（7）价格便宜。目前斜拉桥采用的斜拉索有8种类型。1、封闭式旋扭钢缆（简称LCR）封闭式旋扭钢缆绳的核心部分是由多层圆形钢丝组成，在它外面有若干层梯形钢丝，再外面有若干层Z形钢丝。Z形钢丝彼此侧向紧扣，形成封闭状态。

55年建成的斯特罗姆逊桥,每道拉索由4根直径为88或66mm的封闭式旋扭钢缆绳组成。泰国的湄南河桥采用直径为167mm的封闭式旋扭钢缆绳作为斜拉索。2、螺旋形钢缆（简称SR）螺旋形钢缆绳由各层圆形镀锌钢丝绕心丝扭转而成。每相夹一层的扭转方向相反，用以抵消张拉时的扭矩。3、平行钢丝股索（简称PWS）平行钢丝股索是将一定根数的镀锌钢丝平行地捆扎成股，每根钢丝都是顺直而无扭转的，股索的截面为六角形。由于平行钢丝股索的截面为正六角形，故每股钢丝根数为：19、37、61、91、127…..。4、平行钢丝索（简称PWC）平行钢丝索是将一束平行的预应力钢丝作为一个整体构件放在聚乙烯套管内并压水泥浆来作防腐。

平行钢丝索的截面不要求是六角形，因此截面内的钢丝根数可以自由地选择。5、超长节距索超长节距索的扭角很小（节距很长），可以像一般钢丝绳一样，自由地缠绕在卷筒上，并保留PWS和PWC的物理性能。6、螺旋形钢绞线索（简称SSC）螺旋形钢绞线索一般用7根钢绞线在工厂扭绞而成。7、平行钢绞线索（简称PSC）平行钢绞线索是将7丝钢绞线按平行钢丝股索中的排列方法，布置成六角型截面。8、平行粗钢筋索（简称PBC）平行粗钢筋索由一定根数的高强度粗钢筋平行布置而成。粗钢筋直径一般为30mm左右。斜索的防腐1、钢缆绳防腐封闭式旋扭钢缆用非镀锌钢丝制造，在闭合时钢丝之间的空隙用红丹填封。在安装、张拉以及作用全部的恒载后，彻底清除表面，加涂两道红丹底漆以及两道像云母铁等面漆。近来对封闭式旋扭钢缆的防腐已作了修改。钢丝以280g/m2的用量进行镀锌，内部空隙以聚胺酯和锌粉填充或采用亚麻由及红丹。两道聚胺酯底漆施加锌铬酸盐涂料，每道厚100μm。两道聚胺酯面漆施加云母铁涂料，每道厚也是100μm。2、平行钢丝股索防腐平行钢丝股索的防腐采用外包发泡PE卷带及几毫米厚的玻璃纤维加劲塑料外套。3、压注浆体的斜索用预应力钢材制作的斜索通常放入PE管或钢管中用压注水泥浆来防腐。波特兰水泥用它的碱性对钢材提供积极的防腐作用。一般压注的浆体要求使用下不会引起脆裂，因此开发了对套管中的压注浆体施加预应力来防裂的方法。4、非压浆斜索这些钢索的防腐是先将钢丝镀锌，然后在钢丝间的空隙中填充防锈化合物或将整捆索用防腐卷带缠包，最后再在外面挤压一个PE外套。在欧洲不用挤压成形的PE外套，而是在工厂内将整索钢丝放在一个紧贴的PE管中拉通，然后再压注沥青系的密封材料（英国）或树脂系的化合物（德国和瑞士）。5、斜索的色彩斜索着色的方法有：（1）在黑色PE管面上挤压一层彩色的尼龙层；（2）在黑色PE管面上包缠PVF卷带；（3）在PE层上外加铝套。新的双层法是在黑色PE管面上挤压一个薄层的聚四氟乙烯，这样黑色的斜索就变成乳白色或灰色等浅淡色彩。最新开发的涂层法包括底漆与面漆两层。底涂层是烯烃混合物，用它可作为PE与面层涂料之间的粘结剂。面层涂料选用荧光烯烃漆，采用远红外线烘干。6、早期防腐方法的小结斜拉桥的斜索防腐方法大体归纳为四类，即：涂料保护、卷带保护、套管保护和施加塑料保护层。斜索端部的配件（锚头）1、注锌的锚头（热铸锚）早期的斜索采用锌铜或锌铝合金来锚固，它可以100%发挥钢材的破断强度，但不能充分得到钢材的疲劳强度。2、高疲劳强度锚头密索柔梁斜拉桥的斜索的活载应力幅度很大，因此需要高疲劳强度锚头。（1）HiAm锚头（镦头锚）锚头的受力机理基本上是锚头锥孔内的钢丝与钢丸之间的拱作用。（2）NS锚头（热铸锚）锚头的机理基本上是一种典型的熔铸锌块锚，它能充分发挥斜索的静力强度。它的内部由两部分组成：热铸锌铜合金锥体与锚头出口部的环氧树脂。（3）DINA锚头（冷铸镦头锚）

DINA锚头包括钢丝的镦头、钢锚头以及环氧树脂。钢锚头上有许多孔眼供斜索所有钢丝通过。3、由后张体系演变的斜索锚头斜索的锚固结构斜索的强大拉力斜向地并集中地作用于斜拉桥的桥塔与主梁的锚固点。斜索锚固结构必须能顺畅地将索力传递给整个桥塔与主梁。一、斜索与钢结构的锚固2、斜索与钢塔的锚固斜索与混凝土结构的锚固1、斜索与混凝土梁的锚固归纳有五种锚固形式。2、斜索与混凝土桥塔的锚固

斜索与混凝土桥塔的锚固有四种形式。•张拉斜拉索•索力的量测压力表测定法、压力传感器测定法、频率振动法设置锚固部件目录CONTENTS第四节钢桥施工主要内容：(1)钢板梁桥的分类情况(2)上承式板梁桥和下承式板梁桥结构形式、构造(3)板梁桥的设计计算第一节钢板梁桥的组成和构造一、钢板梁桥的分类

1.从行车方式分：上承式板梁和下承式板梁；从连接方式：铆接板梁、全焊板梁和栓焊板梁。

2.铁路钢板梁标准设计：上承式钢板梁跨度为24m、32m，是全焊梁设计；40m的是栓焊梁设计；

下承式栓焊钢板梁跨度为20m、24m、32m、40m四种。简支钢板梁桥的经济跨径一般在40m以下,连续钢板梁桥的经济跨径可以达到60m。第一节钢板梁桥的组成和构造二、上承式板梁桥和下承式板梁桥组成

桥梁的上部结构包括：桥面、道桥结构（桥面系）、承重结构（主梁）、联接系、支座（见图）。(一)上承式板梁桥

1.上承式板梁组成

上承式板梁包括：承重结构（主梁）、桥面、联接系、支座；没有道桥结构（桥面系）。其中：

承重结构（主梁）：两片工字钢组成；桥面：桥枕、正轨、护轨、护木、钩螺栓组成；联接系：上平纵联、下平纵联、横联、横撑组成。（2）上承式板梁

上承式板梁主梁、部分联结系

上承式板梁分解几个平面主梁、上平纵联、下平纵联上承式板梁桥面的组成

上承式板梁桥面（桥枕、正轨、护轨、钩螺栓、护木）

上承式板梁桥面的钩螺栓与主梁的连接主梁竖向加劲肋与主梁上翼缘和腹板的连接

上承式板梁主梁竖向加劲肋与主梁下翼缘和腹板的连接

上承式板梁主梁的竖向和水平加劲肋与翼缘和腹板连接上平纵联与主梁的连接

上承式板梁主梁中间加劲肋与下翼缘连接、端加劲肋与下翼缘连接、端横联与下翼缘连接、顶梁的构造、顶梁与主梁的连接

上承式板梁端加劲肋与下翼缘连接、端横联与下翼缘和竖向加劲肋的连接、支座与主梁的连接（3）上承式板梁构造要求

主梁（两片）

由翼缘、腹部以及加劲肋组成；

两主梁的中心矩不小于跨度的1/15，且不小于2.2m。对翼缘腹板加劲肋构造要求如下：

①翼缘主梁截面承受弯矩能力大致符合弯矩图，节省钢材，主梁做成变截面，可以采用一块或两块钢板，通过调整翼缘的宽度和厚度实现主梁的变截面，截面变化时应采用斜坡过渡。宽度不陡于1：4；厚度不陡于1：8；末端宽度不小于20mm②腹板标准设计中当L=24m，腹板高度h=1900mm；当L=32m，腹板高度h=2500mm；当L=40m，腹板高度h=3200mm。以上尺寸满足用料经济并适应运输条件。

③加劲肋为了保证腹板的局部稳定，常需设置加劲肋（端加劲肋、中间加劲肋、水平加劲肋）。

加劲肋的构造要求：

a.保证主梁的腹板稳定，腹板的两侧常需设置竖向加劲肋，当腹板较高时，有时还需加水平加劲肋;b.竖向加劲肋是采用一对板条用角焊缝对称地焊连于腹板的两侧，焊缝的两端至翼缘角焊缝的距离，不小于80mm；加劲肋与上翼缘相连的焊缝，其端头至翼缘角焊缝的距离，应不小于50mm，以免焊缝相距太近而降低了该处的疲劳强度(见右图所示)c.主梁上翼缘直接承受桥枕的压力，因此，加劲肋的上端，常与上翼缘顶紧，以达到支承翼缘板的作用;在横联处，加劲肋还是横联的一个组成部分，受力较大，加劲肋的上端可与上翼缘焊牢，见下图所示。d.加劲肋的下端无需要与下翼缘顶紧，更不应与下翼缘焊连，这是由于手工焊缝对受拉的翼缘板的疲劳强度影响甚大的缘故。在工厂制造时虽已顶紧，见右图所示，行车后，加劲肋的下端与下翼缘之间仍产生缝隙，不能达到顶紧的目的;e.加劲肋应用半自动焊与腹板相连，不应采用手工焊，以免降低焊接质量;f.端加劲肋既是端部横联的一部分，它还要传递板梁桥的支承反力。因此，端加劲肋上端应与上翼缘顶紧焊牢，下端应磨光顶紧并与下翼缘焊牢(见图所示)。平纵联端部连接结构要求

a.平纵联杆件端部的节点板，可与上翼缘焊连,见右图所示，但不应与受拉翼缘焊连，这是由于受拉翼缘的疲劳强度受焊接影响较大的缘故。平纵联斜杆端的节点板，常与腹板焊连，而横撑则焊在加劲肋上，见右图所示，以免降低翼缘的疲劳强度。

b.与腹板焊连的节点板，其另一边是焊连于加劲肋上,节点板切去一块，这样使节点板边缘焊缝至加劲肋与腹板相连焊缝，保持一定距离。斜杆端头连接焊缝至节点板边缘的焊缝，也应保持一定的距离。为了减少应力集中，节点板还应做成圆弧形，并在施焊完毕后用砂轮或风铲将焊缝表面进行加工，使表面平顺。

上承式板梁上平纵联与主梁的连接

上承式板梁下平纵联与主梁的连接c.横联的位置，应与竖向加劲肋的布置一起考虑，横联的间距不应大于4m。

d.顶梁，在架设及养护过程中，常需将梁端顶起，梁端需架设顶梁，见下图所示。桥面包括①桥枕：与主梁上翼缘用钩螺栓扣紧，桥枕间的净距，不宜超过21cm。②护木：置于桥枕两端，用螺栓连于桥枕，固定桥枕距离。③正轨 ④护轨：桥面上除正轨外，还设有护轨。护轨两端应延伸到桥台以外一段距离，并弯向轨道中心。其作用就是当列车掉道后，用以控制车轮前进的方向，避免发生翻车事故。其结构见下面的两图所示。（4）上承式板梁桥特点及适用范围构造简单、省钢、可整孔运送、整孔架设，常用于小跨度。(二)下承式板梁桥

（1）下承式板梁组成下承式板梁包括：承重结构（主梁）、桥面、联接系、桥面系、支座

。

承重结构（主梁）：两片工字钢组成，标准设计两主梁的中心距为5.4m；构造同上承式板梁；桥面：桥枕、正轨、护轨、护木、钩螺栓组成，构造同上承式板梁；

联接系：仅有下平纵联，

构造同上承式板梁；下承式板梁桥面系结构和下平纵联（4）下承式板梁桥特点及适用范围

特点：与上承式钢板梁桥相比，增加了桥面系，制造费料、费工；桥宽大，无法整孔运送，增加了装运与架桥的工作量。

适用范围：适用于线路标高不宜提高，桥下又要求一定净空即建筑高度受限的情况。第二节上承式板梁桥设计计算

主讲内容：

(1)上承式钢板梁桥的设计荷载;(2)设计计算的简化方法；

(3)上承式钢板梁桥的基本计算（包括主要尺寸的拟定、主梁基本计算原理）。(一)设计荷载的组成

（1）竖向荷载竖向荷载包括：恒载和活载

其中：

恒载包括桥跨自重（估计）和桥面重（查规范）；

活载为铁路列火车荷载，计算时必须采用中华人民共和国铁路标准荷载，即“中-荷载”，“中-荷载”的计算图示见下图；计算采用“中-荷载”的换算均布荷载；计入冲击系数和运营动力系数数。

中—活载图示（距离以m计）

（2）横向荷载横向荷载包括：风力、列车摇摆力、在弯道桥上的离心力

(二)简化计算方法上承式板梁桥由主梁、桥面、联结系组成的空间结构，见右图所示，在荷载作用下，桥跨结构整体受力。

在设计实践中，通常采用简化的计算方法，即把桥跨结构划分为若干个平面结构，每个平面结构只承受作用在该平面内的荷载。具体简化如下：

(1)主梁平面：承受竖向荷载。

(2)上平纵联平面：承受列车、桥面、主梁上半部所受的风力和列车摇摆力；其计算简图为两端简支的桁架梁。

(3)下平纵联平面：承受主梁下半部的风力;其计算简图为两端简支的桁架梁。

强调说明：

由于上平纵联、下平纵联的计算同钢桁梁的内容相同，所以，本讲只讲述主梁的设计计算。(三)上承式钢板梁桥主要尺寸的拟定主要尺寸：计算跨度、主梁高度、主梁中心距。

1.计算跨度

《铁桥规》中梁桥计算跨度标准值为：

（4、5、6、8、10、12、16）+0.5m、（20、24、32、40）+0.6m、（48、56、64、80、96）+1.1m、（112、128、144、160m）+1.5m共20种。

其中板梁桥计算跨度的标准值是20、24、32、40m等。

2.主梁高度h

主梁高度根据下列条件来决定：

①使用钢量最省；②主梁的竖向刚度(跨中挠度)应满足《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005)所提的要求；③在可能的条件下，应使腹板宽度等于最常轧制的钢板宽度，以避免不必要的拼接或裁切；④应使桥跨的建筑高度(从轨底至梁底的高度)尽可能的减小；⑤应使全梁的总尺寸在运输限界之内；⑥为便于工厂制造，跨度相近的板梁(例如20m和24m的板梁)，可以采用相同的腹板宽度。

主梁高度具体确定如下：

(1)经济高度：其中：为系数，可取2.5～2.7；

M为跨中截面的计算弯距；弯曲容许应力（其值较基本容许应力大5%，若板梁能够直接搁置桥枕，则弯曲容许应力等于）；

(2)刚度条件决定最小高度

(3)建筑高度决定最大梁高

(4)选取梁高的原则：

≤实际梁高且应接近

3.主梁中心距（1）桥枕的合理跨度；（2）防止横向倾覆的最小梁间距；（3）我国铁路随着火车提速，为了保证上承式板梁桥横向刚度、倾覆稳定性；《铁路桥梁钢结构设计》规范规定：标准设计两主梁中心距不小于计算跨度的1/15，且不小于2.2m；（4）还应考虑架桥机整孔架设的可能性；

(四)主梁计算主梁计算包括：内力计算、截面的选择和验算，变截面的设计（根据实际）、翼缘与腹板的连接焊缝设计与验算、主梁截面整体稳定、局部稳定、加劲肋设计及计算、倾覆稳定性等。1.主梁内力计算

主梁的内力计算包括恒载和活载产生的内力

(1)恒载强度

①估计桥跨沿跨度每延米的重量；

②根据规范查桥面每延米重；

③计算每片主梁所受恒载每延米重

(2)活载强度

①确定k；沿梁选取若干截面，按各截面影响线顶点位置及加载长度，活载为铁路列火车荷载，计算时必须采用中华人民共和国铁路标准荷载，即“中-荷载”，计算采用“中-荷载”的换算均布荷载k（将查表的数值除以2得到k）；

②动力系数、运营动力系数的确定；动力系数：运营动力系数

其中：L为主梁跨度（m）。

③计算每片主梁所受活载强度；

(3)主梁内力计算主梁的内力计算，按影响线面积法分别求出各截面因恒载和活载产生的M和V的最大值，然后进行内力组合，即得梁的计算内力；

2.主梁截面选择

(1)选择梁高：按前面原则和方法;

(2)确定腹板高度、厚度根据①腹板的高度一般比梁高小8～12cm；

②厚度应符合规范最小值规定（规定：钢梁的主要构件所用钢板不宜小于10mm，以免锈蚀后对截面的削弱过大；对跨度大于16mm的焊接板梁，厚度不宜小于12mm，以免减小焊接引起的变形）。因此，(3)翼缘板尺寸一块翼缘板的面积：，并应符合翼缘板厚度t≤32mm、翼缘板宽度b≮240mm、翼缘板伸出肢的宽度b1/t≯10的规定。3.主梁验算

(1)刚度

规范规定简支钢板梁桥由静活载（不计冲击力）引起的竖向挠度不应超过其跨度的1/900。

(2)弯曲正应力

主梁截面上的最大弯曲应力应不大于容许弯曲应力式中M—跨中最大弯矩；—跨中截面的截面抵抗拒，验算受拉翼缘时，用净截面抵抗拒，验算受压翼缘时，用毛截面抵抗拒；—钢材的容许弯曲应力。

(3)剪应力主梁截面上的最大剪应力应不大于容许剪应力式中—

梁端最大剪力；—

梁端截面中性轴以上的截面积对中性轴的面积矩；—

梁端截面的毛截面惯性矩；—

梁端处腹板厚度；—

容许剪应力；—

考虑截面上剪应力分布不均匀而引用的系数；的取值按下列方法：

其中：；

之值也可采用近似计算法

(4)疲劳强度的验算

①计算公式其中：—最大、最小应力，拉力为正，压力为负；

—双线桥的双线系数；双线桥的横梁及相应的挂杆和单线桥均取1；钢板梁桥取1；

—损伤修正系数(见书中表3.8)；

—板厚修正系数，板厚，，，；

—疲劳容许应力幅；②焊接板梁桥疲劳检算的部位

1-1截面：下翼缘的底面，拉应力最大处；当下翼缘与平纵联有连接有栓孔削弱，连接形式为4.1，疲劳容许应力幅为Ⅴ类，；当下翼缘与平纵联有连接无栓孔削弱，连接形式为6.2，疲劳容许应力幅为Ⅳ类，

2112

2-2截面，加劲肋与腹板焊缝的下端

连接形式为9，疲劳容许应力幅为Ⅶ类，

3-3截面具有多层盖板，盖板终断点截面的疲劳强度连接形式10，疲劳容许应力幅为Ⅸ类，

4-4截面，板梁横向对接焊缝包括等宽等厚钢板的对接，连接方式5.1，疲劳容许应力幅为Ⅱ类，；等宽不等厚钢板，连接方式5.3，疲劳容许应力幅为Ⅱ类，；等厚不等宽的情况，连接方式5.2，疲劳容许应力幅为Ⅱ类，；4.变截面设计

(1)主梁截面沿跨度的变化板梁桥的主梁截面可随弯矩的变化而加以变更，借以节约钢材。但跨度不大的板梁，若采用变截面，所省的钢料有限，却增加制造工作量，故通常不改变主梁的截面。只有一块翼缘板的焊接梁，其截面的改变用减小翼缘板的厚度或宽度的方法来实现的。根据经济分析，变截面点在离支座约1/6跨度处，节省钢材约10~12%左右。当翼缘板有两块时，可用减少翼缘板块数来改变梁的截面。理论切断点的位置可由计算确定。为减少应力集中，应将板端沿板宽度方向加工成不陡于1:4的斜边，厚度方向加工成不陡于1:8斜坡，末端宽度不易小于20mm，厚度定为焊脚高度加2mm。

(2)换算应力的验算

腹板承受较大的法向应力与较大的剪应力的共同作用之处，应进行换算应力验算，其验算公式如下：

—

截面检算处的法向应力(即弯曲应力)

—

截面检算处的剪应力

5.钢板梁主梁截面连接计算

包括：①钢板梁接长的计算；②翼缘与腹板的连接焊缝计算

(1)钢板梁接长的计算钢板梁有时由于制造、运输、安装的原因，需要接长，常采用对接焊接、和采用拼接板的角焊缝和高强螺栓连接，这部分计算同钢结构设计原理的计算相同，不再多说。

(2)翼缘与腹板的连接焊缝计算焊接板梁翼缘与腹板的连接采用连续的翼缘焊缝，并用自动电焊机施焊。

焊缝的设计计算思路如下：①按《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005)关于角焊缝最小尺寸的规定，决定采用的焊缝尺寸；②然后进行焊缝强度的验算。③翼缘焊缝的焊缝尺寸

通常由施焊工艺确定，往往在6mm，8mm以上(焊缝不宜太小，否则冷却过快，钢材可能变脆，容易产生裂缝)。翼缘焊缝的受力机理：

轮轴轮轴枕木钢轨翼缘和腹板连接焊缝1m枕木最大轮压产生的局部压应力由应力不等引起的水平剪应力V1Q1翼缘与腹板连接焊缝受力机理分析钢轨ds

翼缘焊缝的验算方法如下:①求单位长度的水平剪力

剪应力沿梁跨度单位长度(1mm)内剪应力的总和为

②求最大轮压产生的竖向剪力

由桥枕传下的最大轮压(包括冲击力)按平均分布在1m(检算腹板局部稳定时为1.5m)范围内计算，即沿跨长1mm内的竖向剪力按铁路标准活载最大轮压，故③求单位长度1mm内翼缘焊缝承受的总剪力

水平剪力与竖向剪力的合力(按向量相加)

④1mm长的焊缝(包括左右两侧焊缝)截面所能承受的剪力⑤翼缘焊缝的验算公式

6.梁的总体稳定问题

梁的整体失稳：钢板梁常用的截面形式为工形或H形，此形式一个显著的特点为两个主轴的惯性矩相差很大。当梁的跨度中间无侧向支撑的情况下，荷载不大时，梁基本在最大刚度平面内弯曲，荷载达到一定值，梁将同时产生较大的侧向弯曲和扭转变形，梁便丧失继续承载的能力，该现象称梁丧失整体稳定性。梁的总体稳定性一般采用近似计算方法。验算公式如下：式中—

计算弯矩(构件中部三分之一范围内的最大计算弯矩)；

—

毛截面抵抗矩；

—

构件只在一个主平面内受弯时的容许应力折减系数，其值可按换算长细比,查中心受压杆件轴向容许应力折减系数的作为其中：

—

系数，焊接梁用1.8，铆接板梁用2.0；

—

上平纵联两相邻节点间的间距；，—

主梁截面对(强轴)、(弱轴)的回转半径；

—

主梁高度。

工形或H形的强轴和弱轴的示意

若换算长细比，这时梁丧失总稳定时的临界应力接近或超过钢材的屈服强度。因此，可不再进行总稳定性的检算。7.主梁的局部稳定和腹板中加劲肋的布置

(1)主梁的局部稳定主梁的翼缘和腹板都是薄板，在外力作用，设计不当，则在梁中最大应力尚未达到屈服强度，全梁尚未丧失总体稳定之前，其翼缘或腹板可能局部出现翘曲而更早的丧失稳定。

(2)受压翼缘板局部稳定的规定对于受压翼缘板，其局部稳定性取决于翼缘伸出肢的宽度(自腹板中心算起)对厚度的比值。对焊接板梁，《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005)规定该比值不得大于10。

7.主梁的局部稳定和腹板中加劲肋的布置

(3)腹板局部稳定的规定对于腹板，为防止起在外力作用下丧失局部稳定，通常是用加劲肋来增强它的刚度。为免去腹板局部稳定性的繁琐计算，对简支板梁腹板的中间加劲肋和水平加劲肋，可按下列办法设置。

(1)当腹板高厚比时，主梁高度较小，腹板本身的刚度已可保证其局部稳定，可不设中间加劲肋。

(2)当，此时腹板的刚度较弱，应设置中间加劲肋，其间距为，且不得大于2m。考虑到构造上的需要及制造上的方便，竖向加劲肋常按等距离布置。(3)当时，腹板高度较大而厚度相对地较小，除按上述(2)中规定设置竖向加劲肋外，还应在距受压翼缘()处加设水平加劲肋。

另外,加劲肋宜具有足够的刚度来支承腹板，使其在加劲肋处不发生翘曲。为此，《铁桥规》对加劲肋作如下规定：

(4)当仅用竖加劲肋时，则成对、且对称地设置在腹板的两侧，则腹板每侧加劲肋的宽度不得小于，为腹板的高度(m)。

（5）如同时设有竖加劲肋及水平加劲肋，则每对加劲肋的截面惯性矩不得小于下列各值。竖加劲肋：(绕腹板水平截面中线)；水平加劲肋：但不得小于(绕腹板竖直截面中线)。(6)为了保证加劲肋不丧失局部稳定，如同受压翼缘一样，对其伸出肢的宽厚比，应加以限制，除端加劲肋外，其伸出肢的宽厚比应不大于15。

(7)加劲肋最好两侧成对地设置，如必须采用单侧加劲肋，则其绕腹板截面的惯性矩应不小于成对加劲肋对腹板中心的截面惯矩。8.端加劲肋的计算板梁端部的竖加劲肋的主要作用是承受并传递支座反力，可用一对或两对较厚的板条作成，其下端应磨光顶紧。端加劲肋伸出肢的宽厚比不应大于12。端加劲肋的验算包括下述三项内容：

(1)按中心受压杆件验算端加劲肋在垂直于腹板平面的稳定性验算是极为近似的，验算公式如下：

式中—

支座反力；

—

加劲肋的全部截面积加每侧不大于15倍板厚的腹板截面积；

—

压杆容许应力折减系数，按长细比查表求得，其中为自由长度，其值可取横向联结系上下两点间距的0.7倍；为计算截面绕轴的回转半径。

(2)验算加劲肋端部面积的承压强度

—支座反力；—端加劲肋与下翼缘磨光顶紧的面积；

—端部承压(磨光顶紧)容许应力。(3)端加劲肋与腹板连接焊缝的计算近似地按承受全部支座反力计算所需焊缝面积：由，得：

式中—

焊缝高度(亦称焊缝的计算厚度)；

—

焊缝数目，如用一对端加劲肋，则。

—

焊缝长度；

—

焊缝容许剪应力。

9.板梁桥横向倾覆稳定性

《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005)规定：桥垮结构在计算荷载可能的最不利组合作用下，横向倾覆稳定系数不应小于1.3。

板梁桥倾覆稳定性按桥上有车及桥上无车两种情况验算。计算图示见右图。上承式板梁倾覆稳定计算图示(1)上承式板梁桥桥上有车

稳定系数：

其中：为主梁所受的风力；为桥面所受的风力；为车辆所受的风力，合力作用于3m高的火车风带上，作用点位于轨顶以上2m；为恒载重，空车重量10kN/m。(2)上承式板梁桥桥上无车

桥上无车稳定系数：

计算算例设计计算跨度的单线铁路上乘式钢板梁。已知设计荷载为“中--活载”；列车摇摆力为；风荷载强度为（桥上有车），（桥上无车）；桥跨自重假定为，桥面重量为；空车恒载自重为；选用钢材为，基本容许应力为，容许剪应力为;容许弯曲应力为；疲劳容许应力幅为：（下翼缘无削弱），（下翼缘有削弱），（加劲肋切口与腹板焊接处），（盖板切断点）。容许竖向挠跨比为，容许横向向挠跨为；主梁中心距为，桥面高度。解：1、恒载计算：桥跨自重：；桥面重量：。

2、影响线面积计算：（沿跨度八等分，分别