第八章 钢板梁桥
桥梁工程
(3)建筑高度决定最大梁高 hmax
(4)选取梁高的原则：
h hmin ≤实际梁高 h ≤ hmax 且应接近 e
3.主梁中心距
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；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；
第八章 钢板梁桥
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。
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桥梁工程
主梁高度具体确定如下：
(1)经济高度：he =
αM
[σ w ]δ f
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桥梁工程
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。
第八章 钢板梁桥
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;
②动力系数、运营动力系数的确定；
动力系数：1
+
μ
=
1
+
28 40 +
L
运营动力系数
1+ μf
= 1 + 18 40 + L
其中：L为主梁跨度（m）。
③计算每片主梁所受活载强度 k (1 + μ) ；k(1 + μ f )
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桥梁工程
(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；
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
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
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桥梁工程
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；
(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。
第八章 钢板梁桥
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
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)
桥梁工程
(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。
桥梁工程
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。
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。
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第二节 上承式板梁桥设计计算
桥梁工程
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
桥梁工程
上承式板梁主梁、部分联结系
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桥梁工程
上承式板梁分解几个平面主梁、上平纵联、下平纵联
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桥梁工程
上承式板梁桥面的组成
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桥梁工程
上承式板梁桥面（桥枕、正轨、护轨、钩螺栓、护木）
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
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
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桥梁工程
上承式板梁主梁竖向加劲肋与主梁下翼缘和腹板的连接
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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
第八章 钢板梁桥
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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
；
③计算每片主梁所受恒载每延米重 p = ( p1 + p2 )/ 2
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桥梁工程
(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）；
其中板梁桥计算跨度的标准值是20、24、32、40m等。
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桥梁工程
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
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。
¾ 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 。
第八章 钢板梁桥
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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）、
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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
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（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
2.主梁截面选择
(1)选择梁高 h ：按前面原则和方法;
(2)确定腹板高度 h f 、厚度 δ f 根据① h f 腹板的高度一般比梁高小8～12cm；
② δ f 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， δ f 厚度不宜小于 12mm，以免减小焊接引起的变形）。
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（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。
桥梁工程
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桥梁工程
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：
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上承式板梁 上平纵联与主梁的连接
第八章 钢板梁桥
桥梁工程
上承式板梁 下平纵联与主梁的连接
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桥梁工程
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。
第八章 钢板梁桥
桥面：桥枕、正轨、护 轨、护木、钩螺栓组成， 构造同上承式板梁；
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联接系：仅有下平纵联， 构造同上承式板梁；
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下承式板梁 桥面系结构和下平纵联
第八章 钢板梁桥 （4）下承式板梁桥特点及适用范围
桥梁工程
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。
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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)。
第八章 钢板梁桥
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。
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(四)主梁计算