1、从主梁的弯矩考虑，横梁数过多是没有什么效果的； 2、从主梁侧向失稳的角度考虑，横梁数又不能过少，一般间距不大于6m；
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
9
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
3、横向联结系的形式：
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
10
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 4、纵向联结系的作用： a.防止施工时的失稳；b.抵抗横向力以及扭矩；
At yt ht Ac yc 0；I Ac yc2
M Ac ca yc 则可以求得： Ac M
ca
2
yc
2 2 yc t ta yt yt t At ta yt 3 2 3
ca h
M

ht 2 ca ta M ht 2 ca ; At ta ca ta h 6 ta 6 ht 2 ca ta M ht 2 ca ta ht ca ta h 6 ta 6 6M ta ca t
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
第四章：钢板梁桥
第一节：钢板梁桥的结构形式与组成 • 一：钢板梁桥的结构形式与组成：
工字钢
H形钢
焊接工形梁
工字钢＋盖板
H形钢+盖板
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
1
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
主要受力结构的主梁和横梁在平面上形成格子形状的梁格，因此钢板梁桥又 称为格子梁桥。
5、纵向联结系的形式：
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
11
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
6、横向联结系与主梁的连接图
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
12
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
7、纵向联结系与主梁的连接图
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
13
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
二、支座及临时支点布置
1 2
2
2 b E 2 t f 12 1 y
对于工形截面翼板的局部分析，可以近似假设为由腹板和横向加劲肋支承的三边 简支板一边自由的板件，当横向加劲肋间距远远大于翼缘板宽度时，稳定系数近 似为k=0.425，约束系数为1.0~1.2
提高钢板稳定临界应力的方法主要有：增加板厚和设置加劲肋两种方法。
2014/4/24
现代钢桥 高秀云
22
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
2、翼缘板的最小截面面积确定后，由稳定控制设计的宽厚比为：
根据板的稳定理论，受压板件欧拉应力 xcr 为： xcr
2E t fy 12 1 2 b
腹板高h，腹板厚t，受压翼缘板面积Ac，受拉翼缘板面积At，则： yc
ca ta y yc ta ca h h; yt h; t ta ca ta ca ta ca 2 2
1 3 1 3 yc t yt t At yt2 3 3
2车道
0.5+1.5+9.0+1.5+0.5=13.0m 0.5+7.5+0.5=8.5m
4车道
2×(0.5+3.75+2×3.75)+1.0=24.5m
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
8
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
三、平面布置：确定横向联接系结构形式、数量和间距，以及纵向联结系的形式与布置。 通过研究不同横梁根数与主梁弯矩的关系发现：
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
6
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
钢桥面板板梁横断面布置实例(单位：mm)
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
7
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
我国典型桥梁桥宽与主梁布置
设计车道数 桥宽 (栏杆+车行道)+分隔带 主梁布置 悬臂+等分数×主梁间距+悬臂 1.25+3×3.5+1.25=13.0m 1.2+4×2.65+1.2=13.0m 1.25+5×2.1+1.25=13.0m 1.15+2×3.1+1.15=8.5m 1.25+3×2.0+1.25=8.5m 1.45+6×3.6+1.45=24.5m 1.4+7×3.1+1.4=24.5m 1.0+9×2.5+1.0=24.5m 1.25+11×2.0+1.25=24.5m
2014/4/24
现代钢桥 高秀云
24
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
结束
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
25
对于简支梁，在集中荷 载Pi作用下的截面 x处的挠度 f i如下： Pi ai2bi2 x x x3 0 x a 2 2 fi 6 EIl ai bi ai bi a x l 当作用有 m个Pi时，跨中挠度可以由上 式和叠加原理求得：
常用的剪力传递器
4、桥梁按平面形状又分为直桥、斜桥和曲线桥
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
4
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
钢板梁桥的组成：
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
5
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 二、横断面布置：
(一)、公路桥：
日本钢筋混凝土桥面板钢板梁桥标准设计横断面布置(单位：mm) 双主梁钢板梁桥(单位：mm)
1、支座的类型 固定支座 根据变形能力分为： 单向活动支座 多向活动支座 弧形支座 摇轴支座 辊轴支座 根据结构形式分为： 板式橡胶支座 四氟板式橡胶支座 盆式橡胶支座 球形支座 钢支座 聚四氟乙烯支座 橡胶支座 混凝土支座 铅支座
现代钢桥 高秀云
板式橡胶支座 盆式橡胶支座 四氟板式橡胶支座
根据材料分为：
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
20
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
三、主梁翼缘板设计： 1、腹板高度hw和厚度tw确定后，受拉和受压翼缘板的最小截面面积为：
Ac At
M hwt w 2 c t ； 6 c ch M hwt w 2 t t 6 th t
16
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
3、临时支点：
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
17
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
第二节：主梁
一、主梁的组成：上翼板、腹板、下翼板 二、主梁的梁高：
1、根据截面应力控制设计得到的主梁梁高： 假设：截面控制设计最大容许拉应力和压应力分别为： ta 和 ca ,
21
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
工形钢板梁弯扭失稳
2、翼缘板的最小截面面积确定后，由稳定控制设计的宽厚比为：
根据板的稳定理论，受压板件欧拉应力 xcr 为： xcr
2E t fy 2 12 1 b
1 2
2
2 b E 2 t 12 1 f y
h / t主要由腹板的局部稳定控制，采用不同的加劲肋设计时， 腹板高厚比的限制也不相同： 对于Q345钢材： 腹板不设加劲肋时，h/t 60 腹板只设置竖向加劲肋而不设纵向加劲肋时，h / t 140 腹板设置竖向加劲肋的同时设置一道纵向加劲肋时，h / t 240 当h / t 240时，需要设置多道纵向加劲肋 h / t 310时，需要设置两道纵向加劲肋 日本规范规定： h / t＞310时，需要设置两道以上纵向加劲肋
3
l x l x Pi ai2bi2 l x 2 fi 2 6 EIl a b a b i i i i
m
f fi
i 1
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
19
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
3、腹板厚度的确定： 根据主梁的剪力大小和腹板高厚比h/t的限制值确定。
A Ac At ht A
ca h

令dA / dh 0，可以得到经济腹板高度的值： 6h / t 2014/4/24 3 h M 或h ta ca
现代钢桥 高秀云
= 3 ?
18
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
2、根据刚度要求得到的主梁梁高：
主梁的活载挠度 f必须满足： f f
2014/4/24
14
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
2、钢支座
平板支座 弧形支座 铸钢支座 摇轴支座 辊轴支座 钢支座分为：
特种钢支座
2014/4/24
现代钢桥
高秀云
15
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
常用铸钢支座(单位：mm)
弧形支座 辊轴支座
2014/4/24
摇轴支座
现代钢桥
高秀云
辊轴支座
一般情况下，主梁的最大控制设计应力控制在容许应力[σ]的0.8~0.95倍。 对于受压翼缘，由于要考虑局部稳定的影响，设计控制应力一般比受拉应力小。 翼缘宽度bf和厚度tf的确定，必须综合考虑翼缘板的局部稳定和主梁的弯扭屈曲
2014/4/24 工形钢板梁局部稳定
现代钢桥
高秀云 工形钢板梁翼板与腹板局部失稳
2014/4/24
现代钢桥 高秀云 工形钢板梁翼板的局部稳定学交通科学与工程学院
为防止受拉翼板在制作、运输、安装过程中可能出现局部失稳，我国现行《公钢规》（JTJ025-86） 规定：受拉区翼板的自由伸出肢宽一般不得大于16倍的板厚； 受压区翼板的局部失稳一般由运营阶 段的最不利控制设计，对Q345钢材，规定不得大于12倍的板厚。 翼板应该有足够的宽度，确保钢板梁不致产生整体弯扭失稳。当跨径不大（小于60m）并且有足够 的横向联结时，翼板宽度一般为250～650mm，跨径大者可以取较大值。 当采用高强螺栓连接时，考虑到螺栓布置的需要，翼板宽度一般不小于350mm。考虑到应该尽量减 小焊接变形，翼板宽度不宜太宽，一般 b =（0.2～0.45）h ＜ 600mm。 从弯扭屈曲角度考虑，受压翼缘宽度可以比受拉翼缘稍宽一些。 翼缘厚度一般在50mm以下。采用16Mn钢时，由于厚板效应，翼缘厚度和宽度一般不超过32mm和 400mm。当要求的板厚较大时，应该优先考虑采用可焊性好、厚板效应不大的钢材（如14MnNbq） 或者采取构造措施，减小所需的板厚，不得已时可以考虑采用外贴翼缘钢板。 为了保证盖板传力的可靠性，钢板梁上下缘的非全长盖板的实际长度应该比理论计算长度大一些。 从盖板端部到盖板理论截断点间的传力部分的焊缝承载力不小于盖板强度的50%，并将盖板端部沿 板宽方向做成不大于1：2的斜角。盖板侧面角焊缝应尽量采用自动焊或半自动焊，由宽板至窄板的 边缘距离，应该不小于50mm。