大跨度钢桥设计及典型案例连载二:钢桁梁及整体节点设计
编者按:( y2 d) j; w3 ]
大跨度钢桥设计及典型案例连载系列来源于中铁大桥院技术报告PPT,所有内容均可以在本站免费阅读,如您需要下载完整版PDF请在本帖末尾处下载。
6 F5 a# O4 g. d. y内容共包括以下共7篇(点击可直接打开帖子)
; n$ q; j7 _5 ~$ x. A" b3 `) a+ g! q
' V3 Z7 K. }: z2 F/ y% ^) t* Z
; h/ l; a% |1 c$ I1 ?: H- X9 a3 w
+ j" o" Y5 c* ?7 o
( h8 s- v9 `8 Q. p$ R* h: c6 T+ r6 A5 N/ U
4 R! B$ w( E& U& x7 C
% z$ O0 I# d! H5 l7 ^3 p3 C" x+ q
% J* W+ u l U5 L& \# x公路钢桥规范-关于钢桁梁规定
& T! o) \6 e' x1 k' \5 A* V5 X 4 H& w* G0 l+ O% ^+ n* @, ^: B
4 o. Q0 U% t* D; m核心在哪里?结构体系、构件设计、连接构造
- y O0 \( ^9 i9 F1 n0 L; U& h3 `
$ V6 a. T3 z3 w2 n, U, e& Y
0 a2 {& W9 v9 s! X$ s; A r& Q
4 S* y1 h+ i J& c7 Y& j e6 B6 k1960年代,我国钢桁梁开始采用焊接与栓接技术。起初是少焊多栓,即工厂焊接制造、工地螺栓连接。
; R5 ?1 W* ]& p ~1990年代京九线孙口黄河大桥开始采用整体节点技术。
( v2 k( C/ ^2 q2 l$ {
& q/ ^% D3 k( _7 K整体节点技术: 将节点散件焊接成整体,是显著的技术进步,具有实际的经济与社会效益。
9 B/ t2 u3 Q* K3 y! p" C q$ O; Q3 w3 o. c
: h9 V& S' y B3 A* F, \4 `2 Z, l) F, K
: Q: y7 L, w o: J2 C
8 ~# n% _! `! t: z- z整体节点技术的优势:
% X& @1 \) a4 b! o整体节点节省高强度螺栓,较散拼节点节约30%以上;整体节点不需进行预拼,节省工时及拼装场地 ;整体节点安装省时省力;整体节点的节点刚度大、整体性好。
' s- R Y: j4 X
1 B; x. [+ J" q, A( j" ^# v/ h2 b
: d- E; b' E8 J0 \8 m6 Q; [8 k
& b: ^' F$ {0 {( e, B
' [: C4 S7 y, N
5 x! z) f, Y3 j" A# Q- k节点板: " ]/ ?) W' h: x9 n
8 | K7 h; v* X% D- s- [节点板是重要的部件,竖杆与斜腹杆内力全部传给节点板,整体节点箱形弦杆内力50%以上传给节点板,所以节点板起着传递和平衡主桁杆件内力的重要作用,它的厚度计算分为两部分:一是弦杆需要的厚度,二是腹杆连接所需要的厚度。0 n. X z" v! O1 `& J P8 }
: [" e+ q$ I1 U0 ], {6 J8 E; w+ T' R7 z. _; y
箱形杆件的横隔板:
( Q- A3 P& }$ X8 w# v: D隔板是杆件和节点中的重要板件,它的作用有两个:一是保证杆件形状和板间距离的重要零件;二是,在有横梁连接的节点内,将横梁端部的竖向剪力向外侧节点板传递,使内外侧节点板的竖向力达到均衡。 杆件两端和截面变化处须设置横隔板。杆件横隔板由于制造组装顺序关系,往往不能做到周边焊接,这时与竖向腹板或节点板的焊接是必须的。; L1 j+ e! E0 h' Q* Z& r9 `
( O5 P; W7 I' Z; L# ~+ D+ S2 }# s3 ?& z
横梁与节点连接:
3 o# r- V- [6 K7 Z: L# q2 [横梁与节点连接实际上是横梁接头与节点连接,横梁则是直接与它的接头连接。横梁接头的腹板及翼缘板与节点连接,是整体节点中的又一个重要的构造。
6 _6 D! A6 P1 w7 F( o% O+ A+ P0 ~, a- Q P# }
' N, X) T; B0 C. l. g
" m. O6 _5 W, h v- u# d" D5 r# \
+ e, [) a s5 K v# _% D. W V/ N; J1 B
平联与节点的连接:
+ D( G) c W/ E T$ Y: }+ ?6 f: a9 p; O# `' n+ Q( O
# m, s$ I, f& H) m/ q$ G& T* k. i$ }平联与节点的连接,关键是连接的细节处理。平联内侧节点板两端是疲劳抗力的薄弱环节,必须认真处理。具体做法是,先将节点板两端加宽约10mm,以便进行角焊缝施工。焊好后,磨除加宽部分,打磨匀顺,并锤击。
% x5 H5 z0 e0 h0 Y# j9 h
4 f$ Y0 `* @1 ^3 w $ K$ v- }# q9 @+ J0 C
7 n! q, Q0 o' O4 d3 D0 g% |
. d; }; i: L, V# x* g节点内箱形弦杆的角焊缝应力:" m% H) ?7 W8 R7 g! S4 q W# d1 a
箱形弦杆的角焊缝应力在节点范围内和节点范围外显然是不同的。在节点内,斜杆的水平分力首先作用于两块节点板,经由焊缝向上(或下)翼缘传递不平衡力,焊缝承担剪应力。# r" [0 ~% ~# U8 ^ `
% I& I9 s5 O& s, I( L# F
" |( i9 l7 K) A9 c
设计中的其他细节构造:
( W4 g/ w% d$ a& H! @8 |6 g- y 钢桁节点板应力水平高,主要原因是主桁构件内力全部由节点板传递、平衡
# R n& b" q' D/ |0 T# l \8 J5 l0 \3 j! V" n" i0 k
7 a5 h1 m1 ]% T8 X- R# M
* v5 l: d! c2 S- O) }% |8 S- u2 W2 O, t6 t& c. r; L( e
. b" x, g4 t4 h) N6 F0 W6 t4 J3 G% ?平联节点板设置
( a( G1 h c$ ~
4 }% x p& r5 d
8 z2 z* Q7 n& s5 ^7 ~6 }. z
- D) a; I; g% }7 n
: p) W: J& O, I! _* P( u* s
0 R- j5 c1 I P% V* E6 W' l" l1 H9 }
% Z& R+ y4 w" `8 g F% m/ a9 h
" ^: \; U* k7 v. p+ h5 Q3 y- s横撑隔板在节点板内、外侧对应设置) _ K0 x: t3 |! b
2 A- i% v- `0 H: `
4 u6 x' ]& G" K. t( G+ {( ~/ |$ i- K5 \' m& L+ H
* J1 e2 k) n' w" P6 a5 W! j+ @
/ J: X5 X# @% p) w$ i, _
* z& w0 n0 v: s. M, ~! y
7 Q9 x$ X4 h- N1 m! P
8 Q, F/ W) \' R$ I, G4 R
) P. T! c3 U: `
' W4 D8 |, }+ A竖杆在节点板范围隔板,与横梁腹板有一定长度的搭接
% T( [; u9 N" U8 `4 R- L: P. A% N+ C+ N! d3 D1 ^
# a+ }! t& _! t3 E4 U4 b
, i* T. p0 E6 I5 I |
|