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
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公路钢桥规范-关于钢桁梁规定
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s" {/ R. A, X# \核心在哪里?结构体系、构件设计、连接构造
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3 d4 z8 {: @, k) F/ S) n1960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。
/ [3 b2 N3 w$ p, f/ \1990年代京九线孙口黄河大桥开始采用整体节点技术。. J7 \9 }! s: d5 D% s1 @0 f
/ `: m$ d1 p+ K5 L0 o9 a0 ~) q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 V6 v# v B5 i2 h0 c. u
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; S1 P: Q# G5 k0 a4 g整体节点技术的优势:2 h1 _3 b9 K# x' G" a5 p+ y- |& ?
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。0 Y: {4 |& k% w* G) T7 g3 |# g
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节点板:
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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。& z& r: K1 v, c, U
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箱形杆件的横隔板:
" L% L% `! H- R- A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。8 P: k, n) d' p# a; R
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横梁与节点连接:
' c" O% f7 w- E3 y0 i( o6 s$ v" b9 G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。
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平联与节点的连接:" }2 U7 E6 B+ K# ?( w4 M5 m& t8 \
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8 R2 a3 o' x, N1 t1 x' N3 h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。
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节点内箱形弦杆的角焊缝应力:
) i% H; G& E/ d6 ~0 a8 m8 S, H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。4 {0 h. r6 Y8 w
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设计中的其他细节构造:
( j3 C' H$ F" W& M r8 S1 | 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1 b( b, D* h* @- l% X9 N; x4 |
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3 Z# T4 r* I0 G' F% ]平联节点板设置! C9 V7 ]: Q7 d3 P: s. o, p$ K8 T
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1 Q _& G& B: a" T横撑隔板在节点板内、外侧对应设置: f: A/ d4 v4 v/ V- J6 A
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竖杆在节点板范围隔板,与横梁腹板有一定长度的搭接8 g3 o1 v) Q* V4 H' J
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