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:; m( Z' z3 A, k- e! u3 v
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。
8 O& b' s% q: I* [" u5 z$ a内容共包括以下共7篇(点击可直接打开帖子) ) [7 t2 Y5 Q v) d
3 v0 ^! t9 v( |# s1 Z$ [/ D+ V4 a1 j7 i) H
) G1 F% V3 J" t+ X$ o' T0 b- b
4 P% k6 j' T5 X8 M- G/ K3 Y2 |/ V2 q
9 H& U. k' H3 i) M8 U) V9 U; ^/ V& F( y- j
; i* k4 b# K* r3 W$ H; w" L( g# x# u; M# e
% l* u( z4 ]& G* J+ a6 x/ `0 {公路钢桥规范-关于钢桁梁规定
" g3 t9 c- z5 D5 u5 z* `/ w ' w, P1 t/ E; b
9 P$ k" k0 m- o' d% G# L
核心在哪里?结构体系、构件设计、连接构造 * r6 S( [8 |, O) L& z. ]
, H8 x6 }: H# Z; P& P' K0 y: ^* x( z# p( F8 o4 V& X! ~' q4 l
0 I" b/ Z9 B& k, \8 M0 I
1960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。
" @2 E- x# {- i: C' }) D1990年代京九线孙口黄河大桥开始采用整体节点技术。
3 c4 m+ \0 y' O8 e
3 t4 _ ~ b7 n) S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。
! i" a; d/ T/ v, U# ^( ~' K9 |- l4 r* J/ W0 H
! z9 V. K1 J- U" f+ u" D
4 `+ {: o. G/ `8 |; u, C
! j1 |4 g4 p9 N' S8 P1 I整体节点技术的优势:8 ], H2 p. w8 F* _. p3 j2 W6 b5 ^
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 n, |3 Y! `( ]9 a1 r
* D& |4 i* _- L( Y0 V/ `8 ~9 L5 y( ], ~3 z8 Z. R9 z% m
i2 G- x0 ?# U! ^; S' [
8 b) j, @- E) e! ^% d6 j4 y
/ t8 ~7 t4 U. q1 J
节点板:
/ s, Y2 R; h" E, u2 c) U2 }. v# v# Z4 Y J( I
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 T- K7 D6 c/ g. e( Y& T. `
. ?2 Q( S: v0 I6 F% j- K2 ]+ n! q7 U d- Q! f. f
箱形杆件的横隔板:
Z3 ^' e# v" K. S# ^+ T" O, e8 k/ n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。
- g/ _# l" I/ ~' d. C z5 E( g ^6 H5 x& Y
7 X! h* h4 a8 k: C( I, J
横梁与节点连接:
6 Z% `$ W/ d$ ~; Y; l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。
9 d6 y$ t7 @" F( P0 ~! t% w L- ]
! g1 w; e. O4 |" ?6 x. ]
/ S5 |; L" L& F! ?; B+ ]4 g. @/ O
- }% ]2 O0 H/ ~5 z, q
4 c- ~, d1 Q% O, s. m: i平联与节点的连接:8 I9 [$ S; T9 k
+ ]2 G0 m7 J0 c; V; R- U* ^ D+ R
% c! b" \' y6 B6 Y( F/ {9 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。0 g4 i. R2 |# o" c
3 O4 G2 E5 D. j" R ; Y* Y. i3 t7 h7 ~0 l& c4 H' D; o
# @& z1 h3 c1 f' g! j& l7 Z/ c8 Q: @, C) G% J+ N
节点内箱形弦杆的角焊缝应力:
* t6 t! V, m e8 C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。
: S. s( P! l5 D# z, a* d6 l: d7 Y6 R1 R6 I3 H- w- w) @3 F
( v" M6 j: \+ i& }* I
设计中的其他细节构造:
& `7 Q k: `7 u; V# K1 C2 a 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- U3 l8 [0 e# F2 K2 C3 d! u4 v5 r
7 \5 b0 f9 s2 A% W. {
1 ~! w! z% c5 r! _" M& H
# a& L# [% f( ? v5 F8 Y# m- I+ |! A [0 I- s7 {; H% w) B
5 U4 P1 O* h, X& D& U, l平联节点板设置# a) A# r$ N: V% ?+ P5 B- R b$ |
; D/ K$ ]4 A- Q$ J
( e9 p; }" a& e9 [( ], `
5 s; n; }$ n5 H( D # w' L( W- K$ k- _$ o3 }
" S; @( e/ z1 ]( M* L; L; c/ ?' u1 r7 h L* R% y6 a" k% O
4 p/ Y8 f+ L6 b6 Z: p/ ^6 L横撑隔板在节点板内、外侧对应设置
4 ]& M% r1 V; |. B" @- H& _# u) I& a9 m& k2 e0 c& B: w
9 T. c% H0 h5 W, I7 E0 I
% Y& ?+ m% I9 L" d0 Q4 N K e
3 N5 B6 O- X8 B( | " Z+ g) y$ H( O1 q4 b
3 L: W* Q' j% E7 q% W: c% I5 a1 K8 @0 \; G% Y, Z0 E) q7 l6 L
, g# ?9 D$ {- A. h4 k
9 h3 s2 M7 W/ ]: V! _ Q
- c; K8 P/ K6 C# S2 T
竖杆在节点板范围隔板,与横梁腹板有一定长度的搭接
$ Q T7 z& K2 z: U9 v
8 W3 m/ q, k" I 8 ]0 q1 _) y: E
% E0 ^; N* Q# X) K
|
|