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:% y8 n" L7 S6 u
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。
9 _0 ^. H# d& c8 d# j内容共包括以下共7篇(点击可直接打开帖子)
: k' m. \8 \6 Z/ ]) i
( j- B' _: f8 J6 m, _* l7 y# Y% V3 L% m) D
/ p( O; E) ~1 A: s5 ?, i
4 ^4 h. j- C+ S* T
% c# {5 T% X8 s' E1 ~
5 i1 \# u7 |2 R) N- c4 Y9 [- h8 n6 H8 D# E" Q* K; A. o* }
& i2 m9 j/ Y3 j3 v" N* {
( O; e) y/ Y) U. C
公路钢桥规范-关于钢桁梁规定* X1 t* O4 s: ]$ B7 _: b
5 `$ G" t) i- R+ c1 j& d# w( q! c# l2 D
核心在哪里?结构体系、构件设计、连接构造
) _, Q% H. t5 z- p- `4 w, U1 v
- U. \& W/ p: ^3 P r. |) o- Z" n3 V! \7 t9 G
5 H! x) n: S3 J3 u8 C1960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。' a5 I, L+ x9 V. t, D1 R8 s q+ o J
1990年代京九线孙口黄河大桥开始采用整体节点技术。
; D5 N# c* a1 {# z; A
* t5 z- B3 Q; O1 a. p' Y5 w% x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。
4 W r4 x9 ^: q" l9 r1 g8 k0 q3 t5 n
( s' C6 |8 P9 S2 ]5 o4 M7 @: x I
3 _' J, \; \/ C7 t u$ U
! U: t; ~: E+ M& T9 f6 b) |整体节点技术的优势: ], I/ k. [0 z6 h8 H) p1 U/ ~! u0 S1 N& D
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。
3 Y2 X( ~0 a' A) ^# y9 u9 Z' E & @8 M) R6 @7 J* h* q+ _
% B* m7 B: u7 Z8 P- f
! g: {9 _: F, Z) G
& p* b) f4 C# b5 e, k: o5 Y" C7 ^6 G. X: m2 j# x: q1 L' V& x- g
节点板:
5 b# r" V. q) t! D3 S7 j8 c2 R. _4 J M0 Y
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。
- n. T% z" h' K& X# z% i6 o
& v- c/ n: r1 M4 f5 `2 |# x" r8 \
箱形杆件的横隔板:
/ k. h8 i2 J* d* X' {* Y# 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。- \) P& N( f5 l, \, a2 h
* L! T, ]4 k9 Y& V" C/ M) m# S, w; {
- {- P* ~ v0 @0 c1 o: A横梁与节点连接:! e' J) g+ ]1 ?. w Y
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。$ ?! s8 _% e O+ K- K& N
/ c$ f' Y1 `9 b1 J% ]
, h5 L' l7 C; H1 g# y' }' O0 x: @/ r" y
* a: v1 W4 L2 {! K1 @
. {6 x5 g* _3 `( d1 C平联与节点的连接:
' D7 p" K, N/ R' a0 R
+ n( H1 d2 c3 q2 B) k% l9 m4 e# \0 v+ T5 C! `3 U9 w
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。
' E Q* _7 i( \5 R: q
5 Z9 {! R: _; }- D ! q' l# X" |% f+ B0 O: [& [& F
1 P8 Y- r3 Y. [, n: J
0 o- y. q* v; h节点内箱形弦杆的角焊缝应力:
) u2 A- Y7 F: v7 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。
8 O& R; \) n6 r: n- h4 l1 ~3 ]
1 A q3 e, s, u1 F* K# U: s1 o5 F5 k/ g% y4 X( d) X7 V
设计中的其他细节构造:
+ _( K8 d6 e* w7 U9 y7 } 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
i6 W% {/ v' P. x- r! H! p: J* F+ D; v
, ^" A" D/ J1 E6 l5 K; h v( d
4 W/ D2 n( `2 S3 A- Q # V" e; Q, [1 Y: {7 d0 D2 F& B! c
; B) m4 W* E' l8 K. E) L3 D
- E' {4 _- t7 [2 r6 L7 ? p2 ~平联节点板设置$ j- A! D6 `. _
6 n4 V* r& Z! C# X; v ! @0 h: Y. }( }5 p, b( K
' I5 G f' a# S* b! O4 Y
2 x5 A8 \4 f! L x K) g( K* `4 z3 S' J! T9 a# e- p% b9 p
6 c9 P8 j- `$ H1 Q+ e$ }* R
+ J% f$ s/ R' V! D
横撑隔板在节点板内、外侧对应设置
* R* y1 V4 l2 r2 q' t+ Z$ A7 l, w, S2 q8 j9 |8 w: K
& ]& W! K% J8 \" b6 I
; \4 \8 ?) }# |8 ? w b: a* u& X! g- v- {3 L7 O' q
9 P& }0 |$ r! {# L; T+ y, J0 l( n4 n, G
, G( M) x) D3 v k! H3 u
" [& ]; _# @6 k# ^6 Z3 H2 {3 `7 {9 O
" }; n8 z6 g9 S4 |8 }% Q0 _$ }; T) N" x
竖杆在节点板范围隔板,与横梁腹板有一定长度的搭接
0 F$ U+ |: i: U' ]5 B s2 j% B# i+ H" u' M* o. M
6 x0 m+ L2 X/ v& U/ ~' Z2 @& S3 R7 F$ `: ~ f- l. j" J" a9 \
|
|