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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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0 I& _) Y3 H7 R1 }7 t公路钢桥规范-关于钢桁梁规定: j( l0 r& ^& x6 e
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核心在哪里?结构体系、构件设计、连接构造
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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。
5 z# B6 Z, K; a+ F1990年代京九线孙口黄河大桥开始采用整体节点技术。
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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。! m6 h; h2 A; _/ j: F( x8 N% ^6 d
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整体节点技术的优势:3 Z/ L) y* U, X! e3 k( t% r# h
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。9 ?6 {1 l; S' L0 f( ~
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- T8 o e$ R8 j2 Y, P节点板: ' s6 f# O4 I0 X
( }/ Y- p. K5 y( W5 o% W# d* d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。
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5 V5 V6 d( O9 T箱形杆件的横隔板:
/ U' w- F. Q; |2 o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。
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8 @* @ C( v) K横梁与节点连接:
i, k6 [5 @* a. O, N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。( w- d2 d; v' h) z% _$ m" M1 e! x V
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平联与节点的连接:
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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。1 V% B6 e! p' f- O) n
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节点内箱形弦杆的角焊缝应力:; ?$ f1 C3 K' u4 a: a X
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。: t) f) w3 ~: k0 G
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设计中的其他细节构造:- u1 B) j( i' D- v) p7 d6 `
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- J2 Y; K9 T/ W6 {8 ~% L; n8 E, J
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平联节点板设置) c* n* n0 y- O
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9 Q- n) e0 T, n/ _: F: L4 e横撑隔板在节点板内、外侧对应设置
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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 e \# x: ?0 @$ i
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