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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4 g) u5 a6 K5 a核心在哪里?结构体系、构件设计、连接构造 / U3 O3 o) T6 u2 W
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# d; J) e J2 s1 P# {) H) 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。
9 z) ^8 C' s) Y [! R5 B# X- k3 t1990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。$ y. ^, G# f9 C& t; u! R3 Q
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& y4 I l* l% ~ S, [整体节点技术的优势:
3 X' ^' }5 `- G1 K' _* Y, e4 [& y1 k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。
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节点板: + {: v' Q1 i. [" E
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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。+ ]. n/ W( k1 M! b8 A, ]
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箱形杆件的横隔板:
: f& {& f" C% S9 N! z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。1 R% ~7 K5 V6 Z) f( m
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% N4 Y! a# ]- ]横梁与节点连接: ~2 q' j Q! e- S1 F( B4 {% {. f
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:
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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。
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节点内箱形弦杆的角焊缝应力:/ p6 i$ Y4 J$ g
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。6 Y4 R, R( i. ?4 A1 N. q, d
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$ N* L6 R, {. X6 V1 u设计中的其他细节构造:/ o2 U8 @9 w: j& e! h
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
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' r1 ~9 v& w& v T T% _平联节点板设置& ?. C3 y( c A. a$ Y& L# [
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横撑隔板在节点板内、外侧对应设置
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! C' t( t) @6 V9 b0 x6 u竖杆在节点板范围隔板,与横梁腹板有一定长度的搭接( x W+ X0 s s7 E" Q
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