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:( j; B; L7 ^( 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。/ R- P, a- } ~# f. p/ ]" d
内容共包括以下共7篇(点击可直接打开帖子) $ l: ~' p+ Q' X% H. ^
- }: V0 L( e0 ?8 \
6 a3 H0 d6 e6 ?$ Y3 F
* ~. D- U2 O; |3 Z% P* z
* ?+ w+ h( B F1 e$ h" ]8 ~$ h9 S H
% u: ?0 H q9 |( P: R6 w! i
8 I2 U: i$ F% x1 ~9 a/ I8 q$ \' j+ y- {9 z6 F i
, r5 g% [* F1 u8 f) W公路钢桥规范-关于钢桁梁规定: `7 X0 L2 M8 U' |
. ?) w, S) ?; R: \+ J3 a% p2 I" o5 f
# R0 {5 Z) D2 |' m3 e核心在哪里?结构体系、构件设计、连接构造 ' _& q, G* c; {" R+ O8 g) N
! `2 X2 ?7 L: j7 k& p) l: ~+ B& i( Y, d& e8 S, u9 C
+ w; ]+ N# ~6 m. o n0 |* v1960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。1 n0 e, m! ^+ B- [5 h0 Q
1990年代京九线孙口黄河大桥开始采用整体节点技术。
A& }! z2 @) `7 U * y: O, T2 Y# Z
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。' `6 i7 f9 \7 y' h5 ?, O% _$ P# R7 C
+ j% o! h# Y _' f# _' h- k
( w" q, P7 ^, U S, ?( E
, G5 `2 T2 D8 L1 J+ J
; R+ G3 f0 X! V- O. d整体节点技术的优势:
3 P, n% r: C& u7 J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。
1 _: G; I% c8 {6 b ; P8 X! F6 }# x9 s7 w- \( c' Y
( f+ v0 j& y1 l; J5 m/ V9 K
+ V1 }3 E* c% k t8 B4 M " L. j- W' C5 }1 g5 h
6 G7 K6 d' z X/ J2 Y( ?4 j
节点板: ( N9 q2 e9 I" x: i" H$ ^
# T" W e& x) U( t( ~0 o8 _
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。7 h8 U- Y, l" H) {3 D4 D+ H
5 ]6 Y! B* C2 f3 m I
% N+ G( J/ ]8 Q$ h' Q
箱形杆件的横隔板:: c( u: i2 @! T* o9 b% j, }+ 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。
3 _1 L2 g4 E) `& m, o- ], u9 q. G- w. v+ d" J
/ P2 a* g8 s1 ^8 B' I
横梁与节点连接:
' M9 s. Q: a8 b# I4 e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。
- {2 L U: G4 F2 g/ E/ A
+ E; H7 t: J7 ~$ ?$ k' }
+ e0 e# r. J' |- f0 E) u' T! Y
0 n( Z* [% {" n) s6 I
! ?2 M( I6 a9 S+ k平联与节点的连接:" G, F; }" b/ b
. o3 z' G" V) P- B
8 R* j5 N- e) p% S7 `7 [# O+ [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。
9 |9 r) F5 X" l" _& q* e/ R- d, L m [. [# n
4 u( l6 e* Z( f* E; N& ^. h0 \. ~0 Q, p
6 \+ z8 j$ t6 o2 e! P
节点内箱形弦杆的角焊缝应力:! K# d% p9 C3 N6 s D$ b
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 T+ d) R8 n; K0 u( }% a3 N
- ]9 l. m+ p6 m+ U% [" |
4 l$ s1 \- c, r$ ?& y& e设计中的其他细节构造:6 N. O( W" r, r9 E
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
; S0 g: z# f8 w4 E5 M, b" M/ g2 f9 C
# e7 Y. t K; b
7 M. ^8 G2 K/ g" Z$ s5 J
" X9 x) Z8 ]1 }1 C; J
# O+ A3 K( B/ o/ O) j# ?! w3 W" F
平联节点板设置
D, O- \* y3 R) Q, d' l5 G: g, F9 z9 T8 b6 U
" T4 R& G- m, m3 i
; X( h5 ?$ Q" t3 c& G! f
+ [0 U" ], U' _% A3 i5 N% Y: s) R }( P( U' s/ p
+ Q z4 x( c. g% E6 F1 |
1 C2 `" J( e( k9 |
横撑隔板在节点板内、外侧对应设置
9 d; v1 [+ U2 {4 J4 g W6 U8 t2 s" C2 Y# k W8 D# k* u) N
! K7 R9 E2 v7 v7 b; P; \
% ^. A% A: N) w5 i, ]+ j! P- W
% a w' {4 k4 s% S
3 h+ Y6 M% E7 Q; k1 l6 g
$ @3 l7 T Z t: c% z' R" I. Y$ u
0 `. }+ K8 i( \6 |4 Z9 H! w2 [
8 \ Y6 q6 n8 @
* o6 ^$ @" Y) q: H- J7 [5 ~" Q" w' S4 @6 u0 y' d7 q
竖杆在节点板范围隔板,与横梁腹板有一定长度的搭接/ N A. W0 s8 j: o. W) P; Q% c
1 S i: a& A$ C5 C- j; U) |8 F/ A. _: P
9 M: l" h0 U; W" i( X. c Z4 d# A* g" t* X3 J) T
|
|