第二章 鋼橋的設(shè)計(jì)

1、第二章第二章 鋼橋的設(shè)計(jì)方法鋼橋的設(shè)計(jì)方法 2.1 容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法 1. 設(shè)計(jì)表達(dá)式設(shè)計(jì)表達(dá)式 1） 承載力計(jì)算承載力計(jì)算 容許應(yīng)力法采用材料力學(xué)方法計(jì)算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用容許應(yīng)力法采用材料力學(xué)方法計(jì)算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用 下的應(yīng)力，使任一截面的計(jì)算應(yīng)力低于規(guī)定的容許應(yīng)力：下的應(yīng)力，使任一截面的計(jì)算應(yīng)力低于規(guī)定的容許應(yīng)力： 式中：式中： 容許應(yīng)力提高系數(shù)，由荷載組合確定；容許應(yīng)力提高系數(shù)，由荷載組合確定； 材料的極限強(qiáng)度，塑性材料材料的極限強(qiáng)度，塑性材料 , 脆性材料脆性材料 ; 安全系數(shù)，憑工程經(jīng)驗(yàn)取值；安全系數(shù)，憑工程經(jīng)驗(yàn)取值； 規(guī)定的容許應(yīng)力。規(guī)定的容許應(yīng)力。

2、 b f b f y f u f 2） 剛度計(jì)算剛度計(jì)算 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的正常使用，鋼橋的橋跨結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的正常使用，鋼橋的橋跨結(jié)構(gòu) 必須進(jìn)行撓度驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形和長細(xì)比必須滿足下式：必須進(jìn)行撓度驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形和長細(xì)比必須滿足下式： 式中：式中： 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下產(chǎn)生的最大變形；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下產(chǎn)生的最大變形； 規(guī)定的容許撓度；規(guī)定的容許撓度； 構(gòu)件長細(xì)比；構(gòu)件長細(xì)比； 規(guī)定的容許長細(xì)比。規(guī)定的容許長細(xì)比。 公路橋規(guī)規(guī)定汽車荷載（不計(jì)沖擊力）所引起的豎向撓度容許值公路橋規(guī)規(guī)定汽車荷載（不計(jì)沖擊力）所引起的豎向撓度容許值

3、 為：簡支或連為：簡支或連 續(xù)桁架為續(xù)桁架為 ；簡支或連續(xù)板梁為；簡支或連續(xù)板梁為 ；梁的懸臂端部為；梁的懸臂端部為 ；懸索橋?yàn)?；懸索橋?yàn)?， 其中為其中為 計(jì)算跨徑；計(jì)算跨徑； 為懸臂長度。如果車輛荷載在一個(gè)橋跨范圍內(nèi)移動(dòng)，產(chǎn)生正負(fù)兩為懸臂長度。如果車輛荷載在一個(gè)橋跨范圍內(nèi)移動(dòng)，產(chǎn)生正負(fù)兩 方向的撓度時(shí)，計(jì)算撓度應(yīng)為其正負(fù)最大撓度的絕對值之和方向的撓度時(shí)，計(jì)算撓度應(yīng)為其正負(fù)最大撓度的絕對值之和 。 鐵路橋規(guī)由靜活載（不含沖擊力）所引起豎向撓度，對簡支鋼板梁、簡支桁梁和連鐵路橋規(guī)由靜活載（不含沖擊力）所引起豎向撓度，對簡支鋼板梁、簡支桁梁和連 續(xù)桁梁的邊跨不超過其跨度的續(xù)桁梁的邊跨不超過其跨度

4、的1/900，連續(xù)桁梁的中跨不超過，連續(xù)桁梁的中跨不超過1/750. 計(jì)算構(gòu)件長細(xì)比時(shí)，應(yīng)分別使繞截面的兩個(gè)主軸的長細(xì)比計(jì)算構(gòu)件長細(xì)比時(shí)，應(yīng)分別使繞截面的兩個(gè)主軸的長細(xì)比 和和 ，均不能超過規(guī)，均不能超過規(guī) 定的容許長細(xì)比定的容許長細(xì)比 。 ww ww w /800l/600l 1/300 l /400l l 1 l x y 2. 鋼材的容許應(yīng)力鋼材的容許應(yīng)力 1）基本容許應(yīng)力）基本容許應(yīng)力 鋼材的基本容許應(yīng)力（軸向應(yīng)力）為：鋼材的基本容許應(yīng)力（軸向應(yīng)力）為： 式中的式中的1.7和和2.5分別是鋼材屈服強(qiáng)度和極限抗拉強(qiáng)度的安全系數(shù)，分別是鋼材屈服強(qiáng)度和極限抗拉強(qiáng)度的安全系數(shù)， 當(dāng)強(qiáng)屈比大于當(dāng)強(qiáng)

5、屈比大于2.5/1.7=1.47時(shí)，時(shí)， 由由 確定，反之由確定，反之由 確定。確定。 2） 其他容許應(yīng)力其他容許應(yīng)力 彎曲容許應(yīng)力彎曲容許應(yīng)力 剪切容許應(yīng)力剪切容許應(yīng)力 y f u f 1.05 w 0.6 min(1.7;2.5) yu ff 端部承壓（磨光頂緊）容許應(yīng)力端部承壓（磨光頂緊）容許應(yīng)力 鑄鋼的基本容許應(yīng)力鑄鋼的基本容許應(yīng)力 鑄鋼沒經(jīng)熱軋，缺陷多，均勻性較差，安全系數(shù)取鑄鋼沒經(jīng)熱軋，缺陷多，均勻性較差，安全系數(shù)取1.85 。 緊密接觸承壓容許應(yīng)力緊密接觸承壓容許應(yīng)力 式中：式中： 支座反力；支座反力； 滾軸直徑；滾軸直徑； 滾軸長度。滾軸長度。 自由接觸承壓容許應(yīng)力自由接觸承壓

6、容許應(yīng)力 1.5 c R 0.04 z j R dl 0.5 j R dl d l 1.85 ZGy f 緊密接觸的承壓容許應(yīng)力緊密接觸的承壓容許應(yīng)力 假定在假定在1/4圓周密合，接觸應(yīng)力指向圓心，并圓周密合，接觸應(yīng)力指向圓心，并 按余弦曲線變化：按余弦曲線變化： 設(shè)輥軸長度為設(shè)輥軸長度為 ， 在接觸微弧面在接觸微弧面 上的豎向分力為：上的豎向分力為： 則則 有有 ，令，令 取取 l dA lrd max cos2 cosdRlrd max cos2 4 max 4 cos2 cosRdRlrd 4 max 0 sinsin3lr max 0.47dl max 0.47R dl max 0.5

7、R dl 自由接觸的承壓容許應(yīng)力自由接觸的承壓容許應(yīng)力 按彈性理論分析圓柱體與平板的最大接觸應(yīng)力為：按彈性理論分析圓柱體與平板的最大接觸應(yīng)力為： 式中：式中： 、 分別為輥軸和底座鋼材的彈性分別為輥軸和底座鋼材的彈性 模量；模量； 輥軸長度。輥軸長度。 若若 ，有，有 考慮局壓三向受力，令考慮局壓三向受力，令 有有 12 max 12 4 0.418 RE E dl EE 1 E 2 E l 12 EE max 2 0.418 RE dl max 2 2 2 2.86 0.35 R dl EE 鋼材的容許應(yīng)力（鋼材的容許應(yīng)力（Mpa）對含對含d的項(xiàng)（的項(xiàng)（KN/m） 應(yīng)力種類應(yīng)力種類 鋼號鋼號

8、 A3 Q235 16Mn Q345 Q370 Q420 ZG25 ZG320- 450 ZG35 ZG270- 500 ZG45 ZG310- 570 45號號 鋼鋼 35號號 鍛鋼鍛鋼 軸向應(yīng)力軸向應(yīng)力 140 135 200 200210230 135150170210 彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力 145 140 210 210220240 135 125 155 150 180220200 220 剪應(yīng)力剪應(yīng)力 85 80 120 120125140 80 75 90 90 100125110 110 端部承壓應(yīng)力端部承壓應(yīng)力 210 200 300 300315345 緊密接觸承壓應(yīng)力緊密接觸

9、承壓應(yīng)力 70100657585105105 8.4 d 自由接觸承壓應(yīng)力自由接觸承壓應(yīng)力 5.58.05.0 0.55 d 6.0 0.61 d 7.08.58.5 0.60 d 節(jié)點(diǎn)銷子孔壁承壓應(yīng)節(jié)點(diǎn)銷子孔壁承壓應(yīng) 力力 210300195225255180 180 節(jié)點(diǎn)銷子彎曲應(yīng)力節(jié)點(diǎn)銷子彎曲應(yīng)力 240340360 上表說明：上表說明： 表列容許應(yīng)力與板厚表列容許應(yīng)力與板厚t16mm的的屈服點(diǎn)對應(yīng)，如板厚屈服點(diǎn)對應(yīng)，如板厚t16mm時(shí)，時(shí)， 表列各容許應(yīng)力可按屈服點(diǎn)的比例予以調(diào)整。表列各容許應(yīng)力可按屈服點(diǎn)的比例予以調(diào)整。 驗(yàn)算緊密接觸和自由接觸的承壓應(yīng)力時(shí)，其面積取樞軸或滾軸的直驗(yàn)算緊

10、密接觸和自由接觸的承壓應(yīng)力時(shí)，其面積取樞軸或滾軸的直 徑及其長度的乘積。其容許承壓應(yīng)力取兩接觸鋼材中強(qiáng)度較低者。徑及其長度的乘積。其容許承壓應(yīng)力取兩接觸鋼材中強(qiáng)度較低者。 節(jié)點(diǎn)銷子的孔壁容許承壓應(yīng)力系指被連接件鋼材的孔壁承壓應(yīng)力，節(jié)點(diǎn)銷子的孔壁容許承壓應(yīng)力系指被連接件鋼材的孔壁承壓應(yīng)力， 節(jié)點(diǎn)銷子容許彎應(yīng)力僅適用于被連構(gòu)件之間只有極小縫隙的情況。節(jié)點(diǎn)銷子容許彎應(yīng)力僅適用于被連構(gòu)件之間只有極小縫隙的情況。 表中的紅色數(shù)字僅適用于鐵路鋼橋，符號表中的紅色數(shù)字僅適用于鐵路鋼橋，符號d為滾軸、搖軸或鉸軸的為滾軸、搖軸或鉸軸的 直徑，以厘米計(jì)。直徑，以厘米計(jì)。 3. 連接的容許應(yīng)力連接的容許應(yīng)力 1）焊

11、接連接的容許應(yīng)力）焊接連接的容許應(yīng)力 承受拉壓的焊縫容許應(yīng)力與被焊母材的基本容許應(yīng)力相同；承受剪力的承受拉壓的焊縫容許應(yīng)力與被焊母材的基本容許應(yīng)力相同；承受剪力的 焊縫（含熔透對接縫和角焊縫）容許應(yīng)力與被焊母材的容許剪應(yīng)力相同。焊縫（含熔透對接縫和角焊縫）容許應(yīng)力與被焊母材的容許剪應(yīng)力相同。 2）螺栓和鉚釘連接的容許應(yīng)力）螺栓和鉚釘連接的容許應(yīng)力 注：平頭鉚釘?shù)娜菰S應(yīng)力應(yīng)減低注：平頭鉚釘?shù)娜菰S應(yīng)力應(yīng)減低20%；表中紅色數(shù)字用于鐵路鋼橋。；表中紅色數(shù)字用于鐵路鋼橋。 粗制螺栓螺桿與孔壁之間有縫隙，一般用于安裝連接；精制螺栓螺桿與粗制螺栓螺桿與孔壁之間有縫隙，一般用于安裝連接；精制螺栓螺桿與 孔徑

12、基本相同，成本高，公路鋼橋一般少用?？讖交鞠嗤?，成本高，公路鋼橋一般少用。 螺栓類別螺栓類別 應(yīng)力種類應(yīng)力種類 剪應(yīng)力剪應(yīng)力承壓應(yīng)力承壓應(yīng)力拉應(yīng)力拉應(yīng)力 粗制螺栓粗制螺栓80170110 精制螺栓精制螺栓90220 工廠鉚釘工廠鉚釘11028090 工地鉚釘工地鉚釘10025080 4. 鋼索及其錨固套筒的容許應(yīng)力鋼索及其錨固套筒的容許應(yīng)力 1）鋼索的容許拉應(yīng)力）鋼索的容許拉應(yīng)力 采用鋼索破斷拉力的采用鋼索破斷拉力的30%為其容許拉應(yīng)力；鋼索的破斷拉力采用為其容許拉應(yīng)力；鋼索的破斷拉力采用 鋼絲極限強(qiáng)度的鋼絲極限強(qiáng)度的0.85倍。倍。 2）灌注錨固套筒的合金材料和容許應(yīng)力）灌注錨固套筒的合金

13、材料和容許應(yīng)力 合金代號合金代號 成分成分 鋅鋅 鋁鋁 銅銅 灌注溫度灌注溫度 （） 容許應(yīng)力（容許應(yīng)力（Mpa） 承壓應(yīng)力承壓應(yīng)力 粘著應(yīng)力粘著應(yīng)力 Zn93-A16-Cuj93 6 1450 24 18 5. 容許應(yīng)力的提高系數(shù)容許應(yīng)力的提高系數(shù) 考慮到荷載組合中不同種類荷載遇合的幾率，極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法中考慮到荷載組合中不同種類荷載遇合的幾率，極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法中 對可變荷載采用對可變荷載采用 1.0的組合系數(shù)，而容許應(yīng)力法則對容許應(yīng)力乘以的組合系數(shù)，而容許應(yīng)力法則對容許應(yīng)力乘以 1.0的容許應(yīng)力提高系數(shù)。的容許應(yīng)力提高系數(shù)。 公路用提高系數(shù)公路用提高系數(shù) 注：注：1.節(jié)點(diǎn)銷子的容許彎應(yīng)力在

14、任何荷載作用下均不得提高。節(jié)點(diǎn)銷子的容許彎應(yīng)力在任何荷載作用下均不得提高。 2.組合組合系指基本可變荷載（作用分類序號系指基本可變荷載（作用分類序號812）的一種或幾種與永久作用的一種）的一種或幾種與永久作用的一種 或幾種相組合；組合或幾種相組合；組合系指組合系指組合再與其他可變荷載（作用分類序號再與其他可變荷載（作用分類序號1318）的一種或）的一種或 幾種相組合；組合幾種相組合；組合系指汽車荷載與結(jié)構(gòu)重力、預(yù)應(yīng)力、土的重力及圖側(cè)壓力中的一系指汽車荷載與結(jié)構(gòu)重力、預(yù)應(yīng)力、土的重力及圖側(cè)壓力中的一 種或幾種相組合；組合種或幾種相組合；組合系指基本可變荷載的一種或幾種與永久作用的一種或幾種與系指

15、基本可變荷載的一種或幾種與永久作用的一種或幾種與 偶然作用中的船只或漂流物撞擊力向組合；組合偶然作用中的船只或漂流物撞擊力向組合；組合系指橋涵在施工階段進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，系指橋涵在施工階段進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)， 根據(jù)可能出現(xiàn)的施工荷載（如結(jié)構(gòu)自重、腳手架、材料機(jī)具、人群、風(fēng)力以及拱橋的根據(jù)可能出現(xiàn)的施工荷載（如結(jié)構(gòu)自重、腳手架、材料機(jī)具、人群、風(fēng)力以及拱橋的 橫向推）力等）進(jìn)行組合。橫向推）力等）進(jìn)行組合。（作用分類序號見（作用分類序號見“公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范”JTG D60-2004 表表4.1.1） 構(gòu)造物性質(zhì)構(gòu)造物性質(zhì)荷載組合荷載組合提高系數(shù)提高系數(shù) 永久性結(jié)構(gòu)永久性結(jié)構(gòu) 組合組合

16、組合組合、 組合組合 1.00 1.25 1.31.40 臨時(shí)性結(jié)構(gòu)臨時(shí)性結(jié)構(gòu) 組合組合 組合組合、 1.30 1.40 鐵路用提高系數(shù)鐵路用提高系數(shù) 注：注：1.1.表中次應(yīng)力系指由于節(jié)點(diǎn)剛性在主桁構(gòu)件中引起的次應(yīng)力；表中次應(yīng)力系指由于節(jié)點(diǎn)剛性在主桁構(gòu)件中引起的次應(yīng)力； 2. 2.序號序號4 4僅驗(yàn)算強(qiáng)度用。僅驗(yàn)算強(qiáng)度用。 3.3.組合內(nèi)容見組合內(nèi)容見“鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范”TB10002.1-200”TB10002.1-200表表4.1.14.1.1。 序號序號外力組合外力組合提高系數(shù)提高系數(shù) 1 2 3 4 5 主力主力 主力主力+制動(dòng)力制動(dòng)力 主力主力+風(fēng)力風(fēng)力 主

17、力主力+次應(yīng)力次應(yīng)力+制動(dòng)力（或風(fēng)力）制動(dòng)力（或風(fēng)力） 鋼梁安裝鋼梁安裝 主力主力 主力主力+風(fēng)力風(fēng)力 1.00 1.25 1.20 1.45 1.20 1.301.40 6. 起拱、起頂、橫向剛度與抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)起拱、起頂、橫向剛度與抗傾覆穩(wěn)定系數(shù) 1） 為了消除重力撓度，同時(shí)要求在無活荷載時(shí)略有拱度，橋跨結(jié)構(gòu)應(yīng)為了消除重力撓度，同時(shí)要求在無活荷載時(shí)略有拱度，橋跨結(jié)構(gòu)應(yīng) 預(yù)設(shè)拱度，其值等于結(jié)構(gòu)重力和預(yù)設(shè)拱度，其值等于結(jié)構(gòu)重力和1/2活載所產(chǎn)生的豎向撓度；起拱應(yīng)活載所產(chǎn)生的豎向撓度；起拱應(yīng) 做成平順曲線。當(dāng)所算撓度不超過跨徑的做成平順曲線。當(dāng)所算撓度不超過跨徑的1/1600時(shí)，可不設(shè)預(yù)拱度。時(shí)

18、，可不設(shè)預(yù)拱度。 2） 鋼梁在安裝和支座維修時(shí)，常需將梁頂起。設(shè)計(jì)鋼梁和下部結(jié)構(gòu)時(shí)，鋼梁在安裝和支座維修時(shí)，常需將梁頂起。設(shè)計(jì)鋼梁和下部結(jié)構(gòu)時(shí)， 應(yīng)考慮起頂著力不平衡及其他偶然因素，起頂設(shè)施及結(jié)構(gòu)本身應(yīng)按起應(yīng)考慮起頂著力不平衡及其他偶然因素，起頂設(shè)施及結(jié)構(gòu)本身應(yīng)按起 頂重力增加頂重力增加30%驗(yàn)算。驗(yàn)算。 3） 為減少橋梁的橫向振動(dòng)，橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)具有必要的橫向剛度，在一般為減少橋梁的橫向振動(dòng)，橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)具有必要的橫向剛度，在一般 情況下，跨長不宜超過主桁（主梁）中距的情況下，跨長不宜超過主桁（主梁）中距的20倍。倍。 4） 橋跨結(jié)構(gòu)在施工架設(shè)期間應(yīng)保證橫向和縱向的傾覆穩(wěn)定性。穩(wěn)定系橋跨結(jié)構(gòu)在施工

19、架設(shè)期間應(yīng)保證橫向和縱向的傾覆穩(wěn)定性。穩(wěn)定系 數(shù)應(yīng)不小于數(shù)應(yīng)不小于1.3。 6. 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算原則結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算原則 1. 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力按彈性受力階段確定。變形按構(gòu)件的毛截面計(jì)算，不結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力按彈性受力階段確定。變形按構(gòu)件的毛截面計(jì)算，不 考慮釘（栓）孔的削弱?？紤]釘（栓）孔的削弱。 2. 為簡化計(jì)算，可將橋跨結(jié)構(gòu)劃分為若干個(gè)平面系統(tǒng)分別計(jì)算，但應(yīng)考為簡化計(jì)算，可將橋跨結(jié)構(gòu)劃分為若干個(gè)平面系統(tǒng)分別計(jì)算，但應(yīng)考 慮各平面系統(tǒng)的共同作用和相互影響。慮各平面系統(tǒng)的共同作用和相互影響。 3. 結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)分別驗(yàn)算強(qiáng)度和穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)分別驗(yàn)算強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 4. 凡承受動(dòng)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接，

20、均應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。凡承受動(dòng)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接，均應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。 7. 容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法的缺陷容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法的缺陷 該法應(yīng)用簡便，是工程結(jié)構(gòu)中的一種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，目前在公路、該法應(yīng)用簡便，是工程結(jié)構(gòu)中的一種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，目前在公路、 鐵路鋼橋工程中以及鋼結(jié)構(gòu)的疲勞驗(yàn)算中仍在應(yīng)用。其主要缺點(diǎn)是：鐵路鋼橋工程中以及鋼結(jié)構(gòu)的疲勞驗(yàn)算中仍在應(yīng)用。其主要缺點(diǎn)是： 1. 安全系數(shù)是個(gè)籠統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，不能保證各種結(jié)構(gòu)具有比較一致的可安全系數(shù)是個(gè)籠統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，不能保證各種結(jié)構(gòu)具有比較一致的可 靠度水平，也無法考慮荷載增大的不同比率或異號荷載效應(yīng)情況?？慷人?，也無法考慮荷載增大的不同比率或異號荷載效應(yīng)情況。

21、 2. 不能考慮塑性發(fā)展和內(nèi)力重分布。不能考慮塑性發(fā)展和內(nèi)力重分布。 考慮極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范自考慮極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范自2011年初提年初提 出征求意見稿，并已于出征求意見稿，并已于2013年提交報(bào)批稿，目前尚沒審批。年提交報(bào)批稿，目前尚沒審批。 2.2 軸心受力構(gòu)件的計(jì)算軸心受力構(gòu)件的計(jì)算 1. 承載力計(jì)算承載力計(jì)算 1）強(qiáng)度計(jì)算）強(qiáng)度計(jì)算 式中：式中： 構(gòu)件的計(jì)算軸心力；構(gòu)件的計(jì)算軸心力； 構(gòu)件的凈截面面積；構(gòu)件的凈截面面積； 鋼材的容許應(yīng)力。鋼材的容許應(yīng)力。 2） 受壓構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算受壓構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算 式中：式中： 計(jì)算軸向壓力；計(jì)算軸向壓力； 構(gòu)件

22、的毛截面積；構(gòu)件的毛截面積； 構(gòu)件的臨界應(yīng)力；構(gòu)件的臨界應(yīng)力； 軸軸 心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，根據(jù)鋼種、截面形狀及彎曲方向等查表確定。心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，根據(jù)鋼種、截面形狀及彎曲方向等查表確定。 n A N N n A 1 m y crcr y fN AKfK N m A cr 1 公路規(guī)范公路規(guī)范 系數(shù)系數(shù) 焊接焊接H形（驗(yàn)算翼緣平面內(nèi)總體穩(wěn)定性）及形（驗(yàn)算翼緣平面內(nèi)總體穩(wěn)定性）及 焊接焊接T形構(gòu)件形構(gòu)件 焊接焊接H形（驗(yàn)算腹板平面內(nèi)總體穩(wěn)定性）、形（驗(yàn)算腹板平面內(nèi)總體穩(wěn)定性）、 焊接箱型及鉚接構(gòu)件焊接箱型及鉚接構(gòu)件 A3 (Q235q)16Mn (Q345q)A3 (Q235q)1

23、6Mn (Q345q) 030 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 0.900 0.877 0.828 0.722 0.713 0.651 0.583 0.521 0.469 0.422 0.380 0.341 0.305 0.897 0.841 0.775 0.705 0.630 0.547 0.483 0.426 0.376 0.330 0.288 0.248 0.222 030 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 0.900 0.900 0.867 0.824 0.773 0.715 0.65

24、1 0.581 0.510 0.446 0.396 0.347 0.308 0.900 0.877 0.826 0.766 0.695 0.616 0.529 0.450 0.391 0.333 0.291 0.258 0.277 1 鐵路規(guī)范鐵路規(guī)范 系數(shù)系數(shù) 焊接焊接H形（驗(yàn)算翼緣平面內(nèi)總體穩(wěn)定性）及形（驗(yàn)算翼緣平面內(nèi)總體穩(wěn)定性）及 焊接焊接T形構(gòu)件形構(gòu)件 焊接焊接H形（驗(yàn)算腹板平面內(nèi)總體穩(wěn)定性）、形（驗(yàn)算腹板平面內(nèi)總體穩(wěn)定性）、 焊接箱型及鉚接構(gòu)件焊接箱型及鉚接構(gòu)件 Q235q Q345q Q370q Q420Q235q Q345q Q370q Q420 030 40 50 60 70

25、80 90 100 110 120 130 140 150 0.900 0.864 0.808 0.744 0.685 0.628 0.573 0.520 0.469 0.420 0.375 0.338 0.303 0.900 0.823 0.747 0.677 0.609 0,544 0.483 0.424 0.371 0.327 0.287 0.249 0.212 0.866 0.777 0.694 0.616 0.541 0.471 0.405 0.349 0.302 0.258 0.225 0.194 0.164 030 40 50 60 70 80 90 100 110 120 13

26、0 140 150 0.900 0.878 0.845 0.792 0.727 0.660 0.598 0.539 0.487 0.439 0.391 0.346 0.304 0.900 0.867 0.804 0.733 0.655 0.583 0.517 0.454 0.396 0.346 0.298 0.254 0.214 0.885 0.831 0.754 0.665 0.582 0.504 0.434 0.371 0.319 0.275 0.235 0.200 0.166 1 公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范 （報(bào)批初稿）的（報(bào)批初稿）的 公式公式 為便于利用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)

27、行設(shè)計(jì)，給出為便于利用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，給出 公式如下：公式如下： 當(dāng)當(dāng) 0.2時(shí)，時(shí)， =1.0 當(dāng)當(dāng) 0.2時(shí)時(shí) ， 式中：相對長細(xì)比式中：相對長細(xì)比 構(gòu)件長細(xì)比，對單軸對稱和綴板組合截面要采用折算長細(xì)比；構(gòu)件長細(xì)比，對單軸對稱和綴板組合截面要采用折算長細(xì)比； 參數(shù)，與截面類別（分為參數(shù)，與截面類別（分為a、b、c、d 4類）有關(guān)：類）有關(guān)： 曲線類別曲線類別 a b c d 0.2 0.35 0.5 0.8 2 00 222 1114 1111 2 . yy E cr ff E 0 0.2 2 . 2 E cr E 1907年年8月下旬，加拿大月下旬，加拿大Quebec大橋在發(fā)現(xiàn)缺陷后

28、堅(jiān)持施工，大橋在發(fā)現(xiàn)缺陷后堅(jiān)持施工，8月月 29日因支座處現(xiàn)場拼接的下弦組合斜桿綴條太弱，受壓失穩(wěn)而垮塌。日因支座處現(xiàn)場拼接的下弦組合斜桿綴條太弱，受壓失穩(wěn)而垮塌。 當(dāng)場摔死當(dāng)場摔死75名工人，名工人，9000噸鋼橋墜入河中。噸鋼橋墜入河中。 1916年年11月再建該橋提升中部橋跨時(shí)，月再建該橋提升中部橋跨時(shí)， 因一個(gè)提升支座垮掉，引起中部因一個(gè)提升支座垮掉，引起中部5000噸噸 橋跨扭曲變形，掉入河中，又有橋跨扭曲變形，掉入河中，又有13名工名工 人死亡。人死亡。慘痛的教訓(xùn)！慘痛的教訓(xùn)！ 首建的首建的Quebec大橋垮塌后的現(xiàn)場景象大橋垮塌后的現(xiàn)場景象 2. 剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算 1） 剛度驗(yàn)算

29、：軸心受力構(gòu)件對主軸剛度驗(yàn)算：軸心受力構(gòu)件對主軸x軸、軸、y軸的長細(xì)比軸的長細(xì)比 和和 應(yīng)滿足應(yīng)滿足 下式要求：下式要求： 式中：式中： 、 構(gòu)件對主軸構(gòu)件對主軸x軸、軸、y軸的計(jì)算長度；、軸的計(jì)算長度；、 截面對主軸截面對主軸x軸、軸、y 軸的回轉(zhuǎn)半徑；軸的回轉(zhuǎn)半徑； 構(gòu)件的容許長細(xì)比。構(gòu)件的容許長細(xì)比。 在計(jì)算由兩個(gè)肢組成的綴板組合構(gòu)件繞虛軸在計(jì)算由兩個(gè)肢組成的綴板組合構(gòu)件繞虛軸y軸彎曲時(shí)，應(yīng)采用折算軸彎曲時(shí)，應(yīng)采用折算 長細(xì)比長細(xì)比 ： 式中：式中： 單肢繞平行于單肢繞平行于y軸的自身主軸軸的自身主軸1-1的回轉(zhuǎn)半徑。的回轉(zhuǎn)半徑。 0 x x x 0y y y l i l i 0 x l

30、 0y l x i y i x y oy 22 1oyy 1 桿件容許最大長細(xì)比（公路）桿件容許最大長細(xì)比（公路） 桿件體系桿件體系桿桿 件件長細(xì)比長細(xì)比 主桁桿件主桁桿件 受壓弦桿；受壓或受壓受壓弦桿；受壓或受壓-受拉腹桿受拉腹桿 僅受拉的弦桿僅受拉的弦桿 僅受拉的腹桿僅受拉的腹桿 100 130 180 聯(lián)接系桿件聯(lián)接系桿件 縱向聯(lián)接系、支點(diǎn)處橫向聯(lián)接系和縱向聯(lián)接系、支點(diǎn)處橫向聯(lián)接系和 制動(dòng)聯(lián)接系的受壓或受壓制動(dòng)聯(lián)接系的受壓或受壓-拉桿件拉桿件 中間橫向聯(lián)接系的受壓或受壓中間橫向聯(lián)接系的受壓或受壓-拉桿拉桿 件件 各種聯(lián)接系的受拉桿件各種聯(lián)接系的受拉桿件 130 150 200 桿件容許最

31、大長細(xì)比（鐵路）桿件容許最大長細(xì)比（鐵路） 桿件體系桿件體系桿桿 件件長細(xì)比長細(xì)比 主主 桁桁 桿桿 件件 弦桿；受壓或受反復(fù)應(yīng)力的桿件弦桿；受壓或受反復(fù)應(yīng)力的桿件100 不受活載的腹桿不受活載的腹桿150 僅受拉力的腹桿僅受拉力的腹桿 長度長度16m 長度長度16m 180 150 聯(lián)接系聯(lián)接系 桿桿 件件 縱向聯(lián)接系縱向聯(lián)接系 支點(diǎn)處橫向聯(lián)接系支點(diǎn)處橫向聯(lián)接系 單線單線110 雙線雙線150 制動(dòng)聯(lián)接系制動(dòng)聯(lián)接系130 中間橫向聯(lián)接系中間橫向聯(lián)接系150 2）桿件的自由）桿件的自由（計(jì)算）（計(jì)算）長度長度 主桁和聯(lián)接系桿件的自由長度主桁和聯(lián)接系桿件的自由長度 可按下表確定。可按下表確定。

32、桿桿 件件 彎曲平面彎曲平面 附附 注注 平面內(nèi)平面內(nèi)平面外平面外 主主 桁桁 弦弦 桿桿 1. *與該腹桿交會(huì)的主桁受拉弦桿，與該腹桿交會(huì)的主桁受拉弦桿， 其長細(xì)比應(yīng)不大于其長細(xì)比應(yīng)不大于100，否則其計(jì)算，否則其計(jì)算 長度另行計(jì)算。長度另行計(jì)算。 2.當(dāng)桿件兩端均與受壓桿件相連時(shí)，當(dāng)桿件兩端均與受壓桿件相連時(shí)， 其計(jì)算長度不小于該桿件兩連接栓其計(jì)算長度不小于該桿件兩連接栓 群中心間的距離。群中心間的距離。 3. 主桁各桿件的幾何長度（即桿主桁各桿件的幾何長度（即桿 端節(jié)點(diǎn)中距），如桿件全長被橫向端節(jié)點(diǎn)中距），如桿件全長被橫向 結(jié)構(gòu)分割時(shí)，則為其較長的一段長結(jié)構(gòu)分割時(shí)，則為其較長的一段長 度

33、。度。 4. 從相交點(diǎn)至桿端節(jié)點(diǎn)較長一從相交點(diǎn)至桿端節(jié)點(diǎn)較長一 段長度。段長度。 5. 縱向（橫向）聯(lián)接系桿件軸縱向（橫向）聯(lián)接系桿件軸 線與節(jié)點(diǎn)板連在主桁桿件的固著線線與節(jié)點(diǎn)板連在主桁桿件的固著線 交點(diǎn)之間的距離。交點(diǎn)之間的距離。 端斜桿、端立桿、連續(xù)梁中端斜桿、端立桿、連續(xù)梁中 間支點(diǎn)立柱或斜桿作為橋門間支點(diǎn)立柱或斜桿作為橋門 架時(shí)架時(shí) *0.9 桁桁 架架 腹腹 桿桿 無相交和無交叉無相交和無交叉*0.8 與桿件相交回交叉（不與桿件相交回交叉（不 含與拉桿相交叉）含與拉桿相交叉） 與拉桿相交叉與拉桿相交叉0.7 聯(lián)聯(lián) 接接 系系 無交叉無交叉 與拉桿相交叉與拉桿相交叉 0.7 與桿件相交

34、或相交叉（不包與桿件相交或相交叉（不包 括與拉桿相交叉）括與拉桿相交叉） 0 l ll ll ll l l 1 l 1 l 1 l 1 l 2 l 2 l 2 l 2 l l 1 l 2 l 開口式主桁（或主梁）受壓弦桿（或翼緣）的自由長度開口式主桁（或主梁）受壓弦桿（或翼緣）的自由長度 開口式橋的受壓弦桿（或翼緣），由于缺乏上平縱聯(lián)，其在垂直于桁架（或主梁）開口式橋的受壓弦桿（或翼緣），由于缺乏上平縱聯(lián)，其在垂直于桁架（或主梁） 平面方向的穩(wěn)定是靠行車系的橫梁與主桁豎桿（或主梁肱板）所組成的剛性半框架來平面方向的穩(wěn)定是靠行車系的橫梁與主桁豎桿（或主梁肱板）所組成的剛性半框架來 支撐，可將受壓

35、弦桿當(dāng)作支承于彈性地基上的壓桿考慮其平面外的穩(wěn)定問題。其自由支撐，可將受壓弦桿當(dāng)作支承于彈性地基上的壓桿考慮其平面外的穩(wěn)定問題。其自由 長度按下式計(jì)算：長度按下式計(jì)算： 式中：式中： 受壓弦桿（或翼緣）毛截面對豎軸的慣性矩（取整垮的平均值）；受壓弦桿（或翼緣）毛截面對豎軸的慣性矩（取整垮的平均值）； 橫向半框橫向半框 架間距；架間距； 橫向半框架（支點(diǎn)處半框架除外）上節(jié)點(diǎn)由于單位水平力所產(chǎn)生的水平橫向半框架（支點(diǎn)處半框架除外）上節(jié)點(diǎn)由于單位水平力所產(chǎn)生的水平 位移，按下式計(jì)算：位移，按下式計(jì)算： 式中：式中： 豎桿（或加勁肋）的高度，等于受壓弦桿（或翼緣）的截面重心至橫梁頂面的豎桿（或加勁肋）

36、的高度，等于受壓弦桿（或翼緣）的截面重心至橫梁頂面的 距離；距離； 兩個(gè)主桁（或主梁）間的中距；兩個(gè)主桁（或主梁）間的中距； 豎桿（或加勁肋）毛截面向主桁（或主豎桿（或加勁肋）毛截面向主桁（或主 梁）平面外彎曲的慣性矩；梁）平面外彎曲的慣性矩； 橫梁截面的慣性矩。橫梁截面的慣性矩。 4 0 2.23lEIa Ia 32 32 cb hBh EIEI h B c I b I 3. 板件的寬厚比限值板件的寬厚比限值 驗(yàn)算軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定的公式為：驗(yàn)算軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定的公式為： 式中：式中： 、分別為板件的寬（高）度和厚度；分別為板件的寬（高）度和厚度； 容許的板件寬厚比，按下頁表采用。

37、容許的板件寬厚比，按下頁表采用。 除鉚接角鋼的伸出肢外，軋制型鋼除鉚接角鋼的伸出肢外，軋制型鋼(工字鋼、工字鋼、H型鋼、槽鋼、型鋼、槽鋼、T形鋼、形鋼、 角鋼等角鋼等)的翼緣和腹板一般都有較大厚度，寬的翼緣和腹板一般都有較大厚度，寬(高高)厚比相對較小，都能厚比相對較小，都能 滿足局部穩(wěn)定要求，可不作局部穩(wěn)定驗(yàn)算。滿足局部穩(wěn)定要求，可不作局部穩(wěn)定驗(yàn)算。 bb tt b t t b 注：注：1） 、 見附圖。見附圖。 2） 當(dāng)壓桿平均應(yīng)力小于容許應(yīng)力當(dāng)壓桿平均應(yīng)力小于容許應(yīng)力 時(shí)，表中值除鉚接桿無鑲邊的伸出肢及角鋼的伸出肢外，時(shí)，表中值除鉚接桿無鑲邊的伸出肢及角鋼的伸出肢外， 可按規(guī)定放寬。其規(guī)

38、定為：根據(jù)該桿件計(jì)算壓應(yīng)力與基本容許應(yīng)力之比可按規(guī)定放寬。其規(guī)定為：根據(jù)該桿件計(jì)算壓應(yīng)力與基本容許應(yīng)力之比 在在 表表 中查出相中查出相 應(yīng)的值，再根據(jù)此值按本表算出該桿件容許的值。但在序號應(yīng)的值，再根據(jù)此值按本表算出該桿件容許的值。但在序號1、2兩項(xiàng)中的構(gòu)件不大于兩項(xiàng)中的構(gòu)件不大于50；在；在 序號序號3項(xiàng)中，主要桿件不大于項(xiàng)中，主要桿件不大于20，次要桿件不大于，次要桿件不大于22。 鋼壓桿單板（或板束）的寬度鋼壓桿單板（或板束）的寬度 與厚度與厚度 之比之比 （公路）（公路） 序號序號桿件類型及板束位置桿件類型及板束位置 桿件長細(xì)桿件長細(xì) 比比 Q235qQ345q 1箱形桿箱形桿桁梁平

39、面內(nèi)桁梁平面內(nèi) 603530 60 0.6 ,但不大于但不大于 50 0.5 ，但不大于，但不大于45 2 箱形桿箱形桿 H形桿形桿 垂直于桁架梁垂直于桁架梁 平面平面 503530 50 0.6 +5,但不大但不大 于于50 0.5 + ,但不大于但不大于45 3 H形或形或T形形 （伸出肢無（伸出肢無 鑲邊）鑲邊） 鉚接桿鉚接桿1210 焊接桿焊接桿 6014 ;0.15 +512 ; 0.2 60 主要桿件不大于主要桿件不大于18，次要桿件不大于，次要桿件不大于 20 4 鉚接桿角鋼鉚接桿角鋼 伸出肢伸出肢 受軸向力主要桿受軸向力主要桿12 支撐及次要桿支撐及次要桿16 bt bt 1

40、1 附圖附圖 單板（或板束）位置簡圖單板（或板束）位置簡圖 注：圖中注：圖中 、 ； 、 ； 、 ； 、 分別表示前、后頁表中序號分別表示前、后頁表中序號1、2、3、4項(xiàng)中的項(xiàng)中的 及及 。 主桁桿件的截面，應(yīng)主要集中在平行于主桁面的板上，但主桁桿件的截面，應(yīng)主要集中在平行于主桁面的板上，但H形壓桿的腹板厚度不宜小于：形壓桿的腹板厚度不宜小于： 鉚接桿鉚接桿0.4t；焊接桿；焊接桿0.5t（當(dāng)（當(dāng)t24mm)、0.6t（當(dāng)（當(dāng)t24mm）；）；t翼緣板厚度。翼緣板厚度。 b t 2 t b b3 3 t t3 b3 3 t t b3 2 t 3 b 3 t b2 b3 t t t 3b 3 2

41、 b 2 3 3 b 3b 1 1 b 4 4 2 t1 1b 2 b t2 t t2 2 b b1 1 t b 1 t 1 b2 2 1 b 1 t 2 b 2 t 3 b 3 t 4 b 4 tb t 組合壓桿板束寬度與厚度最大比例（鐵路）組合壓桿板束寬度與厚度最大比例（鐵路） 注同上表注同上表 b t b tb t 序序 號號 板板 件件 類類 型型 鋼鋼 材材 牌牌 號號 Q235qDQ345qD、E;Q370qD、EQ420qD、E 1H形截面中的腹板形截面中的腹板 603450304528 600.40 +10500.40 +10450.40 +10 2箱形截面中的板件箱形截面中的

42、板件 603350304528 600.30 +15500.30 +15450.30 +14.5 3 H形或形或T形形 無加勁的無加勁的 伸出肢伸出肢 鉚接桿鉚接桿1210 焊接桿焊接桿 6013.550124511 600.15 +4.5500.14 +5450.14 +4.7 4 鉚接桿角鋼鉚接桿角鋼 伸出肢伸出肢 受軸力受軸力 主要桿主要桿 1212 支撐及支撐及 次要桿次要桿 1616 btbtbt 2.3 受彎構(gòu)件的計(jì)算受彎構(gòu)件的計(jì)算 1. 承載力計(jì)算承載力計(jì)算 1）強(qiáng)度計(jì)算）強(qiáng)度計(jì)算 抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度 式中：式中： 驗(yàn)算截面的計(jì)算彎矩值；驗(yàn)算截面的計(jì)算彎矩值；驗(yàn)算截面處梁對驗(yàn)算截面

43、處梁對x軸的截面模量。軸的截面模量。 抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度 式中：式中： 驗(yàn)算截面的最大剪應(yīng)力；驗(yàn)算截面的最大剪應(yīng)力； 截面的計(jì)算剪力值；截面的計(jì)算剪力值； 中性軸以上的毛截面對中性軸以上的毛截面對 中性軸的面積矩；中性軸的面積矩； 毛截面慣性矩；毛截面慣性矩； 腹板厚度；腹板厚度；鋼板梁考慮截面上剪應(yīng)鋼板梁考慮截面上剪應(yīng) 力分布不均勻時(shí)容許剪應(yīng)力提高系數(shù)，按下列條件選用：當(dāng)力分布不均勻時(shí)容許剪應(yīng)力提高系數(shù)，按下列條件選用：當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ；當(dāng)；當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ；當(dāng)；當(dāng) 時(shí)，按線性插值取用。時(shí)，按線性插值取用。 其中，其中， 為假定剪力由腹板截面承擔(dān)的平均剪應(yīng)力。為假定剪力由腹板截面承擔(dān)的平均剪應(yīng)力。

44、 w x max w W M max M x W maxV x W VS C I t max VS x I w t V C max0 /1.25 1.00 V C max0 1.51.25 V C max0 1.251.5 0W W V h t 折算強(qiáng)度折算強(qiáng)度 式中：式中： 、 驗(yàn)算截面部位按凈截面計(jì)算的彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。驗(yàn)算截面部位按凈截面計(jì)算的彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。 折算應(yīng)力。折算應(yīng)力。 受斜彎曲受斜彎曲 式中：式中： 、 分別為繞截面分別為繞截面x、y軸的彎矩；軸的彎矩； 、 分別為對分別為對x、y軸的截面抵抗矩，軸的截面抵抗矩， 驗(yàn)算受拉翼緣為凈截面抵抗矩；驗(yàn)算受壓翼緣為毛截面抵抗矩；為

45、簡化計(jì)，均可按毛驗(yàn)算受拉翼緣為凈截面抵抗矩；驗(yàn)算受壓翼緣為毛截面抵抗矩；為簡化計(jì)，均可按毛 截面的重心軸計(jì)算；截面的重心軸計(jì)算； 斜彎曲作用下的容許應(yīng)力增大系數(shù)，按下式計(jì)算：斜彎曲作用下的容許應(yīng)力增大系數(shù)，按下式計(jì)算： 式中：式中： 、 分別為驗(yàn)算截面上由相互垂直的彎矩所產(chǎn)生的較小和較大的應(yīng)力。分別為驗(yàn)算截面上由相互垂直的彎矩所產(chǎn)生的較小和較大的應(yīng)力。 1 . 13 w 22 wred w red y x w xy M M C WW x M y M x W y W C 1 2 1 0.31.15 w w C 1w 2w 2）整體穩(wěn)定）整體穩(wěn)定 式中：式中： 構(gòu)件中部構(gòu)件中部1/3長度范圍內(nèi)的最

46、大計(jì)算彎矩；長度范圍內(nèi)的最大計(jì)算彎矩； 受彎構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，可受彎構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，可 按下式計(jì)算構(gòu)件的換算長細(xì)比按下式計(jì)算構(gòu)件的換算長細(xì)比 ，并按，并按 由軸心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)表查的相由軸心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)表查的相 應(yīng)的應(yīng)的 ，用以替代，用以替代 ； 系數(shù)，焊接構(gòu)件取系數(shù)，焊接構(gòu)件取1.8；鉚接構(gòu)件??；鉚接構(gòu)件取2.0； 構(gòu)件對鋼梁腹板構(gòu)件對鋼梁腹板y-y軸的自由長度；軸的自由長度； 、 構(gòu)件截面對構(gòu)件截面對x-x軸（強(qiáng)軸）和軸（強(qiáng)軸）和y-y軸軸(弱軸）的回轉(zhuǎn)半徑；弱軸）的回轉(zhuǎn)半徑；h梁全高。梁全高。 對箱形截面對箱形截面 =1.0。 雙軸對稱工字梁的整體穩(wěn)定臨界彎矩：雙

47、軸對稱工字梁的整體穩(wěn)定臨界彎矩： 將工字鋼將工字鋼 代入，并令：代入，并令： ，有，有 2 x M W M 2 e e 1 2 0 x e y lr h r 0 l x r y r 2 22 22 1 yt oy w cr oyyw EIGI l I M lIEI 2 4 wy II h 22 2 2 22 2 4 y cr cr xoyxe hEI ME I hl I 2 222 4 1 1 t oy y GI l EI h 3. 局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定 1）鋼梁翼緣板）鋼梁翼緣板 公路規(guī)范（公路規(guī)范（JTJ 025-86）規(guī)定，焊接鋼板梁的受壓翼緣板外伸寬）規(guī)定，焊接鋼板梁的受壓翼緣板外伸寬 度

48、不宜大于度不宜大于400mm，并不宜大于其厚度的，并不宜大于其厚度的12倍，用以保證其局部穩(wěn)倍，用以保證其局部穩(wěn) 定。定。 2）鋼梁腹板）鋼梁腹板 采用設(shè)置加勁肋來保證局部穩(wěn)定。公路規(guī)范規(guī)定：采用設(shè)置加勁肋來保證局部穩(wěn)定。公路規(guī)范規(guī)定： 當(dāng)當(dāng) （Q235鋼）和鋼）和 （Q345鋼）時(shí)，可不設(shè)置加肋；鋼）時(shí)，可不設(shè)置加肋； 當(dāng)當(dāng) （Q235鋼）和鋼）和 （Q345鋼）時(shí)，僅設(shè)置豎向加勁肋，其鋼）時(shí)，僅設(shè)置豎向加勁肋，其 間距應(yīng)滿足下式要求，且不得大于間距應(yīng)滿足下式要求，且不得大于2m： 式中：式中： 豎向加勁肋的間距（豎向加勁肋的間距（mm）；）； 腹板的厚度（腹板的厚度（mm）；）； 驗(yàn)算鋼板

49、梁處的腹板平均剪應(yīng)力（驗(yàn)算鋼板梁處的腹板平均剪應(yīng)力（MPa）。）。 當(dāng)當(dāng) （Q235鋼）和鋼）和 （Q345鋼）時(shí)，除設(shè)置豎向加勁肋外，鋼）時(shí)，除設(shè)置豎向加勁肋外， 尚需設(shè)置水平加勁肋。水平加勁肋宜布置在距受壓翼緣尚需設(shè)置水平加勁肋。水平加勁肋宜布置在距受壓翼緣 處。處。 為腹板的計(jì)算高度，對焊接梁為腹板的全高，對螺栓連接的鋼板梁為上、下翼緣角為腹板的計(jì)算高度，對焊接梁為腹板的全高，對螺栓連接的鋼板梁為上、下翼緣角 鋼內(nèi)排螺釘線的間距。加勁肋的截面選擇與構(gòu)造應(yīng)滿足公路規(guī)范（鋼內(nèi)排螺釘線的間距。加勁肋的截面選擇與構(gòu)造應(yīng)滿足公路規(guī)范（JTJ 025-86）的規(guī)）的規(guī) 定。定。 70 WW ht60

50、 WW ht ww 70/160ht ww 60/140ht 950 W t a aw t ww 160/280ht ww 140/240ht 4/5/ ww hh w h 1969年年11月月6日早晨，奧地利日早晨，奧地利 維也納已接近完工的多瑙河第維也納已接近完工的多瑙河第 4橋，在橋，在5秒鐘內(nèi)突然發(fā)出秒鐘內(nèi)突然發(fā)出3聲聲 巨大的爆炸聲，箱梁下翼緣失巨大的爆炸聲，箱梁下翼緣失 去局部穩(wěn)定，發(fā)生去局部穩(wěn)定，發(fā)生V字形突出字形突出 而損壞。而損壞。 2. 剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算 鋼板梁由汽車荷載（不計(jì)沖擊力）所引起的最大撓度鋼板梁由汽車荷載（不計(jì)沖擊力）所引起的最大撓度 與計(jì)算跨度與計(jì)算跨度 之比

51、不得超過容許值之比不得超過容許值 ，簡支鋼板梁的剛度驗(yàn)算公式如下：，簡支鋼板梁的剛度驗(yàn)算公式如下： 變截面簡支梁剛度計(jì)算近似公式為：變截面簡支梁剛度計(jì)算近似公式為： 式中：式中： 每延米的恒載；每延米的恒載； 每延米的活載；每延米的活載； 含有汽車沖擊力的梁跨中最大計(jì)算彎含有汽車沖擊力的梁跨中最大計(jì)算彎 矩；矩； 汽車沖擊系數(shù)，對公路鋼板梁橋汽車沖擊系數(shù)，對公路鋼板梁橋 ； 鋼板梁跨中截面的毛截鋼板梁跨中截面的毛截 面慣性矩；面慣性矩； 鋼板梁截面改變后支座附近截面的毛截面慣性矩；鋼板梁截面改變后支座附近截面的毛截面慣性矩； 容許撓度，容許撓度， 對鋼板梁對鋼板梁 （= 鐵路規(guī)范）鐵路規(guī)范）。

52、 w l w l x 5 / 48(1) wlp Mw l lEIqp xx1 xx 53 (1)/ 48(1)25 IIwlMp w l lEI qpI qp M 15 37.5 l x I x1 I /w l 1 / 600 w l 1 900 2.4 拉彎與壓彎構(gòu)件的計(jì)算拉彎與壓彎構(gòu)件的計(jì)算 1. 承載力計(jì)算承載力計(jì)算 1）強(qiáng)度計(jì)算）強(qiáng)度計(jì)算 單向受拉彎或壓彎單向受拉彎或壓彎 式中：式中： 驗(yàn)算截的計(jì)算軸心拉力或軸心壓力；驗(yàn)算截的計(jì)算軸心拉力或軸心壓力； 驗(yàn)算截面的計(jì)算彎矩；驗(yàn)算截面的計(jì)算彎矩； 驗(yàn)算截驗(yàn)算截 面的計(jì)算面積：拉彎構(gòu)件為凈截面面積面的計(jì)算面積：拉彎構(gòu)件為凈截面面積 ，壓彎構(gòu)

53、件為毛截面面積，壓彎構(gòu)件為毛截面面積 ； 驗(yàn)算截驗(yàn)算截 面處對主軸的計(jì)算截面模量：拉彎構(gòu)件為凈截面模量面處對主軸的計(jì)算截面模量：拉彎構(gòu)件為凈截面模量 ，壓彎構(gòu)件為毛截面量，壓彎構(gòu)件為毛截面量 ； 彎曲容許應(yīng)力。彎曲容許應(yīng)力。 上式中，當(dāng)上式中，當(dāng) 時(shí)，容許應(yīng)力值取時(shí)，容許應(yīng)力值取 ；當(dāng)；當(dāng) 時(shí)，容許應(yīng)力值取時(shí)，容許應(yīng)力值取 。 N MA n A m A W n W m W w NM AW NM AW W NM AW W 雙向拉彎或壓彎雙向拉彎或壓彎 或或 上兩式中的上兩式中的 是考慮承受斜彎曲、雙向拉彎或雙向壓彎時(shí)，任何形狀的是考慮承受斜彎曲、雙向拉彎或雙向壓彎時(shí)，任何形狀的 橫截面上一點(diǎn)到達(dá)

54、屈服強(qiáng)度后，其承載能力較單向受彎、拉彎或壓彎橫截面上一點(diǎn)到達(dá)屈服強(qiáng)度后，其承載能力較單向受彎、拉彎或壓彎 有更大的儲(chǔ)備，故以增大系數(shù)有更大的儲(chǔ)備，故以增大系數(shù) 來提高容許彎應(yīng)力。這種情況多見于來提高容許彎應(yīng)力。這種情況多見于 橋面系的橫梁。橋面系的橫梁。 1 y x xy M NM AWWC CC C w 2） 壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定 規(guī)范將壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗(yàn)算公式和彎矩作用平規(guī)范將壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗(yàn)算公式和彎矩作用平 面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算公式統(tǒng)一表達(dá)為：面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算公式統(tǒng)一表達(dá)為： 式中：式中： 計(jì)算軸向力；計(jì)算軸向力； 構(gòu)件中部構(gòu)件中部1/3跨

55、徑范圍內(nèi)的最大彎矩；跨徑范圍內(nèi)的最大彎矩； 構(gòu)件毛截面面積；構(gòu)件毛截面面積； 構(gòu)件毛截面模量；構(gòu)件毛截面模量； 軸心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，根據(jù)鋼種、截面形狀及軸心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，根據(jù)鋼種、截面形狀及 彎曲方向查表確定；彎曲方向查表確定； 彎矩增大系數(shù)。軸心壓力很小時(shí)，附加彎矩的影響可忽略不彎矩增大系數(shù)。軸心壓力很小時(shí)，附加彎矩的影響可忽略不 計(jì)。當(dāng)計(jì)。當(dāng) 時(shí)，取時(shí)，取 。當(dāng)。當(dāng) 時(shí)，取時(shí)，取 ，其值介于，其值介于0與與1之間。式中之間。式中 為受壓構(gòu)件容許應(yīng)力安全系數(shù)，為受壓構(gòu)件容許應(yīng)力安全系數(shù)， 為計(jì)算系數(shù)。對荷載組合為計(jì)算系數(shù)。對荷載組合取取 1.7， 1.0，；對荷載組合，；對

56、荷載組合時(shí)取時(shí)取 1.4， =1.4 。 受彎構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，根據(jù)構(gòu)件的換算長細(xì)比取用。驗(yàn)算壓彎構(gòu)件彎矩作受彎構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，根據(jù)構(gòu)件的換算長細(xì)比取用。驗(yàn)算壓彎構(gòu)件彎矩作 用平面內(nèi)的穩(wěn)定性時(shí)取用平面內(nèi)的穩(wěn)定性時(shí)取1.0。 1 1 m2m NM AW NM m A m W 1 1 1.0 1 0.15 N A 1 0.15 N A 2 1 2 1 m nN m EA 1 nm 1 nm 1 n m 2 2. 局部穩(wěn)定與剛度驗(yàn)算局部穩(wěn)定與剛度驗(yàn)算 1） 壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)算：與軸心受壓構(gòu)件相同，其局部穩(wěn)定仍采壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)算：與軸心受壓構(gòu)件相同，其局部穩(wěn)定仍采 用限制板件寬用限制板

57、件寬(高高)厚比的辦法來保證。厚比的辦法來保證。 2） 壓彎構(gòu)件的剛度驗(yàn)算：與軸心受壓構(gòu)件相同，仍采用限制構(gòu)件長細(xì)壓彎構(gòu)件的剛度驗(yàn)算：與軸心受壓構(gòu)件相同，仍采用限制構(gòu)件長細(xì) 比的辦法來保證。比的辦法來保證。 2.5 連接與支座的計(jì)算要點(diǎn)連接與支座的計(jì)算要點(diǎn) 1. 連接的計(jì)算要點(diǎn)連接的計(jì)算要點(diǎn) 1） 一般規(guī)定一般規(guī)定 鋼梁板件間的連接應(yīng)優(yōu)先采用焊接，桿件或梁段之間的連接可完全焊鋼梁板件間的連接應(yīng)優(yōu)先采用焊接，桿件或梁段之間的連接可完全焊 接、完全螺栓連接或栓焊混合連接。對主要受力結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用高強(qiáng)螺接、完全螺栓連接或栓焊混合連接。對主要受力結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用高強(qiáng)螺 栓連接；對次要構(gòu)件、構(gòu)造性連接和臨時(shí)連

58、接，可采用普通螺栓連接。栓連接；對次要構(gòu)件、構(gòu)造性連接和臨時(shí)連接，可采用普通螺栓連接。 只有在焊接和螺栓連接難以實(shí)現(xiàn)的情況下，才可以采用鉚釘連接。只有在焊接和螺栓連接難以實(shí)現(xiàn)的情況下，才可以采用鉚釘連接。 交匯于節(jié)點(diǎn)或拼接處的桿件軸線應(yīng)交于一點(diǎn)。不能相交時(shí)，應(yīng)考慮偏交匯于節(jié)點(diǎn)或拼接處的桿件軸線應(yīng)交于一點(diǎn)。不能相交時(shí)，應(yīng)考慮偏 心的影響。心的影響。 按彈性理論分析連接的內(nèi)力分布時(shí)，對承受軸向力的連接，可假定按按彈性理論分析連接的內(nèi)力分布時(shí)，對承受軸向力的連接，可假定按 照強(qiáng)度分配；對承受彎矩或扭矩的連接，可假定緊固件或焊縫所受的照強(qiáng)度分配；對承受彎矩或扭矩的連接，可假定緊固件或焊縫所受的 力與整

59、個(gè)連接群的形心距離成正比。力與整個(gè)連接群的形心距離成正比。 2） 焊接連接焊接連接 焊接連接的構(gòu)造要求詳見規(guī)范規(guī)定。焊接連接的構(gòu)造要求詳見規(guī)范規(guī)定。 在對接連接和在對接連接和T形連接中，承受彎曲應(yīng)力形連接中，承受彎曲應(yīng)力 和剪應(yīng)力和剪應(yīng)力 共同作用的對共同作用的對 接焊縫（焊透），按下式計(jì)算：接焊縫（焊透），按下式計(jì)算： 角焊縫和不焊透的對接縫，在垂直于焊縫長度方向剪應(yīng)力角焊縫和不焊透的對接縫，在垂直于焊縫長度方向剪應(yīng)力 和沿焊縫和沿焊縫 長度方向剪應(yīng)力長度方向剪應(yīng)力 共同作用處，按下式計(jì)算：共同作用處，按下式計(jì)算： 式中：式中： 對接焊縫的抗拉容許應(yīng)力；對接焊縫的抗拉容許應(yīng)力； 角焊縫的容許

60、應(yīng)力。角焊縫的容許應(yīng)力。 22 31.1 x y 22 xy 3） 高強(qiáng)螺栓連接高強(qiáng)螺栓連接 螺栓連接的構(gòu)造要求詳見規(guī)范規(guī)定。螺栓連接的構(gòu)造要求詳見規(guī)范規(guī)定。 每個(gè)抗滑移高強(qiáng)螺栓的容許承載力每個(gè)抗滑移高強(qiáng)螺栓的容許承載力 按下式計(jì)算：按下式計(jì)算： 式中：式中： 傳力摩擦面數(shù)；傳力摩擦面數(shù)； 摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)，鐵路橋一律采用鐵路橋一律采用0.45，公路橋按表采，公路橋按表采 用；用； 高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力，按表采用；高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力，按表采用； 安全系數(shù)，采用安全系數(shù)，采用1.70。 公路橋公路橋 摩擦系數(shù)摩擦系數(shù) 值表值表 l N l Nn P k n Pk 在連接處國際接觸面的處理方法在連接處