钢桁架桥梁设计总结

钢桁架桥梁设计总结

区别于混凝土梁部一般设计流程，特编写钢桥设计流程，为初次设计钢梁提供一点参考与设计思路。

一．钢桥设计最终目的：

1.确定用最少的钢材但受力最优的杆件截面 2.确定传力简洁顺畅的连接方式

二．在确定钢桥方案后，一般钢桥包括的计算：

钢桥的设计是一个迭代循环的过程，但是截面的选取顺序还是以主桁优先。

1.主桁截面的粗选（初估联结系与桥面后） 2.主桁截面的检算 3.联结系的检算 4.桥面的检算

5.主桁、联结系、桥面稳定后的主桁、联结系以及桥面的最终检算 6.连接计算（各部分杆件之间的连接方式以及节点板、拼接板、焊缝与螺栓计算）

7.预拱度计算及实现方式 8.伸缩缝的计算设计

三．主桁的粗选

3.1选取的原则：按照钢材的容许应力为屈服应力的1/1.7确定主桁需要的截面面积，从而粗选主桁截面。

以Q370为例：

对于拉杆：拉杆受强度、疲劳控制，应力为370/1.7=217.6Mpa，拉杆应力计算采用扣除螺栓消弱后的净面积，并考虑杆件由于刚接的次应力，所以拉杆杆件需要面积采用：杆件内力/150

对于压杆：压杆受强度、稳定控制，检算稳定时考虑容许应力折减，所以压杆一般由稳定控制。检算压杆，采用毛面积，粗选截面时压杆杆件需要面积采用：杆件内力/160。杆件越长截面越小，压杆容许应力折减越多，所以对于长细杆，可以采用压杆杆件需要面积：杆件内力/140。

粗选主桁后，控制大的指标，读取主桁的支反力、刚度条件是否符合规范。

3.2内力控制组合

主力：恒载+活载+支座沉降

3.3计算模型

平面一次成桥模型

建模方式：a、cad中导入主桁杆件

b、施加荷载，注意二恒的取值，平面一次成桥模型的二恒：

（整体二恒+初估联结系+初估桥面）/主桁片数

3.4截面迭代

用编写好的excel读取midas模型中的主力最大最小轴力迭代截面，迭代次数一般大于3次。（参考286截面选取excel）

按照粗选后的截面，先总体分析主桁的整体受力特性，为下一步主桁截面检算及截面优化修改打下基础。

四．主桁截面的检算

进一步细化主桁截面：

1.综合考虑主力下主桁杆件的轴力、弯矩组合应力 2.压杆的整体稳定与局部稳定 3.拉压杆的疲劳

4.1内力控制组合

主力：恒载+活载+支座沉降，读取主力下最大最小内力时相应的其他内力，每个单元共6组内力值。

4.2平面一次成桥模型

4.3截面优化

分析杆件受力形式，对于检算没通过的杆件，分析没通过的原因，按照检算的结果对应修改优化截面。（参考286主桁截面检算excel）

对于修改后的截面，自己整体分析截面是否与钢桥主桁内力相吻合。

五．联结系的检算

联结系包括纵横向联结系：平联与横联。作用:与主桁一起是桥跨形成稳定的空间结构，承受纵横向荷载，联结系受横向风力影响较大。 4.1平联

4.1.1内力控制组合

恒载+活载+风力（弯梁需要考虑摇摆力与离心力）

4.1.2计算模型

空间模型，空间模型二恒的加载不同于平面一次成桥，空间中的二恒是钢桥真正的二恒。

4.1.3平联检算

读取midas平联控制组合下的内力，用编写好的excel检算平联。（参考286联结系截面检算excel） 4.2横联

4.1.1内力控制组合

主力+温度+风力（弯梁需要考虑摇摆力与离心力）

4.1.2计算模型

空间模型

4.1.3横联检算

读取midas横联联控制组合下的内力，用编写好的excel检算横联。（参考286联结系截面检算excel）

检算前先了解联结系在恒载以及风力作用下的受力特性，为联结系截面的优化提供修改依据。

六．桥面的检算

对于桥面计算，不同的桥面有不同的计算方式，但是桥面计算的原理相当，应该从理解桥面计算的目的-----计算途径着手。

以286钢桁拱桥面计算为例阐述桥面计算的一般流程。

6.1桥面布置与杆件组成

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