鋼橋設(shè)計一般要求和原則

鋼橋一般用鋼板、型鋼等加工制作而成，加工工序多，工藝復(fù)雜，要求較高的技術(shù)和工廠專業(yè)化生產(chǎn)。為了便于控制和保證鋼橋的質(zhì)量，鋼橋一般采用工廠焊接構(gòu)件，工地現(xiàn)場拼裝（高強(qiáng)螺栓連接或工地焊接）。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要與架設(shè)方案統(tǒng)籌考慮，應(yīng)以經(jīng)濟(jì)合理、便于加工、方便運(yùn)輸安裝和檢查維護(hù)為準(zhǔn)。

鋼橋是高強(qiáng)、輕型薄壁結(jié)構(gòu)，截面和自重比混凝土橋小，跨越能力大。同時，鋼橋的剛度相對較小，變形和振動比混凝土橋大。為了保證車輛行駛安全和舒適性、避免過大的變形和振動對鋼橋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響，鋼橋必須有足夠的整體剛度。規(guī)范規(guī)定，由汽車荷載所引起的豎向撓度（deflection），不應(yīng)超過一定的容許值。

在恒載作用下，橋梁結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生變形，為了保證鋼橋成橋后的橋面線形盡可能與線路設(shè)計線形一致，當(dāng)恒載撓度較大時，橋跨結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)預(yù)拱度（Camber）。公路鋼橋規(guī)范規(guī)定，當(dāng)結(jié)構(gòu)重力和靜活載產(chǎn)生的豎向撓度超過跨徑的1/1600時，應(yīng)設(shè)預(yù)拱度，其值等于結(jié)構(gòu)重力與1/2靜活載產(chǎn)生的豎向撓度之和，起拱應(yīng)做成平順曲線。如橋面在豎曲線上，預(yù)拱度應(yīng)與豎曲線縱坡一致。對于鋼橋采用工地焊接時，還必須考慮由于焊接產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形。特別是當(dāng)鋼橋面板采用焊接，鋼梁底板和腹板采用螺栓連接的混和連接結(jié)構(gòu)形式橋梁，在支架上無應(yīng)力狀態(tài)連接時，焊接產(chǎn)生的變形較大，甚至接近或超過恒載撓度。

為了防止鋼橋的橫向失穩(wěn)和過大的橫向振動，橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)具有必要的橫向剛度。特別是鐵路鋼橋，往往是橋?qū)捿^窄、活載大、列車的蛇行運(yùn)動容易產(chǎn)生橫向振動，橫向穩(wěn)定問題較為突出。在特大跨度公路鋼橋中，寬跨比減小，也有可能出現(xiàn)橫向失穩(wěn)，特別是大跨度鋼拱橋，應(yīng)該從構(gòu)造和結(jié)構(gòu)尺寸兩方面保證結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定。通常，跨長超過橋?qū)挼?/span>20倍時，應(yīng)該驗(yàn)算橋梁結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定。橋跨結(jié)構(gòu)在施工架設(shè)時期也應(yīng)保證橫向和縱向的傾覆穩(wěn)定性。公路鋼橋規(guī)范規(guī)定，穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)不小于1.3。

鋼橋設(shè)計不僅要滿足使用階段的受力和工作性能要求，而且應(yīng)分析施工吊裝和調(diào)整支座等受力狀況，使鋼橋在施工過程中滿足應(yīng)力和變形的要求。考慮到吊裝過程中的慣性作用和其他不可預(yù)見的不利因素影響，公路鋼橋規(guī)范規(guī)定，鋼橋施工驗(yàn)算時起頂設(shè)備及結(jié)構(gòu)本身都應(yīng)按起頂重力增加30％驗(yàn)算。

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