主桁杆件

三亚钢结构施工工程9秒前1阅读0评论

主桁杆件是桥梁结构中的关键部分，它承担着整个结构的重力和支撑作用。主桁杆件通常由多个平行的桁架组成，这些桁架通过焊接或螺栓连接在一起，形成一个整体框架。主桁杆件的设计需要考虑许多因素，包括材料强度、几何形状、重量分布等。在设计过程中，工程师会使用计算机辅助设计软件来模拟和优化主桁杆件的性能，以确保其能够承受预期的载荷并保持结构的完整性。主桁杆件还需要进行严格的质量控制，以确保其符合工程规范和标准。主桁杆件是桥梁结构中至关重要的部分，它的设计和制造需要经过精心的计算和测试，以确保桥梁的安全性和可靠性。

一、主桁杆件的材质

常见钢材
- 在一些铁路军用梁中，如六四式铁路军用梁，主桁构件采用16锰低合金钢钢材。加强型六四式铁路军用梁中的部分构件，如加强三角（代号21）的上弦和加强弦杆（代号23）以及各销接节点钣采用15锰钒氮低合金钢钢材，其余构件采用16锰低合金钢钢材，辅助端构架的所有杆件和节点钣也采用16锰低合金钢钢材。
- 主桁节点联结件（钢销和撑杆销栓）采用35硅锰合金结构钢，并经调质处理。

二、主桁杆件的断面特性

不等强设计 构件中杆件的承载能力不是按照等强度原则设计的。

三、主桁杆件的连接方式

桁架杆件的一般连接方式
- 对于一般的桁架杆件，交会点称为节点，连接方式有铆接、螺栓（普通螺栓或高强度螺栓栓接）、焊接等方式，早期还有枢接（现已不采用），在军用结构中有的还采用销接。普通螺栓的连接多用于临时性桁梁桥。
- 把交会的杆件以节点板连接而成桁架。铆接杆件早期多使用缀板和缀条，现在以型钢和整板为主；焊接杆件绝大部分用钢板。

四、主桁杆件的承载能力

压挠杆件承载能力的检算
- 主桁的上弦杆件（包括标准三角、加强三角和各种端构架的上弦）是兼受挠曲的承压杆件（压挠杆件）。其承载能力与多种因素有关，如钢材的基本容许应力、中心受压时容许应力的折减系数、杆件截面模量、杆件截面面积、分配在每片主桁上的上弦杆件的局部弯曲力矩值等。局部弯曲力矩值和荷载主桁片数及限制的行车速度等因素有关，在相同的设计技术条件下，主桁片数越少，局部弯曲力矩值越大，承载力越小；主桁片数越多，局部弯曲力矩值越小，承载力越大。
- 不同类型（如标准三角、加强三角）、不同轨距（标准轨距、一米轨距）、不同节间螺栓安装情况（如4米节间只装2只套管螺栓或满装4只横联套管螺栓）以及不同主桁片数时，上弦杆件的轴心承压和压挠承载能力有所不同，有具体的数值表格可供参考。

五、主桁杆件在不同类型桁架中的应用

按主要承重桁架形式分类
- 单柱式桁梁桥：主桁架是最简单的桁架，仅有两个三角形，腹杆只有中间一根竖杆，杆件构成这种桁架结构的一部分，在其中发挥着支撑和传力等作用。
- 双柱式桁梁桥：中间部分为几何可变形的长方形，其上弦为刚性梁，主桁杆件参与构建整体结构，保证结构的稳定性和承载能力。
- 三角形桁梁桥：主桁架为1846年英国人J.沃伦所提出，是较简单的桁架。若腹杆和弦杆成60角，便是由等边三角形组成的桁架，杆件传力路线简捷，材料用量较省，至今仍大量采用。在基本三角形桁架中，根据节间长度情况，还可派生出各种再分节间的三角形桁架，主桁杆件在不同形式的三角形桁架中的布局和受力情况有所不同。
- 斜压腹杆桁梁桥：在近代预应力混凝土结构中，仅竖杆预加应力，主桁杆件的布置影响着锚头布置等结构特性。
- 斜拉腹杆桁梁桥：主桁架竖杆受压，斜杆受拉，压杆长度比拉杆小，用于钢桁梁时，可因压杆长度较短而节省钢材，主桁杆件相互配合承担荷载并传递力。
- 交叉腹杆桁梁桥：主桁架腹杆交叉布置，可设计成受压杆件（豪氏桁架），也可设计成交叉腹杆受拉、竖杆受压的形式，主桁杆件的受力特性取决于设计方式。
- 菱形桁梁桥：主桁架由两组三角形桁架腹杆错开重叠布置而得，整体是几何不变形的结构，每节间的斜杆成双，每一斜杆承受一半的剪力，主桁杆件共同作用维持结构的稳定和承载功能。
- 多腹杆桁梁桥：早期腹杆用木板，后来用钢板加竖向加劲，也有用型钢的，主桁杆件在不同材料的腹杆构建中发挥相应的结构功能。
- K形桁梁桥：1830年首次应用，斜杆折成K形，当桁架较高、节间较小时，可使斜杆与竖杆间的夹角不致过小，主桁杆件的形态影响着桁架的结构特性。
- 空腹桁梁桥：主桁架不用斜杆，节点均为刚性，所有杆件同时受轴向力和弯矩，曲弦较平行弦的弯距为小，主桁杆件在这种特殊的结构形式下承担力的传递和平衡等功能。
按桁梁的结构体系分类
- 简支桁梁桥：18世纪70年代，美国C.H.帕克采用曲弦，使弦杆布置和弯矩图形较为相近，杆件截面比较均匀，用料较为经济。杆件长短不一，节点比较复杂，增加了制造与安装的困难。1829年法国工程师设计了上下弦均为曲弦的桁架（鱼腹式桁架），主桁杆件在这种结构体系中起着构建桥梁主体结构、承受荷载的重要作用。