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主桁桿件

主桁桿件是橋梁結構中的關鍵部分,它承擔著整個結構的重力和支撐作用。主桁桿件通常由多個平行的桁架組成,這些桁架通過焊接或螺栓連接在一起,形成一個整體框架。主桁桿件的設計需要考慮許多因素,包括材料強度、幾何形狀、重量分布等。在設計過程中,工程師會使用計算機輔助設計軟件來模擬和優化主桁桿件的性能,以確保其能夠承受預期的載荷并保持結構的完整性。主桁桿件還需要進行嚴格的質量控制,以確保其符合工程規范和標準。主桁桿件是橋梁結構中至關重要的部分,它的設計和制造需要經過精心的計算和測試,以確保橋梁的安全性和可靠性。
主桁桿件 裝飾家裝施工 第1張

一、主桁桿件的材質

  • 常見鋼材
    • 在一些鐵路軍用梁中,如六四式鐵路軍用梁,主桁構件采用16錳低合金鋼鋼材。加強型六四式鐵路軍用梁中的部分構件,如加強三角(代號21)的上弦和加強弦桿(代號23)以及各銷接節點鈑采用15錳釩氮低合金鋼鋼材,其余構件采用16錳低合金鋼鋼材,輔助端構架的所有桿件和節點鈑也采用16錳低合金鋼鋼材。
    • 主桁節點聯結件(鋼銷和撐桿銷栓)采用35硅錳合金結構鋼,并經調質處理。

二、主桁桿件的斷面特性

  • 不等強設計 構件中桿件的承載能力不是按照等強度原則設計的。

三、主桁桿件的連接方式

  • 桁架桿件的一般連接方式
    • 對于一般的桁架桿件,交會點稱為節點,連接方式有鉚接、螺栓(普通螺栓或高強度螺栓栓接)、焊接等方式,早期還有樞接(現已不采用),在軍用結構中有的還采用銷接。普通螺栓的連接多用于臨時性桁梁橋。
    • 把交會的桿件以節點板連接而成桁架。鉚接桿件早期多使用綴板和綴條,現在以型鋼和整板為主;焊接桿件絕大部分用鋼板。

四、主桁桿件的承載能力

  • 壓撓桿件承載能力的檢算
    • 主桁的上弦桿件(包括標準三角、加強三角和各種端構架的上弦)是兼受撓曲的承壓桿件(壓撓桿件)。其承載能力與多種因素有關,如鋼材的基本容許應力、中心受壓時容許應力的折減系數、桿件截面模量、桿件截面面積、分配在每片主桁上的上弦桿件的局部彎曲力矩值等。局部彎曲力矩值和荷載主桁片數及限制的行車速度等因素有關,在相同的設計技術條件下,主桁片數越少,局部彎曲力矩值越大,承載力越小;主桁片數越多,局部彎曲力矩值越小,承載力越大。
    • 不同類型(如標準三角、加強三角)、不同軌距(標準軌距、一米軌距)、不同節間螺栓安裝情況(如4米節間只裝2只套管螺栓或滿裝4只橫聯套管螺栓)以及不同主桁片數時,上弦桿件的軸心承壓和壓撓承載能力有所不同,有具體的數值表格可供參考。

五、主桁桿件在不同類型桁架中的應用

  • 按主要承重桁架形式分類
    • 單柱式桁梁橋:主桁架是最簡單的桁架,僅有兩個三角形,腹桿只有中間一根豎桿,桿件構成這種桁架結構的一部分,在其中發揮著支撐和傳力等作用。
    • 雙柱式桁梁橋:中間部分為幾何可變形的長方形,其上弦為剛性梁,主桁桿件參與構建整體結構,保證結構的穩定性和承載能力。
    • 三角形桁梁橋:主桁架為1846年英國人J.沃倫所提出,是較簡單的桁架。若腹桿和弦桿成60角,便是由等邊三角形組成的桁架,桿件傳力路線簡捷,材料用量較省,至今仍大量采用。在基本三角形桁架中,根據節間長度情況,還可派生出各種再分節間的三角形桁架,主桁桿件在不同形式的三角形桁架中的布局和受力情況有所不同。
    • 斜壓腹桿桁梁橋:在近代預應力混凝土結構中,僅豎桿預加應力,主桁桿件的布置影響著錨頭布置等結構特性。
    • 斜拉腹桿桁梁橋:主桁架豎桿受壓,斜桿受拉,壓桿長度比拉桿小,用于鋼桁梁時,可因壓桿長度較短而節省鋼材,主桁桿件相互配合承擔荷載并傳遞力。
    • 交叉腹桿桁梁橋:主桁架腹桿交叉布置,可設計成受壓桿件(豪氏桁架),也可設計成交叉腹桿受拉、豎桿受壓的形式,主桁桿件的受力特性取決于設計方式。
    • 菱形桁梁橋:主桁架由兩組三角形桁架腹桿錯開重疊布置而得,整體是幾何不變形的結構,每節間的斜桿成雙,每一斜桿承受一半的剪力,主桁桿件共同作用維持結構的穩定和承載功能。
    • 多腹桿桁梁橋:早期腹桿用木板,后來用鋼板加豎向加勁,也有用型鋼的,主桁桿件在不同材料的腹桿構建中發揮相應的結構功能。
    • K形桁梁橋:1830年首次應用,斜桿折成K形,當桁架較高、節間較小時,可使斜桿與豎桿間的夾角不致過小,主桁桿件的形態影響著桁架的結構特性。
    • 空腹桁梁橋:主桁架不用斜桿,節點均為剛性,所有桿件同時受軸向力和彎矩,曲弦較平行弦的彎距為小,主桁桿件在這種特殊的結構形式下承擔力的傳遞和平衡等功能。
  • 按桁梁的結構體系分類
    • 簡支桁梁橋:18世紀70年代,美國C.H.帕克采用曲弦,使弦桿布置和彎矩圖形較為相近,桿件截面比較均勻,用料較為經濟。桿件長短不一,節點比較復雜,增加了制造與安裝的困難。1829年法國工程師設計了上下弦均為曲弦的桁架(魚腹式桁架),主桁桿件在這種結構體系中起著構建橋梁主體結構、承受荷載的重要作用。
主桁桿件 裝飾家裝施工 第2張主桁桿件 裝飾家裝施工 第3張主桁桿件 裝飾家裝施工 第4張主桁桿件 裝飾家裝施工 第5張

主桁桿件的材質選擇標準

主桁桿件的連接方式對比

主桁桿件在橋梁設計中的應用

主桁桿件承載能力的影響因素

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