主桁桿件

三亞鋼結構施工工程03-25702閱讀0評論

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。

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。