今天给各位分享大跨度桥梁工程论文十篇的知识，其中也会对美国《时代周刊》杂志评选了百年世界十大最恶劣塌桥事故进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！
本文导读目录：
1、大跨度桥梁工程论文十篇
2、刚架拱桥范例6篇
3、刚架范文10篇
关键词：土木工程专业；桥梁工程；课程教学；教学研究
中图分类号：G6420；TU997文献标志码：A文章编号：10052909（2015）06008604一、桥梁工程课程绪论部分内容的重要性
桥梁工程课程是土木工程专业的一门必修课，其内容主要是各门专业基础课知识在桥梁工程中的综合应用，是一门实践与理论并重的专业技术课[1]。桥梁工程课程实践性很强，教学中应注意激发学生对桥梁工程课程的兴趣，充分调动学生学习的积极性和能动性；此外，课堂教学还应注意与工程背景相结合，以提高教学质量。“绪论”是课程的开始，良好的绪论教学是课程教学的良好开始。在桥梁工程课程绪论部分的教学中，通过优化整合桥梁的定义与功能、分类、跨径发展、桥梁美学与造型、技术创新、灾害与应对措施以及全球交通网络等知识点，可以让学生对该门课程有个整体的认识，了解桥梁工程的发展历史与发展现状，激发学生学习该门课程的积极性。同时，适应土木工程专业培养方案的需要，结合桥梁工程自身特点，在课堂讲授中整合与优化绪论的讲解内容，改善教学手段，对提高课程教学质量是十分重要和必要的。
二、桥梁工程课程绪论部分内容的整合优化
（一）桥梁的定义与功能
按百科全书的定义，桥梁是跨越障碍（河流、峡谷、道路等）的结构工程物。桥梁在学科分类上，属于土木工程专业的一个分支，是道路工程的关键部位与核心工程；在环境美学上，桥梁往往又是当地的标志性建筑物。相对于隧道，桥梁固定于地表各处，形体庞大，构造各异，承受交通荷载及自然环境的影响。桥梁的本质特征为用自身的跨越能力实现连接，跨越行为是桥梁结构的本质。在课堂教学中，可以结合学校周围或本地的桥梁来讲述桥梁的作用与重要性。
（二）桥梁的分类
高等建筑教育2015年第24卷第6期
曾勇 ，等桥梁工程课程绪论部分教学内容的整合优化
桥梁的分类很多，按桥梁用途来划分，有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、人行桥、农桥、运水桥（渡槽）以及其他专用桥梁（如用作通过管路、电缆等的桥），当然主要的是公路桥与铁路桥。随着轨道交通的发展，公路铁路两用桥也日益增多。按跨径大小分类，依据中国《公路工程技术标准》（JTG B01-2003），桥梁可以分为特大桥、大桥、中桥与小桥。多孔跨径总长L>1000 m，单孔跨径Lk > 150 m，属于特大桥；多孔跨径总长100 m≤L≤1 000 m，单孔跨径L k > 150 m，属于大桥；多孔跨径总长30 m（40 m）
由于桥梁分类众多，课堂讲授时应突出重点，根据学生的专业特点，抓住主要的分类方式，如按结构体系、建筑材料、用途等进行分类的方式应作重点讲解；而把按行车道的位置划分桥梁的内容放到拱桥章节去讲授，因为拱桥的主要分类方式是按行车道的位置来分类的。在后续讲授斜拉桥或悬索桥内容时，也会涉及到按材料进行桥梁分类的知识点。同时，授课时还应注意各个分类之间的组合，如大跨度预应力混凝土连续刚构等。
（三）桥梁的跨径发展
近年来，中国的桥梁建设发展迅速，桥梁跨径不断增加，许多桥梁建设达到世界水平，取得了举世瞩目的成就。已建成的著名桥梁有：主跨1 088 m的苏通长江大桥（钢箱梁斜拉桥），2012年前是世界第一跨度斜拉桥；主跨1 650 m的舟山西堠门悬索桥（世界第二跨度悬索桥）；主跨550 m的上海卢浦大桥（钢箱拱桥）；主跨552 m的重庆朝天门长江大桥（钢桁拱桥）。这些著名桥梁代表着中国桥梁建设的水平，受到世界桥梁界的高度赞誉。课堂讲授时，应该对不同桥型展开讲授，并注意内容的侧重点，抓住几种有代表性的桥型进行讲述，力求简单明了，与生活贴近。如，钢悬臂桁架梁桥的主跨在19世纪初超过500 m，而后极少修建，该类桥梁中国也较少见，课堂讲授时一般仅简单提及。钢连续桁架梁桥19世纪50年代至今，单孔跨度控制在200 m～300 m之间，向更大跨度发展的可能性较小，课堂教学时，可以结合武汉长江大桥与南京长江大桥来讲授。中国混凝土拱桥，即万县长江大桥，则在1997年达到了420 m，超过了克罗地亚主跨390 m的KRK-1号桥。钢拱桥在20世纪30年代就超过500 m，发展相对平稳。进入21世纪后，在中国出现了2座主跨500米以上的钢拱桥，即主跨550 m的卢浦大桥与主跨552 m的朝天门长江大桥。钢斜拉桥从1950年主跨约200 m到今天主跨超过1 000 m，钢悬索桥主跨从1930年主跨约1 000 m到今天约2 000 m，发展都很迅速。
课堂讲授时，应重点突出中国桥梁在跨径上的突破，并配以相应的桥梁图片，增强教学效果，激发学生的学习兴趣，以达到事半功倍的效果。
（四）桥梁的美学与造型
相对隧道而言，桥梁的直观性强，造型优美，视觉效果较好，往往给人以较强的震撼力；相对道路而言，桥梁是交通的关键部位，更能引起人们的关注。对桥梁的美学与造型应给予重点关注，讲授桥梁的跨径发展时，也需要借助图片或动画予以讲解。桥梁是土木工程皇冠上的明珠[2-3]。桥梁结构的形式与造型多种多样，为桥梁工程师们的设计提供了无限的空间，也最能体现桥梁工程师们对桥梁结构的理解和热爱[2]。在课堂教学中引入美学思想，可以激发学生学习该课程的兴趣和求知欲望，引导学生更好地理解与认识桥梁，提高学生的审美情趣，达到更好的教学效果。
（五）桥梁的技术创新与发展动力
桥梁的发展史其实就是一部技术创新史。最早的桥梁可能源自雷击而倾于河上的树木。拱是曲线中最优美的线型，中国文字“桥”即是“木”与“拱”象形复合而成的。因此，绪论部分的课堂教学应重视这一内容的讲解。
赵州桥又名安济桥，建于公元610年，是位于中国河北的一座著名石拱桥，也是目前世界上最古老的保存得最完好的大跨度单孔敞肩坦弧石拱桥。赵州桥圆弧拱的跨度大，通航净空大。这种跨度大、扁平率低的单孔1/4圆拱桥梁结构，是桥梁史上的一个奇迹。赵州桥被誉为“国际土木工程里程碑建筑”。
桥梁结构设计分析理论、电子计算机技术、建筑材料、施工工艺、行业竞争等因素的发展和进步，是推动桥梁工程发展的内在动力[4]。经济发展、社会需求和技术创新，为桥梁工程提供了所需要的设计计算理论、计算手段、建筑材料、机械装备、施工技术等，对桥梁工程的发展有着直接的支撑作用。
英国工业革命后，世界钢铁产量快速增长，以钢材为主要承重材料的工程结构得到较大的发展，钢桥开始大量出现。20世纪30年代经济大萧条后，美国为了经济的恢复和持续增长，修建了大量高速公路，钢拱桥和钢悬索桥由此得到了较快的发展。二战后，由于钢材短缺，混凝土桥梁大量出现，斜拉桥、正交异性钢桥面板、混凝土塔、挂篮悬浇、预应力技术、连续刚构、钢砼组合结构等新的结构和技术应运而生，并出现了许多先进的施工技术，如悬臂拼装、顶推、移动模架、大型浮吊整体吊装架设等[4]。日本经济的发展，推动了高速铁路的发展，相继建成了多座世界级的大跨度斜拉桥和悬索桥。20世纪80年代以来，中国改革开放，经济的腾飞促使公路铁路迅猛发展，桥梁建设成就辉煌，建成了大量连续刚构拱桥、大跨斜拉桥、大跨度悬索桥等世界级的大跨度桥梁。
（六）桥梁灾害事件的发生与应对措施
尽管桥梁建设取得了瞩目的成就，但是不时出现的桥梁事故与灾害仍无法回避[5]。古今中外发生的桥梁灾害事故很多， 2007年8月，美国《时代周刊》杂志评选了百年世界十大最恶劣塌桥事故。每次事故都是一个血的教训，重要的是应思考导致桥梁事故发生的原因。
1940年11月7日，在风中振颤的塔库马大桥在八级大风荷载的动力作用下，经过剧烈扭曲震荡后，吊索崩断，桥面结构解体损毁，半跨坠落水中，桥梁最终倒塌（见图1）。当年人们未能全面认识悬索桥受力体系，也没有足够重视空气动力对桥梁的影响。塔库马大桥的倒塌促使桥梁风工程学的诞生，推动了桥梁工程的发展，至今仍有警示意义。
魁北克大桥在施工中先后出现2次工程垮塌事故（见图2）。这座桥主跨度为549米，是当时全世界最长的悬臂桥。1907年8月，大桥杆件失稳引起全桥倒塌，19 000吨钢材落入水中，造成75人死亡。1916年9月，中间跨度最长的一段桥身在被举起过程中掉落水中，11名工人被夺去了生命。垮塌的原因之一是南锚跨靠近主墩的下弦杆的压屈导致大桥在施工过程中倒塌。稳定问题是力学中的一个重要分支，桥梁失稳事故促进了桥梁稳定理论的发展，桥梁技术的发展使桥梁稳定问题更显重要。
1970年，位于澳大利亚墨尔本的一座钢箱梁桥（密尔福德天堂桥）倒塌。钢箱梁桥本来已有很长的历史了，由于二战后钢结构焊接与安装技术的发展，钢箱梁桥跨度做得越来越大，箱壁尺寸越来越薄。最终由于钢箱梁板件的焊接残余应力、几何缺陷发生失稳，导致该桥倒塌。工程师从该桥的垮塌中认识到薄壁箱梁的剪力滞后效应，由此推动了薄壁构件设计理论的发展。
湖南凤凰桥在拆除桥上的脚手架时发生垮塌，事故造成64人遇难。2008年汶川大地震，2010年青海玉树大地震，均造成道路、桥梁损毁严重。位于震中的汶川县附近道路基础设施受到严重破坏，其中桥梁震害最为典型和严重。
因此，在课堂教学中，应适时引入桥梁灾害事故的介绍，并适当进行评述，既完成了教学内容的讲授，也活跃了课堂气氛，还拓展了学生的工程视野，能收到较好的教学效果。此外，这些桥梁灾害事故案例，与后面章节教学的内容是相关的，在绪论部分引入这些章节，为后面章节的教学提前作好铺垫。
（七）全球交通网络
加拿大人类学家费利克斯―菲兰德将美国国家海洋与大气管理局、国家地理空间情报局等机构的人类出行数据与地球夜景照片进行叠加，形成了地球上错综复杂的交通网络。从中可以看出，空中交通与海路交通已相对完善，但是陆路交通还较匮乏，尤其是洲际公路中跨越海峡的桥梁建设较薄弱。
由于全球化与世界经济的发展，跨海工程也不再是可望而不可及的宏伟蓝图，21世纪或将迎来世界范围内更大规模的桥梁建设高潮[6-8]。著名海峡通道方案有白令海峡工程、直布罗陀海峡工程、墨西拿海峡工程、厄勒海峡工程、马六甲海峡工程、大带海峡工程、博斯普鲁斯海峡工程等。中国交通运输部已制定了“五纵七横”国道主干线规划，其中“二纵二横”已基本连通。全部工程要求2020年前完成五个跨海工程，自北向南依次跨越渤海海峡、长江口、杭州湾、伶仃洋、琼州海峡。其中，渤海海峡与琼州海峡跨海工程尚在规划中，长江口与杭州湾跨海工程已经建成通车，伶仃洋（粤港澳）跨海工程正在建设中。
通过这部分知识点的讲授，帮助学生认识到作为土木工程的桥梁工程建设是一项大有可为的事业，有很大的发展空间，学生们毕业后能够施展自己的才能。由此使学生感到学习桥梁工程不再是一门枯燥的事情，而是跟自己的事业发展和自身的生活密切相关，学习桥梁工程课程还能与世界相联系，从而激发学生课程学习的热情与积极性。
三、结语
良好的绪论教学是桥梁工程课程教学良好的开始。在桥梁工程课程教学中，应结合土木工程专业培养方案要求和桥梁工程课程的自身特点，优化整合绪论部分的内容，改善教学方法，活跃课堂教学气氛，激发学生学习知识的兴趣，提高教学效果，培养素质高、实践能力强的桥梁工程专业人才。
参考文献：
[1]周水兴.桥梁工程[M].2版.重庆：重庆大学出版社，2011.
[2]陈艾荣，盛勇，钱峰.桥梁造型[M].北京：人民交通出版社，2004.
[3]曾勇，谭红梅.桥梁工程教学中若干能力培养的探索[J].高等建筑教育，2014，23（2）：66-69.
[4]李亚东.桥梁工程概论[M].北京：人民交通出版社，2008.
[5]阮欣，陈艾荣，石雪飞.桥梁工程风险评估[M].北京：人民交通出版社，2008.
[6]万明坤，等.桥梁漫笔[M].北京：人民交通出版社，1997.
[7]唐寰澄.世界著名海峡交通工程[M].北京：中国铁道出版社，2004.
[8]中国公路学会桥梁和结构工程分会.面向创新的中国现代桥梁[M].北京：人民交通出版社，2009.
On the teaching of introduction content of bridge engineering course
ZENG Yong1， TAN Hongmei1，WU Guoxiong1，2，DONG Lili1，3
（1. School of Civil Engineering， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074， P. R. China；
2.Chongqing Jianzhu College， Chongqing 400072， P.R. China；
3. College of Architecture and Urban Planning， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074， P.R. China）
大跨度桥梁工程论文篇2
关键词：公路大跨径桥梁 设计与施工 重要问题
中图分类号：U442 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（c）-0052-02
基于对公路大跨径桥梁设计和施工过程的理解，公路大跨径桥梁在设计和施工过程中，与普通的桥梁明显区别，要想提高公路大跨径桥梁的设计和施工效果，就应当掌握公路大跨径桥梁的特点，并且在设计和施工过程中予以有效避免，保证公路大跨径桥梁的设计和施工能够满足技术要求和标准要求，在技术全面性和技术先进性上能够达到预期目标，提高公路大跨径桥梁的设计和施工质量。
1 公路大跨径桥梁设计理论的发展
桥梁工程结构设计的过程也就是如何处理桥梁结构的安全性（可靠性、耐久性）、适用性（满足功能要求及行车舒适性）、经济性（包括建设费用和维修养护费用）及美观性的过程。传统的桥梁结构设计，要求设计者根据设计要求和实践经验，参考类似的桥梁工程设计，通过判断去构思设计方案，然后进行强度、刚度和稳定等各方面的计算。
2 公路大跨径桥梁设计与施工的主要问题
2.1 公路大跨径桥上部结构的设计和施工是关键
对于公路大跨径桥梁而言，上部结构的设计和施工是关键。在上部结构设计过程中，应当对大跨度桥梁的结构形式进行有效选择，同时提高上部结构的承载力，使公路大跨径桥梁的上部设计能够趋于合理。在具体的施工过程中，应该重点做好上部结构的施工，使上部结构的施工强度和施工质量能够达到图纸要求，满足桥梁的施工需要，使大跨径桥梁的上部施工能够在整体质量上达到相关要求。所以，公路大跨径桥梁做好上部结构的设计和施工是关键。
2.2 下部结构应能满足上部结构对支撑力的要求
除了要做好大跨径桥梁的上部结构设计和施工之外，还应当根据上部结构的支撑需要，做好大跨径桥梁的下部结构设计和施工。在支撑方式、支撑力确定以及下部结构形式的确定上，能够保证大跨径桥梁的下部结构设计和施工达到具体的使用要求和质量指标。因此，在大跨径桥梁设计和施工过程中，做好下部结构的设计和施工同样重要。所以，根据公路大跨度桥梁的施工需要，合理地做好下部设计和施工，对公路大跨度桥梁的施工而言具有重要意义。
2.3 下部结构在外形上要做到与上部结构相互协调、布置均匀
基于对公路大跨径桥梁的了解，在公路大跨径桥梁的设计和施工过程中，下部结构应当与上部结构进行统一设计，在承载力要求、质量要求以及施工内容上都进行有效协调，使得大跨度桥梁的上部结构与下部结构能够在施工设计阶段满足质量要求，提高设计的合理性和有效性。同时，还应当在施工阶段采取有针对性的施工措施，使大跨径桥梁的上部结构和下部结构能够在施工质量上达到预期目标，提供桥梁的承载力。
3 公路大跨径桥梁设计与施工的优化措施
3.1 加劲梁横截面的优化
为了提高公路大跨径桥梁设计和施工质量，在具体的设计和施工过程中，应当对加劲梁的横截面进行有效优化，使加劲梁的横截面能够具备较强的强度，满足大跨径桥梁的使用需要，并且提高横截面的强度指标，使桥梁在使用过程中能够具有较强的承载力，提高大跨径桥梁的施工质量和使用寿命，保证大跨径桥梁在施工过程中能够取得积极效果。由此可见，对加劲梁横截面进行适当的优化，是提高大跨径桥梁设计和施工质量的关键。
3.2 斜拉索或主缆的动力优化
基于对大跨径桥梁的了解，斜拉索或主缆的动力对大跨度桥梁的设计和施工质量有着非常重要的影响，提高斜拉索或主揽的动力，不但能够提高桥梁的自身承载力，同时还能够保障桥梁的设计和施工质量达到预期目标，提高桥梁的整体施工效果。因此，在公路大跨径桥梁的设计和施工过程中，应当对斜拉索或主缆的动力进行有效优化，使斜拉索或主缆的动力能够在整体有效性上得到全面提升，保证斜拉索或主缆的动力能够满足桥梁的使用需要。所以，在设计和施工阶段，应当对斜拉索或主缆的动力进行明确的要求。
3.3 索力调整优化
从目前公路大跨径桥梁的结构来看，斜拉索结构是重要的施工结构。在斜拉索结构中，斜拉索的动力及斜拉索的承载力，对桥梁的施工质量和使用寿命有着非常具体的影响，提高斜拉索的承载力，并且对斜拉索的索力进行有效优化，既是提高大跨径桥梁施工质量的关键措施，同时也是满足大跨径桥梁施工需要的重要方法。因此，应当对斜拉索的索力进行有效调整和优化，使斜拉索的索力能够满足大跨径桥梁的施工需要，在设计和施工阶段掌握斜拉索的阻力数值，确保大跨径桥梁的设计和施工能够取得积极效果。
3.4 索塔的结构优化
在大跨径桥梁施工过程中，索塔是关系到斜拉索承载力的关键结构件，提高索塔的施工强度和索塔的承载力，既能够满足大跨径桥梁的施工需要，又能够达到提高施工质量和延长桥梁使用寿命的目的。因此，应当在大跨径桥梁设计和施工阶段，对大跨径桥梁的索塔进行合理的优化，使索塔能够在整体设计结构上具有一定的合理性，并且在实际施工中能够根据施工需要进行合理的调整，满足施工要求，提高大跨径桥梁的施工质量。
4 结语
通过该文的分析可知，在公路大跨径桥梁的设计和施工过程中，掌握正确的设计和施工方法，不但能够提高公路大跨径桥梁的施工质量，同时还能够确保公路大跨径桥梁在使施工效果和施工有效性以及使用寿命上得到有效提高。因此，我们应当认识到设计和施工的重要性，并对设计和施工过程中的重要问题进行全面分析和研究，掌握公路大跨径桥梁的设计和施工特点，为大跨径桥梁的设计和施工奠定良好的基础。使大跨径蛄涸谑┕す程中能够获得完善的技术支持，在具体的施工质量和施工有效性上能够得到全面提高。
参考文献
[1] 李胜利.大跨径悬索桥施工期暂态结构抗风性能及控制[D].哈尔滨工业大学，2010.
大跨度桥梁工程论文篇3
关键词：大跨径连续刚构桥；施工监控；理论研究
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
连续刚构桥是墩梁固接的桥梁形式。它是在连续梁桥和T型刚构桥的基础上发展起来的大跨径桥梁最常用的形式之一，具有跨越能力大，行车舒适，无需大型支座等特点。该类桥梁特别适合于跨越深谷、大河、急流的桥位。今年以来，在西部大开发的交通建设中，穿越山岭重丘区架设在陡坡深谷之间的高墩大跨度桥梁日益增多，给高墩、大跨度连续刚构桥的发展带来了新的机遇；同时，如何有效地提高该类桥梁的施工控制水平，确保结构的安全和稳定，保证结构的受力合理和线形平顺，为大桥安全、顺利地建成提供技术保障，是施工别需要关注的问题。
1工程概况
甘肃某大桥主桥上部结构：右幅采用32.8+2X60+32.8m、左幅采用32.2+2X58+32.2m的预应力混凝土连续刚构箱梁，箱梁根部高度为3.6m，跨中高度为1.8m，箱梁根部底板厚60cm，跨中底板厚28cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按1.8次抛物线变化。箱梁跨中腹板厚50cm，支点腹板厚70cm，顶板厚度25cm。箱梁顶宽12.25m，底宽6.15m，顶板悬臂长度3.05m，悬臂板端部厚度18cm，根部厚60cm。箱梁顶设有2%的双向横坡，箱梁浇筑分段长度分别为：3.5m和4m，边、中跨合拢段长2m，边跨现浇段长右幅为3.72m，左幅为4.12m(到理论跨径线距离)。箱梁纵向采用预应力，钢束每股直径15.24mm，大吨位群锚体系；0号段竖向预应力筋采用精轧螺纹钢筋。下部结构：桥墩采用双肢薄壁墩，壁厚1m，宽3m，横向与箱底同宽。桥墩承台厚2.75m，基础采用桩径1.5m的钻孔灌注桩。桩基按纵、横向各两排布置，每墩共4根桩。桥台采用桩柱式桥台，桩径1.5m。
2施工监控目的和意义
为了确保大桥在施工过程中结构内力和变形始终处于安全范围内，成桥线形符合设计要求，结构恒载受力状态接近设计期望，在施工过程中必须进行严格的施工监控。通过现场的监控量测，达到如下目的：
（1）通过对挂篮的现场静载试验，消除挂篮的永久变形，测试各部位的弹性变形，为立模高程提供依据。
（2）通过对桥梁实施线形控制，尽量减少结构尺寸与设计尺寸的偏差，最终误差应符合桥规的规定，把尺寸偏差控制在一定范围内，保证桥梁顺利合拢、成桥线形符合设计要求。
（3）通过对结构主要截面的应力监测，使实际应力状态与设计应力状态的误差在允许范围内变化，避免可能的工程事故。
3施工监控原则与方法
3.1控制原则
为了实现施工控制的目的，在施工过程中必须修正各种影响成桥目标实现的参数误差的影响，以确保成桥后结构内力和线形满足设计要求。根据预应力混凝土连续刚构桥的结构类型、受力特点而确定的施工监控原则是以主梁标高控制为主，主梁应力控制为辅。
具体来讲，在施工控制过程中，应坚持如下几条原则：
（1）状态线形要求
线形主要指主梁线形和桥面线形。在施工过程中，主梁线形满足施工状态理论期望值要求；成桥后（通常是长期变形稳定后）主梁线形（控制点的平面坐标和标高）和桥面标高的偏差要满足设计容许的偏差范围。
（2）受力要求
受力要求主要指要确保主梁控制截面的内力（或应力）在施工期间处于安全范围内；同时在成桥恒载状态下，主梁应力也应满足设计要求。
（3）调控手段
对于主梁线形的调整，最直接有效的手段是通过调整当前悬浇梁段立模标高，使主梁的实际线形与理论期望值相符合；对于桥面线形的调整，可以通过小幅调整铺装层厚度使线形达到目标状态。
3.2控制方法
预应力混凝土连续刚构桥悬浇施工过程复杂，影响控制精度的参数较多，如：主梁刚度与自重、挂篮刚度与自重、混凝土收缩徐变、结构温度、施工荷载等。在计算施工监控的理论值时，计算参数一般都取自《桥规》中的建议值。为了消除因设计参数取值不确切而引起的设计计算与实际施工的不一致性，在施工过程中必须对这些参数进行识别和预测。对于重大的设计参数误差，提请设计方进行理论设计值的修改，对于常规的参数误差，通过优化进行调整。
（1）设计参数识别
通过在施工状态下对状态变量（主梁标高和应力应变）实测值与理论值的比较，以及设计参数影响分析，识别出设计参数误差量。
（2）设计参数预测
根据已施工节段设计参数误差量，采用合适的预测方法（如灰色模型等）预测未来节段的设计参数可能误差量。
（3）优化调整
施工监控主要以主梁标高控制为主，主梁应力控制为辅，优化调整也就以这二方面的因素建立控制目标函数（和约束条件）。
4施工监控的主要内容
施工监控的主要内容有：（1）箱梁高程线形监控；（2）箱梁平面线形监控；（3）箱梁和薄壁墩控制断面应力监控；（4）箱梁温度监控。对于大型大桥一般采用线形监控为主和应力监控为辅的双控措施。本文主要介绍高程线形控制和应力控制的主要方法。
4.1高程线形控制
对于高程线形监控，目前一般有卡尔曼滤波法、自适应控制法和人工网络神经（BP网络）等方法。由于自适应控制方法易于被广大工程技术人员理解和掌握，已在多座桥梁建设中成功应用，因此，该大桥在高程线形监控方面采用自适应控制方法。自适应控制方法进行箱梁高程监控，其关键技术有三点：箱梁理论标高的计算；箱梁挠度测试方法；实测数据处理，参数识别，预测立模标高。
4.2应力控制
施工控制中应对结构分析所确定的关键截面的受力情况进行应力监控，适时发出安全预警以采取处置措施和保证结构安全。应力控制是将现场实测值和理论计算值相比较，通过二者偏差调整设计参数修正计算模型，以达应力控制的目的。目前应力检测是通过检测应变来反映，而应变检测常用钢弦式应力计和钢筋式应力计。钢弦式应力计由于具有性能稳定、使用简便、受温度影响小且适于长期观测而得到广泛应用。为了减小温度的影响，观测宜安排在早晨进行，这样能将温度引起的误差降到最低。
(1)施工监控工作应向桥梁运营阶段延伸
桥梁运营期间的应力和挠度监测能进一步检验施工控制效果，能完善和提高设计和施工控制技术水平，同时能预测和预报桥梁运营期间可能出现的病害。
(2)施工控制技术有待进一步研究和完善
施工控制分析专用程序的完善有助于减少工作量及避免人为出错。在影响箱梁挠度的众多因素中，对温度因素应特别重视，徐变及温度因素影响需深入研究和进一步完善。
(3)充分重视施工过程的管理
施工中应认真做好监控所需的试验数据，如挂蓝变形、混凝土重度、混凝土弹模等，这些数据对准确计算、预测起到重要作用，不可忽视。同时应认真控制好箱梁截面特征参数、荷载。
参考文献：
[1]向中富.桥梁施工控制技术. 北京：人民交通出版社，2001.
[2]范立础.桥梁工程.北京：人民交通出版社.2001 .
[3]马保林，李子青.高墩大跨连续刚构桥．北京：人民交通出版社.2001 .
大跨度桥梁工程论文篇4
[关键词]sap2000；连续梁桥；跨径比例
中图分类号：U448.21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0348-01
0 引言
连续梁桥具有较为优越的力学性能，并且桥面平顺性好，有利于高速行车。在预应力混凝土的广泛应用下，连续梁桥的跨度达到了150m，数量上也仅次于简支梁桥了。预应力钢筋的应用使桥梁的受力能够很好地按照人的意愿，而等截面能够方便施工。因此，本文以三跨连续梁桥为例，从寻找等截面连续梁桥边跨最大正弯矩和支座处负弯矩的绝对值相等的情况所对应的边中跨比例出发，讨论连续梁桥合理跨径比例。
1 sap2000的相关设置
模型选用梁，最左面的支座取铰支座，其余支座取滚动支座。荷载只取自重乘数为1的自重。运行的荷载工况只有DEAD。其余取默认设置。对应不同的边中跨径比例，均取桥梁总长为18米不变。所以所得各弯矩图具有可比性。
2 三跨连续梁桥
当中跨与相邻边跨的跨径比例为1.00：0.80时，各跨最大正弯矩近似相等。如图1所示。
但是，此时支座处的负弯矩几乎达到了各跨最大正弯矩的两倍。
取三跨等跨时，边跨最大正弯矩与支座处负弯矩接近多了。如图2所示。
结合结构力学的弯矩线性叠加原理等分析易知，增加边跨跨径，可以相对增加边跨正弯矩。在sap2000程序中调整中间两支座坐标，经几次尝试，可得当桥长不变时，取中跨与边跨跨径比例为1.00：1.25时，边跨最大正弯矩与支座处负弯矩绝对值相等。如图3所示。
3 对上述计算结果的再分析
当调整到图3的边中跨比例时，尽管边跨最大正弯矩与支座处负弯矩的绝对值大小相等了，但是，与三等跨的情况相比较，边跨最大正弯矩值增大了0.21，而支座处负弯矩尽减小了0.02，弯矩图的面积增大了。
若每一横断面采用相同的配筋，与等跨情况相比，节省的钢筋量并不多。而若适当减小边中跨比，边跨最大正弯矩可减小很多，譬如，调整到图一所示情况，边跨最大正弯矩就减小了0.26。而对于支座处增加的较为集中的负弯矩，达到0.11的增量，可采取支座处横断面上部多配预应力钢筋的措施，具有较好的经济效益。
4 结论
考虑到方便施工，本文讨论了等截面连续梁桥。通过sap2000的模拟分析计算，发现当边跨最大弯矩与支座处负弯矩绝对值相等时，整个边跨的弯矩都较大。从经济的角度出发，建议适当减小边中跨比例，采取支座处横断面上部配置适当预应力钢筋的措施抵抗支座处较为集中的弯矩。
参考文献
[1] 姚玲森.桥梁工程.北京：人民交通出版社.2008：235.
[2] 罗永坤、彭俊生、蔡婧.结构分析方法与程序应用.北京.科学出版社.2014：74-91.
大跨度桥梁工程论文篇5
关键词：多跨连续梁桥 桥梁检测 荷载试验 承载力
中图分类号：U4 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0116-01
1、工程概况
常平桥横跨寒溪河东西两岸，位于东莞市常平至大朗路段。该桥全长128m，为8×16m普通钢筋混凝土连续梁桥。桥宽40m，为双向八车道，分左右两幅，横向布置为：3.2m（人行道）+4.4m（慢车道）+0.5（防撞栏）+2×11.75 m（行车道）+0.5m（防撞栏）+4.4m（慢车道）+3.2m（人行道）。该桥上部结构为分离式钢筋混凝土双箱双室等截面连续箱梁，由2片箱梁组成。原设计荷载等级为汽-20级，挂-100（相当于公路二级）。
2、静载试验
2.1 试验目的及测点布置原则
根据外观检测及常平桥的实际运营情况，为了保证桥梁的正常安全运营，掌握目前桥梁的工作性能并对其承载能力进行评估，决定对其进行结构静载试验；主要控制截面在最不利荷载加载下的挠度测试。
根据要求，选择靠近常平镇的前两跨作为试验跨，以前两跨支座、四分点、跨中为挠度测试截面。
挠度观测采用精密水准仪进行，在试验孔的支点、0.25L、0.5L和0.75L位置布置观测点。
上部结构静力试验取支座和第二跨跨中断面为控制截面，以最不利布载方式，共计两个工况，分别为：
工况1：第一二跨中间支座负弯矩和挠度的最不利位置的布载。
试验分为四级加载和三级加载，一级卸载。
2.2 试验成果
结构分析采用专业有限元程序进行计算。主梁用空间梁格法，单跨模型共计3914个梁单元，2252个节点，结构离散如图2.2所示。
3、结论与建议
本次静载试验加载效率为1.0，满足规定值0.95～1.05的加载要求，从挠度及应变试验结果可见，结构基本处于弹性工作状态。实测挠度值均小于理论挠度值，结构刚度较大；因此此桥的静力特性良好，满足规范要求.
参考文献：
大跨度桥梁工程论文篇6
【关键词】 无伸缩缝桥梁；有限元分析；变形量；合理跨径
【中图分类号】 TU721.2 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）04-022-02
1 引言
近年来，在桥台台背回填处出现沉陷或断裂、桥台与梁端间伸缩缝处出现高低不平的台阶，车辆通过桥台时出现跳车现象，即在桥台处最常见的道路病害就是桥头跳车。由桥梁伸缩装置引发的问题一直困扰着广大的交通建设者，无伸缩缝桥公路管理部门每年都要投入大量的资金用作桥头台阶处理，其中大部分用于伸缩装置的制造、安装、日常养护、维修及更换；加上跳车、伸缩装置养护、维修、更换时造成交通阻塞，通车流量下降，带来了不可预计的间接经济损失和不良的社会影响，因而受到公路部门的极大关注。
因此，研究、设计和制造使用更好的伸缩装置固然十分重要，但从另一方面讲，如能采用无伸缩装置的桥梁结构，则是从根本上解决桥梁由于伸缩装置遭受损坏而导致的一系列问题。世界各国的学者都在努力寻求最好的伸缩缝结构，得到的结论是“最好的伸缩缝是无伸缩缝”。
虽然，国内外桥梁界对于无缝桥梁的研究，取得了一定的研究成果。但迄今为止，国内外尚没有一个被公认为成熟的设计原则和标准，国内外的许多学者仍然在不断地致力于对这项内容的科学技术研究。无缝桥梁的设计理论、施工技术还存在一些问题：①结构整体刚度的协调性；②桥梁跨度的局限性；③结构设计理论不够完善。如何解决上述问题，对无缝桥梁的进一步推广起到至关重要的作用。
目前无伸缩缝桥梁还主要依靠实践经验和一些不完整的技术文献进行设计。由于缺乏正确的理论指导，尽管很多工程师们知道无伸缩缝桥梁的优越性，仍然不敢大胆设计，这就给无伸缩缝桥梁的应用和推广带来了很多的不便。鉴于此，本文就无缝桥梁跨度的局限性进行分析研究，得出适合无缝桥梁的合理跨度。
2 计算模型
本文对普通钢筋混凝土等截面简支T形梁桥建立模型，有伸缩缝桥梁主梁直接放置在桥台上，搭板对主梁受力没有影响，在模型中不包括搭板和桥台，仅在主梁始末端约束其竖向位移，在桥墩处同样考虑桥墩与地基是固结的。由于无伸缩缝桥梁的主梁、桥台和桩基础构成整体，我们假定主梁和桥台、桥台与桩基础在连接处是固接的，如图2所示的无伸缩缝桥梁的刚架受力模型。本文模拟无伸缩缝桥梁模型边界条件考虑桥墩桥台与地基固结，约束其X、Y、Z三个方向的位移。
根据公路桥涵同用设计规范（JTGD60-2004），桥梁结构在整桥计算时，汽车荷载采用车道荷载加载。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。公路-Ⅰ级车道荷载均布荷载标准值为qk=10.5KN/m；集中荷载标准值按以下规定选取：桥梁计算跨径小于或等于5米时，Pk=360KN；桥梁计算跨径在5m～50m之间时，Pk值采用直线内插求得。本桥宽度为8.5米，设计车道为2车道。本桥采用公路-Ⅰ级车道荷载标准。经换算均布荷载fq=2470.6N/m2；集中荷载经内插后fp=180+■×2×103/8.5N/m（I为跨径）。
主梁上部结构为T形断面，顶板宽度为1.7m，底板宽度为1.7m，翼缘板厚度为0.2m，其他细部尺寸见图1，该桥桥面总宽度为8.5米，其组成为：0.75米（人行道）+7.0米（行车道）+0.75米（人行道）。主梁混凝土材料采用C40，弹性模量为3.25*104MPa，温度膨胀系数为1.0*10-5，泊松比为0.2。
图1 T梁横断面图（单位：cm） 图2 刚架受力模型
由文献[3]知：对于不同跨径有适合其最优的梁高值，见表1。
表1 各种跨径最优梁高值
本文分别对有伸缩缝简支梁及无伸缩缝简支梁桥建立实体模型，跨径分别为20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m、60m，近而通过比较分析主梁两端沿顺桥向的变形，得出适合无伸缩缝简支梁桥的合理跨径。
3 有限元分析
本文用Midas/Civil程序分别对不同跨度的有伸缩缝与无伸缩缝桥梁进行建模分析， 有伸缩缝桥梁与无伸缩缝桥梁的三维有限元梁格标准模型分别如图3、4所示。并对计算结果进行了分析比较。分析数据如表2所示。
由上述计算结果可以看出：
3.1 有伸缩缝与无伸缩缝桥梁沿顺桥向的变形值随着跨径的增大而逐渐增大。
3.2 有伸缩缝桥梁较无伸缩缝桥梁相比，同等跨径，同样的受力条件下，沿顺桥向的变形值明显增大，原因在于：无伸缩缝桥梁的主梁、桥台、基础形成一个整体，并且桥台处搭板的作用对桥台与主梁结点是有利的，而有伸缩缝桥梁主梁直接放置在桥台上，搭板对主梁受力没有影响。
3.3 当跨径为20m时，有伸缩缝较无伸缩缝相比，变形量增大了11.44%，说明跨径为20m，以及
3.4 当跨径从25m～45m之间，后者较前者的变形量减少的幅度基本都维持在30%左右，说明无伸缩缝较有伸缩缝桥梁来讲，变形量明显降低且自身的变形量不大，所以采用无伸缩缝桥梁的优势显得尤为突出，尤其是当跨径为25～35m时，可以看成是无缝桥梁的合理跨径。
3.5 当跨径为50m时，有伸缩缝桥梁变形量为27.20mm，无伸缩缝桥梁变形量为22.82mm，相比降低16.11%，虽然值有所减少，但不设伸缩缝时的变形量较大，很可能导致主梁开裂等不良现象，所以设置伸缩缝是有必要的。
3.6 当跨径为60m时，有伸缩缝与无伸缩缝桥梁的变形量相比，仅增大了3.48%，说明对于大跨径桥梁来讲，无伸缩缝与有伸缩缝桥梁的变形量相差很小，无伸缩缝桥梁不但从减小变形量的角度已经很不明显了，而且由于跨径的较大，变形量本身很大，桥梁无法适应无伸缩缝桥梁。所以，对于跨径≥60m的桥梁，必须设置伸缩缝来适应桥梁的变形。
4 结论
通过研究，得出如下结论：
4.1 有伸缩缝与无伸缩缝桥梁沿顺桥向的变形值随着跨径的增大而逐渐增大。
4.2 同等跨径，同样的受力条件下，有伸缩缝较无伸缩缝桥梁相比沿顺桥向的变形值均有增大。
4.3 当跨径≤20m时，无伸缩缝桥梁的优势表现的不是很明显，且其自身的变形量很小，从构造简单 ，施工方便的角度出发，建议采用无伸缩缝桥梁。尤其是当跨径为25～35m时，无伸缩缝桥梁的变形量明显降低且自身的变形值不大，采用无伸缩缝桥梁的优势显得尤为突出，可以看成是无缝桥梁的合理跨径。当跨径为40m左右时，如果构造上可以采取有效措施降低桥梁的变形值，优先采用无伸缩缝桥梁。但对于跨径≥50m的桥梁，变形量本身很大，无伸缩缝与有伸缩缝桥梁的变形量相差很小，所以必须设置伸缩缝来适应桥梁的变形。
参考文献
1 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）[S].
北京：人民交通出版社，2004
2 李志文.桥梁结构优化设计基础[M].北京：人民交通出版社，1982
3 林文.无伸缩缝预应力T梁桥梁高优化设计[M].湘潭大学自然科学
学报，2007
4 彭大文等.“无伸缩缝桥梁的发展综述”.中国土木工程学会桥梁及
结构工程学会第14届年会论文集.同济大学出版社.上海，2000
5 Edward and P. Wasserman.“Record Length Jointless Bridge”.Portland
Cement Association Engineered concrete Structures.Vol.12.NO.2.
August，1999
6 Edward.P.Wasserman and JohnH.Walker.“Integral Abutments for Steel
Bridges”.American Iron and Steel Institute.Highway Structures Design
Handbook.Vol.Ⅱ.chap.5.October，1996：U.S.A
7 无伸缩缝桥梁桥台与主梁的结点构造及受力性能研究.陈朝慰.[硕
士学位论文].福州：福州大学土建学院，2003.5
8 张亮.宁夏元.设置小边跨的无缝连续梁桥设计[J].中南公路工程，
大跨度桥梁工程论文篇7
【关键词】连续刚构；桥梁；施工控制技术。
中图分类号：U445文献标识码： A 文章编号：
连续刚构是一种固接墩梁的连续性桥梁。连续刚构桥梁的建立是以T型刚构桥与连续梁桥为基础，并逐步发展成大跨度连续钢构桥梁的常见形式，它具有不需要大型支座、墩梁固结、行车舒适、伸缩缝少、跨度大等的优点。这一类桥梁十分适用于激流、大河、跨越深谷、既有线等桥位。近些年来，随着我国经济的发展以及西部大开发的建设，在山岭及重丘区其深谷之间架设起越来越多的大跨径连续钢构桥梁，使得这一类桥梁得到了迅速的应用及推广，为连续刚构桥梁的进一步发展提供了新机遇，但同时也面临着严峻的挑战，在连续刚构桥梁的建设过程中如何增强其施工控制技术的水平，保证桥梁结构的稳定与安全，确保桥梁结构的线形平顺及受力合理等问题都是大跨径连续刚构桥梁施工控制中值得注意的问题。
工程简介
某省高速公路河段大桥的桥型为大跨度连续刚构桥，其桥梁跨径布置有（80+2×140+80）米。上部结构为预应力混凝土的变截面单箱单室箱梁。桥梁跨中及其端部之间的梁高为3.5m，底板有0.5m厚；桥梁根部的梁高有8.0m，底板有1.5m厚。
大跨径桥梁主桥的下部分结构采用的是双薄壁空心墩。桥墩的横向宽度有7.0m，8号与6号桥墩的单片墩有3.0m宽；9号则有3.5m宽，其壁厚为1.0m。桥梁的桥墩承台为整体式，即（16.0m×26.8m×4.5m），桥墩承台的挖孔灌注直径为2.5m。
上部结构的悬臂施工选用挂篮对称浇筑方法，1号与0号块在托架以及墩顶上完成浇筑，剩余施工段则为挂篮悬臂浇筑；桥梁合龙段使用吊架施工。
大跨径连续刚构桥梁施工过程的模拟方法
对大跨径连续刚构桥梁施工过程进行模拟分析对于桥梁施工控制来说十分重要，将工程的实际情况作为理论模型，来计算桥梁结构各个阶段的挠度及内力。在计算过程中，分散各个主梁为梁单元，而3个墩底作为固接，两边跨端则作为链杆支承。将各阶段施工的预加力、荷载、收缩及徐变及单元几何等数据带入数据文件中，然后分别进行前进分析及后退分析计算。
大跨径连续刚构桥梁施工控制原则
大跨径连续刚构桥梁在实际施工中必定经过多次的荷载变化、单元数量变化以及体系的转换，相对其他类型桥梁施工来说较为复杂。因此，为了确保工程的质量，必须对桥梁的施工进行全方位的施工控制，尤其是施工中桥梁结构的应力分布及变形分布状况，从而保证桥梁结构受力以及成桥线形状态与设计状态相一致。施工控制应遵守以下原则：1.施工控制的重点内容在于截面的内力及应力；2.悬臂施工段的合龙其相对高差不能大于20mm；3.严格控制由桥面的线形调节而导致的厚度绝对值及平均值；4.桥面的预拱度应符合混凝土徐变年限、1/2活载作用、二期恒载的徐变要求。
大跨径连续刚构桥梁施工控制内容
大跨径连续刚构桥梁施工控制内容主要有：1.箱梁的高程线形；2.箱梁的平面线形；3.薄壁墩及箱梁的截面应力；4.箱梁的温度控制。在一般情况，施工控制的重点在于线形以及应力的控制，因此主要分析这两者的控制方法。
5.1箱梁的高程线形监控
针对箱梁高程线形的控制，常用的方法有BP网络法、自适应监控法以及卡尔曼滤波法等几种。但相较而言自适应监控法更能易掌握，因此被广泛应用于连续钢构桥梁的高程线形施工控制中，本文所研究的该座大桥其施工控制也选用了自适应监控法。监控过程中，主要的技术点有：计算箱梁的理论标高；测试箱梁的挠度；箱梁的立模标高预测、数据处理、参数识别，现分析如下：
5.1.1计算箱梁的理论标高
在进行正式的施工控制之前，首先准备好箱梁预拱度线形、目标线形等线形的设计。并在确定其理论曲线之后，根据预拱度的曲线来决定箱梁的立模标高：
Fi 竣工+fi后期徐变+fi½的静载量+Hi设计=Hi立模
其中：Fi 竣工指的是连续钢结构的某一个部分立模后，因为后期施施工工艺的影响而导致变形，而这一变形一直存在到桥梁的竣工时；
fi后期徐变指的是在连续钢结构桥梁成桥竣工之后由于混凝土而产生的变形，且可以运用刚结构的计算而获得；
fi½的静载量指的是由于二分之一静载量的作用而导致桥梁的变形；
Hi设计指的是连续钢结构桥梁在i阶段中的设计标高，这一标高主要从设计方案中获得；
Hi立模指的是连续钢结构桥梁在i阶段中的立模标高。
实施标高控制应在实际情况与理论模型相一致的前提下，可运用上述的计算式来确定立模标高，并于阶段施工中确保立模标高放样的准确性，以便顺利完成施工监控的目的。
5.1.2测试箱梁的挠度
在该座大桥箱梁挠度的测试中，分4次对箱梁的悬臂浇注环节进行测量，其顺序为：1.挂篮在移动之后；2.节段的混凝土浇筑结束后；3.预应力筋在张拉之前；4.预应力张拉之后。4次测量不但能够对施工的关键环节进行严格的控制，同时更实现了施工监控的全面需求。
5.1.3箱梁的立模标高预测、数据处理、参数识别
在大跨径连续刚构桥梁的施工过程中，这3个环节有着互相连接、相互制约的关系。进行施工控制时，要求能够准确及时地处理实测数据，针对可依数据应及时复查、复测；参数识别则是以箱梁挠度4次测量所得的结果作为根据来分析设计参数，在参数修正后运用控制计算式来重新计算桥梁结构的变形值及内力值，从而减少实测值与理论值之间的偏差；而标高的测量以参数识别为基准。
5.2大跨径连续刚构桥梁截面应力的施工控制
在进行施工控制的过程中应注重对桥梁重点截面进行严格的应力控制，以便及时发现安全隐患，并给予争取的处理，从而确保桥梁结构的安全性、可靠性。应力控制主要是通过比较计算值及实测值来实现，在得出两者之间的偏差后对计算模型进行修正，同时重新设置设计参数，以便满足应力控制的需要。针对应力的监测，目前常用的主要方法有检测应变法，即将钢筋式的应力计算以及钢弦式的应力计算来作为应变检测的主要内容。其中值得注意的是钢弦式的应力计算具有受温度变化的影响小、使用方便、性能稳定等的特点，十分适用于长期观测。为了缓解温度变化对检测的影响，尽量将检测工作安排与早上实施，从而降低由于温度变化而造成的误差。
针对施工控制技术的几点思考
首先，施工控制对于大跨径连续刚构桥梁工程的实施来说十分必要。但一般情况下设计文件中的预拱度往往不能达到实际施工的规定，因此施工控制则在一定程度上起到辅助指导、补充设计的功效，更为重要的是施工控制还能研究、检测出影响施工安全、施工质量的各项因素，并提出相应的解决措施。除此之外，通过施工控制还能全面了解大跨径连续刚构桥梁的变形计受力点，对增强该类桥梁的施工及设计水平的意义重大。其次，目前我国大跨径连续刚构桥梁的施工控制技术中还存在着诸多问题，亟待深入地研究与改善。重视由于温度变化对箱梁挠度的影响，进一步提出相应的应对策略。最后，扩大施工控制管理的范围，强化对桥梁运行后控制与管理。
【参考文献】
[1]徐天良.高墩大跨径连续刚构施工控制技术研究与探讨[J].公路与汽运,2012,12(03):169-170
[2]张亚凤.高墩大跨度连续钢构桥施工控制内容与方法研究[J].西部探矿工程,2009,10(10):254-255
[3]高维权.高墩大跨度连续刚构桥施工控制内容与方法[J].铁道勘察,2009,12(01) :77-78
[4]宋磊,徐胜乐.高墩大跨连续刚构悬臂施工过程中的双重非线性稳定性分析[J].中国水运(下半月),2012,17(11):100-102
[5]王道远,袁金秀.高墩大跨连续刚构桥施工控制分析[J].岩土工程界,2008,11(11):31-33
大跨度桥梁工程论文篇8
【关键词】连续刚构桥； 设计参数； 梁底曲线幂次；
中图分类号：TU377 文献标识码：A
1 引言
随着我国经济及现代化交通运输事业的快速发展，大跨径桥梁日益增多。预应力混凝土连续刚构桥越来越多的应用到城市桥梁的工程中。此类桥型在顺桥向有较大的抗弯刚度，在横桥向也有较大的抗扭刚度，墩梁固结，利用高墩的柔度来适应结构由于预应力混凝土收缩、徐变和温度变化而产生的位移，使得桥梁的跨越能力也能得到满足。
在预应力连续刚构桥的设计中，主梁多采用变截面箱形结构，梁高的变化是通过梁底曲线来实现的。通常情况下设计人员都采用抛物线的形式，除此之外也有采用圆弧线、折线、悬链线等曲线线型。从桥梁上部结构的受力特性、外形美观、材料用量等角度综合考虑，采用抛物线线型是最合理，经济的。而抛物线的幂次的选取会影响到底板混凝土的应力、梁底净空（有通航要求）等；水文条件、对结构的受力、施工的难易、使用效果、造价成本以及方案的可行性等众多因素影响着桥梁设计时的总跨径，应当分为几孔，各孔的跨径是多少。在众多因素的相互影响之下，全面考虑各个因素也不现实。这就需要一个合理而又经济的的分孔布置。故而需要对上述俩因素进行分析。
2梁底曲线幂次分析
2.1不同幂次下的截面梁高
本文以某高速公路预应力混凝土连续刚构桥为依附工程，其梁底抛物线方程为：
其中， 为箱梁根部梁高， =5.8m，=9.12639E-05
曲线方程：，令N的取值为1.6、1.7、1.8、1.9、2.0。分别得出在不同的幂次下主梁各个悬臂段的截面梁高，。如下表所示：
不同幂次下的截面梁高 单位：（cm）
X坐标 悬臂段梁高
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5
0 580.0 580.0 580.0 580.0 580.0
300 544.7 542.7 540.6 538.6 536.5
650 505.5 501.5 497.5 493.6 489.7
1000 468.5 462.9 457.5 452.2 447.0
1350 433.6 427.0 420.6 414.5 408.6
1700 401.1 393.9 387.0 380.5 374.3
2050 371.0 363.6 356.7 350.2 344.1
2400 343.5 336.4 329.8 323.8 318.2
2800 315.4 309.1 303.4 298.3 293.6
3200 291.3 286.2 281.8 278.0 274.5
3600 271.6 268.2 265.3 262.9 260.9
4000 257.1 255.6 254.4 253.5 252.7
4400 250.0 250.0 250.0 250.0 250.0
从上表数据中可得出以下结论：
悬臂段梁高度随着幂次的增大而减小，在1/8截面处（X=650附近），对应于幂次N=1.6的梁高比幂次N=2.0的梁高高出0.158m。
根据不同的抛物线幂次，计算主梁结构在成桥时，跨中、1/4、1/8、以及根部截面底板混凝土应力和相应的主拉应力。见下表：
不同抛物线幂次对应主梁截面应力单位：（MPa）
曲线幂次 混凝土应力 主拉应力
根部 1/8 1/4 跨中 根部 1/8 1/4 跨中
1.6 9.7 7.6 6.0 5.7 -8.9E-01 -6.5E-02 -5.0E-01 -3.8E-02
1.7 9.6 7.9 6.3 5.8 -8.8E-01 -6.3E-01 -4.9E-01 -3.3E-02
1.8 9.8 7.7 6.0 5.5 -8.7E-01 -6.3E-01 -5.1E-01 -4.0E-02
1.9 9.5 8.6 6.9 5.6 -8.6E-01 -6.4E-01 -5.2E-01 -3.6E-02
2.0 9.4 8.5 7.2 5.4 -8.5E-01 -6.4E-01 -5.4E-01 -4.1E-02
从上表数据可得出以下结论：
⑴ 在根部、跨中截面，由于只是曲线幂次改变而梁高度未发生变化，所以压应力与主拉应力并未有较大变化。
⑵ 在1/8、1/4截面处由于随着幂次的增大而使得梁高减小，整体刚度受到影响，压应力和主拉应力都有所增加。
⑶ 在设计中通常是要避免出现较大的主拉应力，一般会采取较低的幂次，或者用样条曲线来拟合。考虑到混凝土材料的特殊性能，受压不受拉，采用低幂次更合理。
3PC连续刚构桥孔跨比
对于连续体系桥梁跨径的布置，一般采用边、中跨不等的形式，主要是由于连续体系的特点决定的，如果采用等跨径来布置，则边跨内力（包括边支墩处梁中的负弯矩）将控制影响全桥的设计，这样是不经济的。如果边跨设计得过长，不仅削弱了边跨的刚度，还将增大活载在中跨跨中截面处的弯矩变化幅值，增加预应力束筋数量。故而，一般边跨长度取中跨长度的0.5～0.8倍。
在目前所建好的国内外预应力混凝土连续体系梁式桥中，边跨长度与中跨长度的取值都偏小，从而增加边跨的刚度，减小活载弯矩的变化幅值，减小预应力筋的数量。边跨长度过短，边跨桥台支座会产生负反力，支座与桥台必须采用相应的抗拔措施或边梁压重来解决。应注意到，边跨的长度与连续梁的施工方法有关，如采用悬臂施工法，考虑到一部分边跨是采用悬臂施工外，剩余的一部分边跨需在脚手架上施工。为了减小支架及现浇段长度，边跨长度以取不超过中跨长度的0.65倍为宜。
3.1边中跨比的选取对主梁控制截面的影响
影响桥梁分孔的因素众多，这里只从结构受力角度来分析边中跨比对其影响。马蹄湾连续刚构桥的跨径分为（55+100+55）m，边中跨比为0.550，现在选用不同的边中跨比（中跨跨径不改变）来做对比分析。选取边中跨比0.550，0.580，0.610，0.640，其所对应的边跨为55m，58m，61m，64m。
成桥状态控制截面的应力值 单位：（MPa）
控制截面 边中跨比值
0.550 0.580 0.610 0.640
现浇段端头截面 2.02 0.368 -1.13 -3.52
1/4截面处（边跨） 4.69 4.41 4.14 5.54
箱梁一和二号块交界截面（边跨侧） 9.9 10 10 10.2
箱梁一和二号块交界截面（中跨侧） 9.6 9.6 9.7 9.8
1/4截面处（中跨） 4.57 4.91 5.03 5.22
跨中截面 3.37 3.62 3.79 4.93
从上表可看出：
不同的边跨长度对于控制截面的应力影响较大，尤其是对于现浇段端头截面，随着边中跨比的增大现浇段端头截面出现了拉应力。所以边跨的长度不易过大，这样能改善现浇段的拉应力。在本文选取的边中跨比值计算模型中满足要求混凝土抗拉要求的是0.550，0.580，0.610这三组，结合调查资料，对于大跨径预应力混凝土连续刚构桥边中跨比值取0.550～0.600之间是比较合理的。
由于二次抛物线的变化规律与弯矩变化规律基本接近，因而在设计中多数采用，为了避免在主梁截面出现较大的主拉应力，一般会采取较低的幂次，或者用样条曲线来拟合。考虑到混凝土材料的特殊性能，受压不受拉，采用低幂次更合理，建议1.5～1.8次之间；设计中，一般边跨长度取中跨长度的0.5～0.8倍，为了减小支架及现浇段长度，边跨长度以取不超过中跨长度的0.65倍为宜。采用减小边、中跨之比能降低边跨现浇段的剪力与主拉应力，但又不能取得太小，否则后期下挠加剧。故而建议在0.55～0.60之间。
参 考 文 献
[1]. 范立础.预应力混凝土连续梁桥 [M].北京：人民交通出版社，1988．1―29
[2]. 徐岳.预应力混凝土连续梁桥设计 [M].北京：人民交通出版社，2002．
大跨度桥梁工程论文篇9
关键词：荷载横向分布系数 荷载试验 挠度 空心板桥
在《公路桥梁承载能力检测评定规程》（送审稿）的评定指标体系中，首次引用实测荷载横向分布系数，通过实测值与理论值的对比，可一定程度上评定桥梁结构的整体受力性能。
Abstract: In this paper, State Road 206 River Bridge Yang Ming fabricated hollow Itabashi the mid-span deflection test results discussed based on the measured deflection of the measured lateral load distribution factors in bridge detection.
Keywords: lateral load distribution factors Itabashi hollow load test deflection
In the "assessment of highway bridges carrying capacity testing procedures" (draft) assessment index system, the first time the measured lateral load distribution factor, measured by comparison with the theoretical value can be assessed to some extent, the overall force structure of the bridgeperformance.
1 荷载横向分布系数概念
对于梁式板桥或多片主梁组成的梁桥，当桥上作用荷载P时，由于结构的横向刚性使荷载在x 和y方向内同时发生传布，并使所有主梁都不同程度参与受力。如图1，如果结构某点截面的内力影响面用双值函数来表示，则该截面的内力值可表示为。求解结构内力属于空间理论问题，精确计算仍难实现，通常合理转化为简单的平面问题，其实质是将
图1 荷载作用下内力计算
前述影响面函数分离成两个单值函数的乘积，因此，对于某根主梁某一截面的内力值就可表示为：。上式中为单梁结构某一截面的纵向内力影响线，为对于某梁的荷载横向分布影响线[2]。主梁所受的最大车辆荷载可以用一列车辆的荷载乘以一个系数来表示，这个系数就叫做荷载横向分布系数。
在《公路桥梁承载能力检测评定规程》（送审稿）中，提出了利用挠度计算横向分布系数的公式，即可根据量测截面实测的各主梁或拱肋的测点挠度，按下式进行计算：
式中：mi为试验荷载作用下，某一量测截面第i片主梁或拱肋的荷载横向分布系数；fi为试验荷载作用下，某一量测截面第i片主梁或拱肋的测点挠度；n为主梁或拱肋的根数。
2 桥梁静载试验
国道206阳明河中桥，全长97米，桥梁分左右两幅，老桥为双铰平板拱桥，新桥部分为简支板桥。新桥原设计荷载等级为汽-20级、挂车-100。新桥上部结构为8孔标准跨径为10.7m的钢筋混凝土空心板桥，其中，钢筋混凝土空心板的混凝土标号为C25，主筋为Ⅱ级钢筋，其它为Ⅰ级钢筋。下部结构为钢筋混凝土桩柱式桥墩。
该桥经过十几年的运营，出现了一系列病害：桥面铺装出现多条纵向裂缝；台后填土沉陷，形成坑槽，伸缩缝破损严重，有跳车现象；空心板底出现不同程度的渗水泛白现象。基于此对该桥按公路-Ⅰ级荷载等级标准进行承载能力鉴定。
2.1试验荷载及布置
本试验为生产鉴定性试验，采用与原规范标准活载q-20相近型号的汽车作为试验荷载，荷载试验效率控制在范围，实际试验荷载为三辆340kN～370kN的三轴载重汽车。试验车的主要技术参数如表1所示。
表1 加载车辆数据统计
注：1.轴重系采用电子磅分别称量，总重则为一次称量，故总重与轴重稍有差别；
2.车型为太拖拉三轴载重汽车。
2.2荷载布置
由于此桥标准跨径仅10.7米，故只设一个加载工况，即跨中最大弯矩工况。为加载安全和全面了解应变和挠度随试验荷载增加的变化关系，对跨中最大弯矩工况分为3级。实际检测时，按加载方案依次逐级增加加载车轴，各加载等级之间不卸载，直至3级加载完成，一次卸载。各级加载试验车辆的纵向布置、横向布置及荷载分级情况见图2。
图2 各级荷载位置示意图
3 数据结果分析
3.1主梁跨中挠度
主梁挠度采用百分表测量，为满足研究需要，对8片梁全跨进行了挠度检测，考虑支点沉降影响后的各测点挠度见表2。
表2 跨中最不利工况下各梁挠度修正表
3.2实测荷载横向分布系数
荷载横向分布系数mi实测值为量测截面的各主梁或梁肋的测点挠度与总挠度和的比值，通过与试验荷载作用下的横向分布理论值进行比较，可判定桥梁结构的整体受力性能或横向连接的工作状况。
表3 跨中最大弯矩况对应的荷载横向分布系数
注：横向分布系数理论值是根据各主梁的理论荷载横向影响线，按试验荷载在桥上的实际布载位置计算而得。
由表3可以看出，1-5#板的实测荷载横向分布系数与理论值相差不大，相对误差均在10%以内；6、7#板分得的荷载较大，与荷载横向分布系数的计算值相对误差达20%，说明此处铰缝连接质量较差，存在“单板受力”现象，导致荷载不能有效地传递和分布，从而使8#板分得的荷载较小，不能参与桥面板共同受力，可以通过各级荷载下主梁跨中挠度变化规律和跨中挠度计算值与实测值的关系加以验证。
根据跨中挠度随加载等级的变化规律，可一定程度上评定结构的弹性工作状况。在各级试验荷载作用下，不同主梁的累计试验荷载效应是不同的，下面分别给出各级荷载下的挠度值，见表4、图3。
表4 各级荷载下跨中挠度变化
附注：累计荷载效应为试验荷载作用下跨中弯矩与跨中控制弯矩的比值。
各级荷载下跨中挠度变化规律曲线如图3所示。
图3 各级荷载作用下跨中挠度变化曲线
由于理论变位（或应变）一般是按线性关系计算的，因此，各级加载等级下主要测点实测弹性变位与理论值成正比，若其关系曲线也应接近于直线，则说明结构处于良好的弹性状态。下面给出1-8#板在各级荷载下挠度计算值与实测值的关系，见表5、图4。
表5 各级荷载跨中挠度计算值与实测值
各级荷载跨中挠度计算值与实测值关系曲线如图4。
图4 实测挠度与计算挠度关系曲线
由表4和图3可以看出，1-5#板受力性能良好，各级加载等级下挠度变化曲线接近于直线，说明结构处于良较好的弹性状态，6#、7#梁在第三级荷载作用下，挠度增加较大；6#板的静载试验效率达120%，这是由于6#、7#板铰缝破损严重，单板受力现象明显，承担的荷载较大的缘故。由表5和图4看出，6#板的挠度计算值与实测值关系曲线呈折线，说明板受力不均匀，铰缝质量较差，横向联系较弱，不能有效的传递分布荷载；由横向布载图也可以看出，6、7#板直接承受汽车轮载，荷载不能分布传递，从而导致8#板承担的荷载较小。
4 结论
主梁跨中挠度横向分布规律是评判桥梁结构横向传力能力的重要依据，在简支梁桥静载试验中，利用实测挠度计算主梁在试验荷载作用下的荷载横向分布系数，通过实测值与理论值的对比，可简便快速地判断桥梁上部结构横向联系的损伤状况，以评定桥梁的整体受力性能。
参考文献
[1]交通部公路科学研究院，《公路桥梁承载能力检测评定规程》（送审稿），北京：人民交通出版社
[2]姚玲森.桥梁工程（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2008
[3]张劲泉、王文涛.桥梁检测与加固手册[M]. 北京：人民交通出版社，2007
大跨度桥梁工程论文篇10
关键词：钢筋混凝土简支梁桥；静载试验；检验系数；残余
Abstract: Take a reinforced concrete bridge for example, to disease detection, and through compared with theoretical calculations and on-site static and dynamic load test results to assess its situation; based on the evaluation results and recommendations on similar projects have a certain reference value.Key words: simply supported Reinforced Concrete Beam Bridge; static load test; test coefficient; residual
中图分类号：TU375 文献标识码： A 文章编号：
1 工程概述
某桥位于广州市南沙区港前大道，结构型式为简支板桥。该桥由新、旧两幅桥组成，往码头方向为旧桥，往港前大道方向为新桥。桥梁跨径组成：13×8m＝104m，新、旧桥桥面总宽均为15m（0.5m防撞栏+14m行车道+0.5m防撞栏）。上部结构采用钢筋混凝土简支实心板，板厚35cm，新旧桥各由15片实心板组成，板间采用企口缝连接；新桥下部结构为柱式墩，桥墩直径为100cm；旧桥下部结构0#~11#轴为六柱式桥墩，桥墩直径均为60cm；12#~13#轴为三柱式桥墩，桥墩直径为100cm。桥梁竣工年代不详，验算荷载等级不详。桥梁侧面照片见图1。
图1 桥梁侧面照
2 桥梁病害检测情况
上部结构主要病害有全桥多片实心板底多处存在不同程度的钢筋锈蚀、混凝土胀裂剥落现象，多数实心板底存在修补痕迹，部分板底跨中处存在横向裂缝，并且新旧桥多跨存在板与板间铰缝断开失效造成单板受力现象。
下部结构主要病害有多数盖梁均有修补痕迹，部分盖梁顶端渗水严重且有不同范围的混凝土破损和钢筋锈蚀现象，部分墩柱曾经进行碳纤维加固或钢箍加固，基础有局部冲蚀现象，伸缩缝处盖梁端滋生杂草灌木。
支座的主要病害有旧桥第13跨采用板式橡胶支座，12#墩上15-1#支座上垫板锈蚀，15-2#支座剪切变形严重。
桥面系的主要病害有新旧桥桥头跳车严重，桥台处台背路面下沉5cm左右，新桥存在多条整跨通长纵向裂缝，裂缝最宽1cm左右，桥面铺装表面坑槽严重，有露筋现象，旧桥桥面较为平整，存在多条整跨通长纵向裂缝，新旧桥桥面伸缩缝堵塞，防撞栏砼破损露筋，护栏部分缺失。
3 静载试验
3.1 试验计算分析
由于本桥的资料不全，因此需要采用旧的桥梁设计规范对该桥进行结构验算，验算荷载等级需要通过计算复核获得。通过“桥梁博士”比较该桥在汽-20级、挂-100和城-A荷载下的结构变形，确定以城-A荷载作为本次试验的控制荷载。计算比较的结果见表1所示。
表1跨中截面活载弯矩比较表（单位：kN・m）
3.2 静载试验加载布置
利用“桥梁博士”计算在城-A级荷载作用下，考虑现场组织标准车队困难，采用弯矩等效原则，试验选用3台350kN加载车辆（前轴70.0kN，后轴280.0kN）进行加载。
3.3 静载试验测点布置
试验桥跨为简支梁结构，新桥跨中A截面布置24个应变点、旧桥跨中B截面布置23个应变点。应变测点位置见图2和图3。沿主桥的两个试验桥跨及其相邻桥跨两侧的跨中、两个L/4、支点和其桥面中央的跨中、支点的位置布置挠度测点，共计21个测点，具体测点布置见图4和图5。
图2新桥A截面应变测点布置图（偏载）
图3旧桥B截面应变测点布置图（偏载）
图4新桥挠度测点布置图（m）
图5旧桥挠度测点布置图（m）
3.4 静载试验结果分析
3.4.1挠度分析
将各级荷载作用下实测挠度与理论计算挠度比较曲线绘于图6所示。从图中可见，实测挠度与理论计算挠度曲线基本一致，实测最大挠度小于理论计算挠度。实测挠跨比为0.0025/7.6=1/3040，远小于设计规范允许的L/600=7.6/600=1/79，结构刚度满足规范要求。
图6新桥实测挠度与理论计算挠度比较图
3.4.2应变分析
各级荷载作用下A截面实测应变与理论计算应变比较曲线如图7所示。从图中可以看出，测点8~测点16实测应变较理论计算应变大，说明板梁的受力状态不佳。
图7实测应变与理论计算应变比较图
4 结论
通过桥梁的外观检测和静载试验结果可以看出，新、旧桥的挠度检验系数不大，桥梁的整体刚度尚可。实测应变数值较理论值大，试验时裂缝有所扩展。板梁横向连接状态劣化，横向刚度弱化严重，部分梁板存在单梁受力情况。静载试验结果与病害检测发现基本一致。综上所述，该桥承载能力不能满足汽-20级、挂-100、城-A验算荷载的安全运营要求，建议对上部结构及桥面系进行维修加固，以提高横向刚度和整体性。加固前，需继续对该桥进行全封闭或严格限载（限载5t）。加固后，需再进行一次荷载试验，以鉴定其承载能力是否满足加固设计的要求。
参考文献
1 邵旭东.《桥梁工程》[M].人民交通出版社，2007.
2 《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（1982）. 刚架拱桥范文1
关键词：刚架拱桥；病害；仿真分析
中图分类号： U448 文献标识码： A 文章编号：
1 前 言
钢筋砼刚架拱桥自1979年应用以来,由于比同跨径的其它拱桥,特别是双曲拱桥有诸多的优点,在全国广泛修建。特别是1983年《钢筋砼刚架拱桥定型设计图》问世后,该种桥型的修建更为流行,至今仍作为轻型拱桥的主要桥型之一而被设计者广泛采用。
然而，随着桥梁运营周期的增加，在已建多数的刚架拱桥中，普遍出现了多种典型病害。反映出已有的定型设计图在计算理论和方法、结构的分析计算和构件的构造处理和配筋设计上有许多缺陷和不足，也反映出设计者对刚架拱作为一种轻型的组合体系拱桥的力学特性认识不够。另一方面，从1961年至今，我国桥梁设计规范的内容和标准已经经过了大幅修订和增删，规范中对车辆荷载标准的规定也不断提高。从1961年第一个桥梁设计方面的规范《公路桥涵设计规范》，到1974年颁布的《公路桥涵设计规范（试行）》，再到1989年颁布的《公路桥涵设计通用规范》，车辆荷载等级已经进行了三次大的修订。其设计方法也从1961年规范的容许应力法，到1971年规范的含有极限状态计算方法的容许应力法，过渡到1985年规范的半概率极限状态法。2004年颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D60－2004（以下简称《新桥规》）取消了原标准汽车荷载等级，改为采用公路－Ⅰ级和公路－Ⅱ级标准汽车荷载；取消了挂车和履带车验算荷载，将验算荷载的影响间接反映在汽车荷载中，同时引入了结构设计的持久状况、短暂状况和偶然状况三个设计状况，对新结构的设计提出了更高的要求。
2 病害透视
2.1病害特点
传统刚架拱桥病害主要表现为：微弯板开裂、断板乃至穿孔、塌陷，桥面连续附近开裂，拱脚开裂，桥面大量开裂，主拱肋节点、实腹段开裂，主拱肋负弯矩区开裂等。裂缝发生的主要部位集中在①主拱腿、次拱腿根部(拱脚处)；②联系梁上缘；③上弦杆、主节点、次节点结合部位；④微弯板底面。
由于各种病害的发生，使得刚架拱桥的使用性能大大降低，主要表现在以下五个方面：
(1) 超载潜力小
不超载时，各构件工作尚属正常．一旦超载车增多，或桥面路况不好，桥面引起较大的跳车、冲击、振动，这种桥型就会发生较大变形，造成控制截面承载力不足，致使各构件的薄弱断面出现裂缝。
(2) 整体刚度差
由于结构轻型，又是预制安装，使得主拱肋、微弯板、砼填平层及桥面铺装四者之间的连接强度不足；横向、纵向刚度均弱，变形较大；在超重车作用下变形超标，极易引起构件开裂，经常出现拱腿脱落，主次拱腿与节点连接处开裂的现象。
(3)动力效应明显
由于桥面不平整引起的冲击、振动会强烈地影响着各构件的受力，且这种冲击、振动长时间影响着构件，加速了主要受力构件的疲劳破坏．
2.2病害成因剖析
目前在役的刚架拱桥大部分于八十年代修建完成。由于刚架拱兼有拱式结构的特性，在恒荷载作用下，各构件的弯矩较小。而在当时的活载标准较低，因此刚架拱桥设计能够满足受力要求且有一定安全储备。然而，随着车辆荷载逐年大幅度增加，远远超出了刚架拱桥原设计荷载标准，而其主要构件均为偏压或受弯构件，且截面尺寸相对较小，因此相对同时期修建的梁、板式桥梁结构而言，刚架拱桥对荷载的增加就更为敏感。另外，刚架拱桥在动荷载作用下刚度较小，振动较大，动荷载对刚架拱的内力影响较大，相应地造成结构裂缝出现，形成病害。
除荷载效应因素之外，刚架拱桥构件的构造处理不当也是病害产生的一大原因。由于横系梁与拱片联结部位松动、开裂,作为轴向受拉构件的横系梁受力过大,导致个别横系梁在中段处沿竖向开裂,使得横向联结构件特别是跨中区段的联系作用减弱,造成拱片在微弯板的拱式推力的作用下发生侧移。而微弯板在上述情况下边界条件改变,内力发生重分布,出现了开裂现象。对病害成因的初步判断已得到全桥的有限元仿真分析计算验证。
3 分析计算
以净跨径30米刚架拱桥设计定型图为参考蓝本，净矢跨比为1/8，肋间距3.2米布置，全桥横向共布置5片刚架拱肋。按照2004年颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D60－2004）要求，采用公路－Ⅰ级标准汽车荷载和新温度梯度曲线，取用公路桥涵二级安全设计等级的结构重要性系数，对刚架拱桥各主要控制截面（包括跨中截面、主拱脚支点截面、次拱脚支点截面、大节点截面和次节点截面等）进行极限状态复核计算，力求从结构受力特性角度寻找此类桥型典型病害的形成原因。
3.1有限元分析模型
（1）空间模型概述
针对刚架拱桥各主要构件受力均以偏心受压为主，因此采用空间梁-壳单元建模，通过结构离散化，建立空间有限元模型（图1）作为模型一。
图1空间有限元模型图2平面离散模型
Beam188是基于Timoshenko理论的有限应变梁单元。它的最大特点是支持梁截面形状显示，也可以直接显示梁截面上的应力和应变，因而在一定程度上该单元可以代替实体单元反应结构的应力分布情况。同时，Beam188单元允许在单元横截面上定义多种不同的材料用于模拟钢筋混凝土等复合材料，也可以定义任何形式的横截面，支持弹性、蠕变、塑性模型。此外，Beam188单元可以考虑剪切变形和翘曲，支持大转动和大应变等非线。对于刚架拱桥，结构相对复杂，因此采用Beam188单元建模不但相对简单而且能够反映结构的应力分布情况。
模型一中刚架拱片及横梁采用空间梁单元Beam188，桥面板采用空间壳单元Shell43建模，梁壳单元采用对应节点耦合约束。
（2）平面模型概述
根据大型结构分析有限元通用程序得到的各片拱肋挠度横向分布影响线，分别按两车道和三车道布载进行比较计算，最终确定以两车道布车时边梁和中梁的横向分布系数作为控制值，边梁横向分布系数为：0.714；中梁横向分布系数为：0.6205。相对于传统的弹性支承连续梁法，这一方法由于更好的考虑了横向抗扭作用及整体框架结构作用，因此更复合实际情况。
将拱片及横梁简化为水平面内的两端固结的平面框架结构，建立平面杆系模型作为模型二（图2），全桥共分为114个单元，120个节点。
（3）计算阶段划分
根据施工流程划分四个计算工况，分别为：
阶段一：主要预制构件吊装施工
阶段二：单片刚架拱肋裸肋安装
阶段三：承受桥面板荷载及二期恒载
阶段四：承载能力极限状态验算
3.2主要计算结果
采用桥梁设计专用程序桥梁博士V3.03分析计算，由于内力计算结果冗长，现仅将其中部分代表性结果汇总见表1～2。
表1 裂缝宽度验算
表2 控制截面强度验算
注：表中弯矩下缘受拉为正，反之为负。
计算结果表明，该桥跨结构已不能适应《新桥规》的要求，使用阶段跨中实腹段裂缝宽度超限严重且承载能力储备不足，证明在该类桥型中病害的发生并非偶然因素导致，在今后设计中需进行大范围改型设计。
3.3力学特性分析
通过对刚架拱桥全过程仿真分析，可以掌握该类结构受力特性，从而为病害成因分析、病害处治及改进设计提供依据。
(1) 由于刚架拱桥斜支臂的存在吸收了大部分的竖向荷载，下弦杆轴向力减少很多。同时轴向力减少的比值只与斜支臂在上弦杆上支点位置有关，与矢跨比大小关系不大。
(2) 刚架拱桥斜支撑可吸收约1/2的竖向荷载，当斜直撑在上弦的支点在空腹1/2处时，拱脚水平推力可减少约10%。
(3) 温度变化在结构内部引起的内力都不大，惟在拱顶和拱脚引起的内力稍大，而且往往是同号叠加，设计中要予以考虑。
4 结束语
钢筋混凝土刚架拱桥是在桁架拱和斜腿刚架等基础上发展起来的桥型，属于有推力的高次超静定结构。在后续的设计中须根据其受力特点并结合典型病害成因对以下三方面作改进设计。
（1）针对桥面系出现的普遍病害，用肋腋板取代传统微弯板以加强刚架拱片与桥面系的连接作用。
（2）对横梁施加横向预应力从而改善拱肋整体受力性能，加强横向联系。
（3）由于刚架拱肋施工中具有截面应力累加过程，需要制订合理的施工加载和拱肋封拱顺序以满足施工阶段应力要求，同时保证拱肋分段接缝处避开应力集中部位。
由于刚架拱桥具有构件少、自重轻、易施工、造价低、桥型美等优点，如能够采取合理、有效的设计改进措施和优化施工流程设计，相信这种桥型在我国仍有广泛的应用前景。
参考文献：
刚架拱桥范文2
关键字：刚架拱桥构造组成施工工艺
Abstract: rigid-framed arch bridge with arch structure and beam features, inclined leg and formed in the role of the arch across bear the larger axial pressure, but only share smaller bending moment. Since the achievements appraisal for many years, frame arch bridge in promotion process in the span, appearance change, increased used in arches, in soft foundation improvement for building and construction method to continue. In this paper the rigid-framed arch bridge construction technology are analyzed.
Key word: rigid-framed arch bridge of structure construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
一、 刚架拱桥的基本组成
中国的刚架拱桥于1977~1978年在江苏省无锡县建成。它是钢筋混凝土拱式结构，是在双曲拱、桁架拱、肋拱和斜腿刚构等结构型式基础上研制发展起来的一种新桥型，其主拱圈由多片拱肋构成，肋间设横系梁联系。其拱上建筑部分摆脱了双曲拱的立墙、腹拱等较重的拱式拱上建筑，也改变了常用的肋拱或箱形拱梁式拱上建筑仅起传力的作用。钢架拱吸取了斜腿刚构的特点，用弦杆和支撑在墩台的斜撑组成其拱上建筑，因此比桁架拱的杆件少，形式较简单。
二 .刚架拱桥的总体布置1 ．外形布置
刚架拱桥的合理跨径是25-70m，外形布置一般采用图会2-1 形式。当跨径小于30m时，或弦杆配置预应力钢筋时，可不设斜撑。当跨径较大时（7Om以上），可增加斜撑，除第一斜撑支承于桥台（墩）外，其余斜撑支承在拱腿上。实腹段的下底缘曲线可采用二次抛物线、悬链线或圆弧线。实践上，一般采用二次抛物线。拱腿可根据跨径的大小设计成直杆或与实腹段下底缘相配合的微曲杆，跨径25-40m时，可简单设计为直杆，40m 以上时，从美观考虑可设计为微曲杆件。2 ．矢跨比刚架拱桥的矢跨比，一般以选用1 / 7 -1 /10 为宜，还应结合桥位处具体情况综合考虑。矢跨比增大，有利于减小抗推刚度，对下部构造的刚度要求相应降低，因此在条件许可时，应选用较大矢跨比，以减小下部构造的工程数量。在通航或漂流物较多的河流上建桥，应注意尽量提高拱腿标高。必要时，拱腿应予加宽或加强横向联系。
3 ．拱片数目及间距一般情况下，跨径较大时，宜采用较少的拱片数量，以取得较好的经济效果。当然，如采用预制吊装施工方法时，拱片的起吊重量会相应大一些。拱片净距不宜超过3.5m ，对于双车道公路桥，径在25-70m 时，可用3-4 个拱片，拱片宽度一般为0.2-0.4m , 间距约2-3.5m。
4 ．节点位置的确定
一般情况下，主梁长度约为桥跨径的0.4-0.5倍，主拱腿水平夹角在30 度左右，于是在跨径和矢跨比确定后，主节点位置也就大致确定，一般在跨径的0.25-0.3 附近，小节点位置则与大节点位置和腹孔段边梁跨度大小有关，对于在只有一根斜撑的拱片，一般可以将一般小节点布置在弦杆中点附近，以改善弦杆的受力性能。
5 ．刚架拱各杆件的截面形状选用
刚架拱的杆件截面一般采用矩形、工字型、箱形等。采用这样的构造，对减小拱腿支承压应力的效果，比增加拱腿高度的效果要，比增加拱腿高度要好得多，而且可以增加拱片的横向刚度。此外，也可把拱腿的混凝土标号提高一级。三、刚架拱桥施工工艺
刚架拱桥施工包括构件预制、起吊、运输、安装等工艺，现就一般情况下施工过程中几个主要的施工工艺进行介绍。
1．构件预制
1.1构件预制场地
构件的预制在固定的混凝土预制场内进行。场地的铺筑，按如下程序进行：清除障碍物、粗整平、压实、测量并找平、铺片石、浇混凝土面层。采用C15混凝土，厚6cm石砌地膜浇低标号混凝土，保证底模的强度和平整度。
1.2拱片放样
采用坐标法放样，先放跨径尺寸，再分段放出纵横坐标，将坐标点连接到拱片下缘线。据设计尺寸定出拱片、斜撑、弦杆轴线，画出构件轮廓线及交角圆弧线，定出各吊点位置、横系梁联结点位置及大小结点位置。
1.3拱片模板
拱片为条弧形预制件，为制作方便、降低造价，可采用红松板材制作，用0.3mm厚的优质的铁皮覆包表面，这样既能达到钢模板的效果，又能现场加工，可缩短制作时间。
1.4钢筋骨架制作与就位
钢筋骨架采用分部成型、整体入模的方法，采取先放置钢筋骨架，然后现场焊接接头和安装固定横向联结系预埋件，调整点焊好现浇混凝土接头处钢筋，校核无误后立模。施工时拱腿、斜撑、弦杆三部分提前加工成型，实腹段现场扎制，接头钢板提前加工，这样方便施工、保证骨架成型的质量。
1.5立模
1.6浇筑混凝土
严格按设计配合比配料、拌制。拌制时严格控制配合比及拌制时间，随时检查混凝土塌落度、和易性。浇筑时，每一预制段必须一次浇完，不留施工缝。混凝土的振捣，采用插入式振动器，要控制振动时间，使混凝土表面达到不冒气泡、下沉、表面返浆平整。预制每个构件时，随机取样做三组混凝土试块，分别做3d、7d、28d抗压强度试验。混凝土达到设计强度25%后即可拆模。
1.7微弯板悬臂板预制
为了节省木材，采用土模，表层必须做6cm石灰土，并夯实。加强土模覆盖，以免经雨变形。横系梁的预制在浇筑地膜上，立木制包白铁皮的侧模板浇筑。可在大件预制的同时进行。
1.8设置槽孔
为保证裸肋与桥面整体承受活载，在实腹段及腹孔弦杆截面的凸出部分，除应凿毛外，还需设置侧向齿槽或槽孔。槽孔的制作是在卧浇预制混凝土的构件时，在肋顶凸出部分紧靠上缘钢筋处，插入一块底面积为10×20的木块，于混凝土初凝前拔除成孔。同时在槽孔顶部留溢浆孔。每个槽孔中插入两根Φ8mm～Φ10mm的钢筋，长70cm，以便与桥面钢筋连接作为锚固筋。
2．构件的起吊
为使构件接头位置准确，起模前要将构件编号并复核尺寸，待构件混凝土强度达到设计强度的70%时，方可起吊。所有构件除实腹段应空中翻身外，其余构件均可直接翻身就位，其起吊翻身应须仔细小心，以免误伤构件。
起吊时用二台汽车，分别拴住构件两端上、下缘吊环，拴下缘吊环必须用倒链，两吊车同时轻、慢提升，撬棍与之配合轻撬动，构件一端撬起的高度要控制在2cm之内，边撬边垫同一直径8mm的短钢筋，当4点一同上升上缘稍有移动时，再用20mm的短钢筋逐步深入，待与底部完全脱离，上部缓慢上升，下部倒链回放，使拴下缘吊链逐渐放长，构件逐渐立起，直至构件完全成垂直状，将倒链取下，构件翻身完成。 实腹段起吊时应注意：决不能使实腹段下缘两端点着地，造成跨中弯矩过大，而使构件发生裂缝甚至断裂。同时要注重两台吊车同时均匀、缓慢提升，保证两端升空高度一致，下缘回放迅速。
3．构件的运输
所有构件运输，根据构件重量采用10t～20t挂车。 构件翻身完成起吊到一定高度，将预备好的拖车开入，使构件轻轻下放，构件两端吊环处放枕木，使构件两端不接触车厢为宜，然后用倒链将构件捆牢，以免在运输中倾斜或歪倒。吊装前修好预制场到桥位的便道，运输过程有专人指挥行驶，确保行车及构件的安全。 其它构件可按安装次序起吊、装车、运输，但也要确保构件的完好、安全。
4．构件的安装 ，包括临时支架的搭拆和构件的安装，此外，还有构件拼接接头施工和桥面系施工，这些技术都比较成熟，本文不再涉及。
参考文献：
[1]范立础主编，徐光辉主审；桥梁工程：人民交通出版社；2000年1月.
刚架拱桥范文3
Abstract: For example ,G104 Tai qu Road the Dawenkou arch bridge demolition project, through the analysis of the construction difficulties, the arch demolition program, elaborated on the technical control of the rigid frame arch bridge mechanical removal construction methods and safety precautions, come to the bridge to reachthe conclusion of the expected security goals, and accumulated a rigid frame arch bridge construction experience.
关键词: 刚架拱桥机械拆除施工技术
Key words: Frame Arch Bridgemechanical removalConstruction Technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
刚架拱桥拆除的工程案例并不多见，没有一个相对统一或成熟的标准、技术和经验可以作为参考，是一个技术要求较高、实施难度较大、并且存在一定风险的课题。G104泰曲路大汶口拱桥始建于1988年，主桥为13×42.5m的钢筋混凝土刚架拱桥，建设过程中应水利部门的要求，主桥两侧分别增加2×13m和4×13m预应力钢筋混凝土板桥，全桥长697m。该桥曾进行了一次大修，采用25厘米现浇整体混凝土板代替原桥面板，采用粘贴异型钢板法对主拱片大节点进行加固。现在已成危桥必须拆除重建。为了保证行车安全，业主单位委托山东高速路桥养护有限公司进行此桥梁拆除重建工作。为此我们经过长时间的论证确定了桥梁机械拆除技术方案，并严格按着技术方案指导工作，必要时根据工程实施的具体情况进行必要的调整和改变，以满足拆除的安全需要。
一、施工方法的选择
1、人工折除：对于坚固的钢筋混凝土结构而言，采用人工拆除费时费力且危险性大，工期长，大型构件难以破碎，技术、经济、安全等均存在不利因素。
2、爆破拆除：方案审批需要时间长，而且施工时需要济南、泰安两地公安机关协调，协调周期太长，在工期紧的情况下不能满足施工要求。经过钻孔和物探发现，该桥地下存在砂层和溶洞，爆破后桥梁整体下落造成的巨大冲击力会对另一幅桥梁造成影响，存在一定的不安全因素。此外爆破产生的大量废渣容易阻塞河道。
3、机械拆除：机械拆除可实现桥梁对称拆除，由于采用了对称拆除桥梁受力可满足平衡卸载，有效防止了桥梁拆除过程中产生连锁反应造成不良后果，采用机械拆除时桥面混凝土在拆除的过程中即被破碎，随拆除随清理，不会阻塞河道。机械拆除可采取加大投入的方法缩短工期，此法安全可控。
综上所述，应当采用机械拆除该桥。
二、施工工期
桥梁计划拆除工期为55天。在实际施工过程中可随时增加人员或机械设备，确保工程工期。
三、主桥拆除施工方案
为保证施工期间车辆的正常通行，首先进行交通布控，左幅封闭右幅双向通行，待左幅改建完成后施工右幅，左幅双向通行。施工期间做好安全防护工作，在通行车辆的一幅内侧设置新泽西护栏并挂设防落网，防止桥梁拆除过程中混凝土废渣溅射损伤来往车辆。
主桥结构为4×42.5m+5×42.5m+4×42.5m,由北向南一次编号为第1、2、3联。主桥拆除是本工程的重点和难点，拆除过程中应遵循先拆桥梁外侧后拆桥梁内侧，先拆桥面铺装后拆拱肋的施工顺序，逐级卸载对称进行的原则，始终保持桥梁各部件受力平衡，以保证桥梁及施工安全。
为保证施工进度，全桥计划投入8台破碎锤，以联为单位进行拆除施工，并将桥梁沿纵向由外到内划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个单元，第Ⅰ、Ⅱ两个单元分别对应一个拱肋，第Ⅲ单元对应内侧两个拱肋，拆除时遵循由外到内的顺序施工。具体施工方法如下:
1、首先，根据原桥施工图纸，在桥面上准确放出拱肋的位置，防止在破碎锤破碎的过程中过早损坏拱肋而破坏整孔桥梁的受力。
2、全桥共布置8台破碎锤，首先拆除外侧护栏，后拆除第1、3联第Ⅰ单元桥面铺装。每联布置四台破碎锤，以两孔为一作业单位由两端向中间对称凿除，此方案可达到每联各普通墩受力平衡，从而有力确保拆除作业的安全。
3、第1、3联第Ⅰ单元桥面铺装凿除完成后，凿除第2联第Ⅰ单元桥面铺装，第2联由五孔组成，为保证凿除过程中桥墩受力平衡需增加一台破碎锤，其他孔布置砼第1、3联。
4、第2联第Ⅰ单元桥面铺装凿除完成后，将连接外侧两拱肋的横系梁断开，仍按照桥面铺装的拆除顺序对称拆除最外侧拱肋。
5、最外侧拱肋拆除完成后，采取同样的施工顺序凿除第Ⅱ单元桥面铺装及拱肋，在凿除第Ⅱ单元桥面铺装时应注意保证剩余第Ⅲ单元桥面铺装横向对称，防止剩余第Ⅲ单元左右侧受力不均发生扭曲。
6、剩余第Ⅲ单元桥面铺装宽度为5.4米，而跨径为42.5米，破碎锤在破碎混凝土作业中会产生巨大的冲击力。为安全起见，在凿除第Ⅲ单元桥面铺装时破碎锤位于另一幅桥梁上作业，届时另一幅桥梁只允许单车道通行，两侧加强交通管制，按时分流交通。剩余第Ⅲ单元桥面铺装及拱肋拆除顺序相同。
以上拆除过程中需配备切割机配合破碎锤施工作业，及时切断结构连接中的钢筋。
桥面系和拱肋拆除完成后，墩台的拆除施工考虑工期影响，采用放置无声爆破剂的方法，然后用油锤破碎后运走。
四、安全防护措施
1、 对整个施工范围进行全封闭施工，南北桥头处安排安全员值班，严禁车辆及行人由拆除作业区通行。
2、 向一线施工人员进行施工技术交底，明确拆除中易发生安全事故的环节，增强安全意识。
3、车辆通行半幅桥梁内侧设置新泽西护栏，护栏定设置2m高隔离网，防止桥面混凝土凿除过程中废渣溅起损伤通行汽车。
4、对施工人员进行安全施工教育，施工人员进入现场必须配戴安全帽。
5、切割钢筋时，气割操作人员离已破除桥面边缘保持足够的安全距离，并系好安全带，防止坠落。
6、破碎锤凿除桥梁上部结构时严格按照施工工序及预先标定的位置进行，不得猛凿乱凿，以防破坏桥体受力平衡，引发安全事故。凿除时由专人指挥保证破碎锤的同步性。
7、引桥梁板拆除时，吊车应安置平整，严格检查起吊钢丝绳的状况，发现问题，及时予以更换。起吊中要有专人指挥吊臂的移动。
8、在拆除区周围设置警示牌，并由专人警戒，确保安全，严格按《安全技术操作规程》及安全交底规定的安全措施施工，安全员到现场监督，发现问题立即整改。
9、上下交叉作业时上方人员要注意下方人员的安全。当破拆除正在进行时，其下方不得有人员、机械。
结束语：
对刚架拱桥拆除工程实例并不多见，目前还没有类似工程实例可供借鉴和参考。对于拆除中可能存在的风险仅仅凭借工程施工、设计资料和专家的经验评判结果作为基础资料，并不能做到十分的全面，因此本项目所进行的机械拆除是一次比较全新的尝试，最终的刚架拱桥成功拆除完毕，达到了预期的效果和目的，工程的实施是成功的。
【参考文献】：
1、《公路桥涵设计通用规范》JTJO21-89
2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJO23-85
3、《桥梁工程》姚玲森主编。人民交通出版社
4、《公路工程技术标准》（JTJ B01—2003）
5、《公路工程施工安全技术规范》（JTJ 076—95）
6、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）
7、《104国道泰安至曲阜段大汶口大桥检测报告》（山东高速公路股份有限公司2011年7月）
8、《G104泰曲路大汶口桥改建工程防洪评价》（山东新汇建设集团有限公司2011年8月）
9、《G104泰曲路大汶口桥改建工程方案设计评审意见》（2011年8月）
刚架拱桥范文4
关键词:拱肋；钢管柱；少支架；设计
中图分类号：S605+.2文献标识码： A
一、工程概况：
大西湖特大桥主桥采用五孔中承式钢管混凝土系杆拱，孔跨形式为30m+3×80m+30m，中孔跨径80m，边孔跨径30m。桥面全宽26.0m，拱肋为C50微膨胀混凝土，截面型式为哑铃形。主桥中孔较大，边孔较小，拱肋采用三道，有利于道路的横向布置，同时增强了结构的稳定性和抗震性。中孔、次中孔和边孔矢跨比为1/2.5、1/3、1/5，拱轴线型为二次抛物线。
根据施工设计图纸要求，边跨分两段预制安装，中跨和次中跨分三段预制安装，三肋齐头并进，对称拼装，因桥位处不受水文影响，为水上旱地作业，因此主桥拱肋安装施工拟采用支架法施工。
2、支架设计思路：
1、根据设计要求、现有材料以、及施工场地等原因，钢管拱桥拱肋吊装钢管柱式少支架，采用钢管柱刚架结构并于刚架顶附以贝雷支架起横向联系和支承作用。在拱肋对接处设置钢管刚架，为保证同一对接位置处三道拱肋接头刚架的稳定性，在刚架顶部设置了横向三排军用贝雷横梁,排距1.5米，既起承重作用又起到支架的横向联系作用，具体见支架设计图。
3、支架设计模型
支架设计平面图
4、设计荷载分析
4.1、拱肋临时支架荷载：
（1）、拱肋：根据拱肋的划分，中跨拱肋边段轴向长度为32.7米；中跨拱肋中段轴向长度为37.8米。单位长度拱肋重量： n=。
因此，边段拱肋及一字横撑的重量：G1=32.7×0.72+3.6=27.14t。
中段拱段及横撑的重量为：G2=37.8×0.72+13.8+7.2=48.2t。
说明：边段拱肋有一道一字横撑，其重量为3.6t，中段拱肋有两道一字横撑及一道米字撑，其重量共重21t。
（2）、钢管支架：
①贝雷横梁及其附属构件：对接位置横桥向布设三道贝雷横梁，既起承重作用又起联系作用，中孔中肋验算时，每排贝雷分配到中孔中拱肋支架的重量按6片计：6×3×0.3=5.4t；考虑到贝雷支架联系杆件的重量，因此贝雷支架的总重量按10吨计。
（3）、风荷载：对风荷载的计算参照《建筑结构荷载规范》与《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》。
Wk=0.7μsμzωo
其中：ωo为风压值，取ωo=0.4 KN/㎡(按10年一遇考虑)
μz为风压高度变化系数，取μz=3.12
μs为风荷载体型系数，依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》，纵桥向按前后双管进行考虑取μs1=1.2；横桥向考虑风对支架和拱肋按双排管考虑取μs2=0.6×2=1.2。由此，
A、纵桥向：
Wk=0.7μsμz1ωo=0.7×1.2×3.12×0.4=1.048KN/㎡,
纵桥向风对刚架的水平荷载：
q1=1.048×0.6=0.628KN/m (钢管直径d=0.6m)
B、横桥向：
Wk=0.7μsμz2ωo=0.7×1.2×3.12×0.4=1.048KN/㎡,
横桥向风对支架的水平荷载：
q2=1.048×0.6=0.628KN/m (钢管直径d=0.6m)
横桥向风对拱肋的水平荷载：
q3=1.048×2=2.096KN/m (拱肋截面高2.0m)
（4）拱肋对支架的竖直作用力：拱肋分三段预制安装，先对称安装两边段就位，支承于钢管支架上，然后再合拢中段。因此必须根据安装先后顺序分析拱肋对支架的作用力。边段拱肋架设后，由于拱脚支承处尚未用混凝土封牢，可将其视为铰接。从最不利状态进行考虑，钢管刚架对拱肋的反力可视为竖直向上。因此根据静力平衡条件求得支架对拱肋反力如图：
根据吊装程序，中段拱肋吊装合拢阶段，考虑平衡稳定问题，吊钩不能摘除。中段合拢时，先起重钢绳慢慢下放，在吊钩受力的情况下接头与边段、拱座逐渐顶紧成拱，使拱肋受到轴向力的作用。一般实际情况，支架仅承受拱肋一半的重量，这里从偏安全的角度进行考虑，在边段拱肋吊装过程中，中段拱肋的受力仍按全部重量简支于两临时支架上来进行验算。由于其拱肋在没有对接形成轴向力前，两支点并没有铰接，因此根据实际受力情况，中段吊装时对刚架的水平作用力不予考虑，如图2。
（5）拱肋对支架的水平作用力：边段拱肋架设后，由于拱脚支承处尚未用混凝土封牢，可将其视为铰接。从最不利状态进行考虑，支架肋的反力可视为与拱肋轴线垂直，根据施工设计图，对接点拱肋轴线与水平方方向的夹角约35°，如右图3：
则拱肋对刚架的水平作用力为：
1、支架承受的竖向作用力：
考虑支架上托架的操作人员重量，计3.0吨。
2、支架承受的水平作用力：
①q1=0.524×0.6=0.314KN/m (钢管直径d=0.6m)
②2、支架承受的水平作用力：
5、设计计算思路
(2)、为防止发生意外，根据施工设备的性能、操作熟练程度和可能撞击的情况，刚架的受力验算按概率极限状态的设计要求进行验算拱肋刚架荷载组合及验算：
(3)、强度校核包括：正应力、剪应力、组合应力。
(4)、稳定性校核包括钢管压杆的的平面内稳定以及整体稳定性。
6、支架重点验算
6.1、各荷载作用下刚架内力计算
（1）拱肋对支架的竖向荷载（中间）：
（2）拱肋对支架的竖向荷载（两端）：
（3）纵桥向风荷载的作用：
（4）拱肋对支架水平荷载作用：
各荷载作用下刚架内力计算表
荷载种类 荷载图示 水平力 竖向力 弯距
1、竖向荷载（中间）
H=2.0KN VA=90KN
VD=90KN
MD=MA=14.5KN.M MB=MC=-29.2KN.M
Mmax=HAh+VA(l/2)
= 105.2KN.M
2、竖向荷载（两端）
VA=180.0KN
VD=180.0KN
3、横桥向风荷载
H=0.42KN
HA=13.36KN
HB=0.42KN
VA=-15.8KN
VD=15.84KN
MD=36.78 KN.M
MA=-67.78KN.M
MB=75.18KN.M MC=-27.52KN.M
4、水平力荷载
H=P/2
=17.2KN -VA=VB=
118 .59KN MD=200.5 KN.M
MA=-200.5KN.M
MB=177KN.M MC=-177KN.M
6.2、刚架强度验算
1）AB段钢管：AB段钢管的最大应力为：
最大弯距是组合下A点弯距产生的应力与荷载1和荷载2作用下产生的压应力之和。
δ1A=
②荷载3和荷载4产生的压应力：
δ2A==
因此钢管柱A点的最大应力为：
δA=（强度符合要求）
2）CD段钢管：最大弯距是荷载1、荷载3和荷载4组合下D点的弯
①弯矩产生的应力：
δ1A=
②荷载3和荷载4产生的压应力：
δ1A==
因此钢管柱A点的最大应力为：
δd=（强度符合要求）
3）BC段I32工字钢（2根）：最大弯距是荷载1、荷载3和荷载4
组合下C点的弯距值。
强度符合要求。
6.3、焊缝强度的验算
AB段钢管柱、CD段钢管柱柱底与钢板以及AB段钢管柱、CD段钢管柱与柱顶工字钢焊接强度验算：A点所收轴力、水平力、弯距最大，以A点进行验算：
1）柱脚采用焊脚尺寸为hf=10mm，手工焊，焊条为E43型，钢板型号Q235。
2）IW=3.14hed3/8=3.14*0.7*10*6003=593.5mm4（式中：he=0.7hf）
3）δfh=H/0.7*10*3.14*600=2.32N/mm4。
4）δfz=δfv+δfm=v/helw+Md/ IW*2
=278.9*103/0.7*10*3.14*600+268*103*600/593.5*106*2
=21.04+135.4=156.5 N/mm4
δ合=‹[fwf]=160 N/mm4.
焊缝强度符合要求。实际施工时考虑安全，加焊加肋板提高柱脚受力效果。
6.4、立柱稳定性验算(按厚度t=8mm计算)
1、支架稳定性主要是在各种荷载作用下立柱的稳定性，贝雷梁主要
起到连接和加强横向稳定性的作用，所以只需要对单个钢管立柱进
行压杆稳定验算。
各项参数如下：D=600mm，d=584mm，
t=8mm，r=20.9，λ=l/i=105.3，
A=148.7cm2，I=65158.949 cm4，
查《路桥施工计算手册》得，φ=0.5，
由λ= 105.3›100，可以运用欧拉公式：
临界力PCR==
6.5、刚架水平整体稳定性验算：
1）支架稳定性分析：
刚架稳定性分为两种情况:第一种为没有吊装拱肋只受风倾覆荷载,第二种为吊装拱肋吊装拱肋后受到拱肋水平力和风共同倾覆荷载.分别对以下2种情况进行稳定性算.
第一种情况：吊装拱肋后还未安装时仅受到顺桥向风力时的稳定性验算，根据力矩的平衡方程：
V抗=＞。
说明：支架整体水平稳定性能满足要求。
第二种情况：吊装拱肋后,拱脚连接钢板与管柱焊接完成后,在水平推力和风荷载共同作用下的稳定性验算,
根据力矩的平衡方程：
，可知:
式中:G为刚架钢管、工字钢重量,。
为刚架管顶间距。
为角焊缝计算面积，取。
说明：支架整体纵向水平稳定性能满足要求。
6.6刚架横桥向水平稳定性分析
6.6.1刚架横桥向稳定性问题，主要是横桥向风荷载及拱肋吊装过程中对刚架横桥向碰撞而引起的横向稳定性问题。方案中从两方面来加强刚架横桥向的整体稳定性：第一，刚架安装完成后，刚架顶部贝雷横梁对刚架之间既起到了横向联系以对刚架起到横向约束作用，增强了刚架的横向稳定性。第二，刚架根部通过与预埋钢板角焊接，并连同预埋钢板嵌入基础混凝土中，与刚架基础形成一个整体。对刚架的横向稳定性分析,不考虑其横向联系作业,这里偏安全地按悬臂单根管柱进行分析验算。其受力模型如下图：
由此可知:
6.6.2 抗剪力验算:
说明抗剪力符合要求。
6.6.3强度验算:
说明强度能满足要求。
2）吊装拱肋后还未安装时的稳定性验算：
根据力矩的平衡方程：
V抗=＞。
V为钢管、工字钢、贝雷片的重量。
说明：支架整体水平稳定性能不能满足要求。
3）、吊装拱肋后在水平推力和风荷载共同作用下的稳定性验算：
根据力矩的平衡方程：
V抗=＞
V为钢管、工字钢、贝雷片的重量和吊装边段拱肋竖向荷载。
说明：支架整体水平稳定性能不能满足要求。
两种情况下都不能满足稳定要求，必须设置缆风绳。
（4）、刚架缆风绳设置：
纵桥向对称在支架顶和中部设置2道缆风绳（与地面呈450）根据简
明《施工计算手册》，设置缆风绳后，由风载所引起的倾覆失稳可以不予考虑，，这里仅考虑吊装边段拱肋时产生的水平力所造成的倾覆失稳，从最安全受力角度考虑，假定支架顶所受水平力全部由靠近边段的缆风绳来抵消。选用ф20（6*19绳芯1）的钢丝绳，下面进行钢丝绳受拉应力验算。
钢丝绳所承受的最大拉力Tmax=H/COS450=3.44/0.71=4.85（T）。
钢丝绳所允许拉力（安全荷载）S=Sb/k=aPg/k
式中： a为钢丝绳之间荷载不均匀系数，这里取0.85；
K为安全系数，这里取3.5
Pg为钢丝绳破断拉力总和，取211.5Kpa.
钢丝绳所允许拉力（安全荷载）S=Sb/k=aPg/k=5.14T›4.85（T）.钢丝绳满足要求。
6.6、支架地基的稳定性验算：
为减少支架地基的不均匀沉降量，确保支架地基的稳定性，支架搭设施工前必须对支架地基必须进行处理。本方案拟对支架地基采用埋置深度为50cm的砼扩大基础，基础施工前先根据地面高程和设计情况进行开挖，对基础地基采用石灰土处理40cm并压实，然后进行扩大基础的施工,扩大基础尺寸为1000×300cm,基础厚度为30cm,为防止地基出现不均匀沉降，砼基础内布设了15×15Ф16钢筋网片。
1）地基的容许承载力的计算：基础宽度b≥2m,但其埋置深度较浅，所以偏安全地考虑，对基础地基承载力不进行修正，即：
注：①根据实际支架处地基情况，对支架地基容许承载力采用砂性土类细砂（水下）中密状态的容许承载力。
②对支架处地基的处理后承载力的提高不作考虑。
2）临时支架对地基的压力值应满足下式：
考虑钢管自重及施工荷载,取S=580KN,
因此，支架地基承载力符合要求。
7、设计体会
拱肋吊装所采用的钢管柱式少支架具有以下特点：
①、传力途径清晰。但受力分析较简单。
②、构件较大，数量较小，较易保证施工安全，机械使用多，结构刚柔结合，抗冲击性较强。
③、施工情况较复杂。构件吊装有些难度，拆除不易。
④、基础处理费用较低，材料投入较少，但形式较多，人员要求少但数质较高，机械投入大，施工速度较快，经济成本低。
⑤、因钢管刚度较大，支架预压的下沉量主要是地基的下沉量，在施工中可以考虑先处理地基，对其进行等载预压沉降稳定后，在进行支架安装，可以避免再支架顶的预压，节约时间和成本。
参考文献：
1、《公路桥涵施工技术规范》（JTJO41-2000）
2、《路桥施工计算手册》
3、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
4、《桥涵》
刚架拱桥范文5
关键词：钢筋混凝土 系杆拱桥 无支架施工
1、工程概况
平望运河大桥位于苏州吴江平望镇西侧，是318国道跨越京杭运河和省道205的一座桥梁。该桥全长332m；设计荷载为汽-20，挂-100；主跨为70m刚性拱柔性系杆下承式拱桥，全宽25.7m，四车道，分上下行两幅；系杆拱拱肋矢跨比为1/5，拱轴系数m=1.0，工字形肋，高1.8m，宽0.9m；每根系杆由12束高强度低松驰钢绞线束组成，置于体外；桥面系及所承受的活载通过中横梁传给吊杆，然后通过吊杆传递给拱肋和系杆。下部结构为柱式桥墩，基础为1.5m钻孔灌注桩。
2、无支架施工
2.1 总体构思近几年，我省各地建造了多座系杆拱桥，结构上多为刚性拱刚性系杆，一般采用满堂支架施工方法。该方法技术上比较成熟，操作比较简便，缺点是将在较长时间内妨碍航道的通行。而平望运河大桥桥置段航道交通量大，来往的多为大吨位船只或船队，航道部门要求桥梁施工时必须保证不小于30.0m通航净宽和7.0m的通航净高，如采用满堂支架施工将很难达到要求，因此决定采用无支架施工。为了能将桥梁施工时对航道的影响降低到最小，根据设计要求、桥置处的地形条件、设备的起吊能力，经过多方案反复比选，决定将拱肋分成五段，采用浮吊和缆索吊相结合的方法，由浮吊安装拱肋，由缆索吊安装风撑、中横梁、桥面板等构件，同时利用缆索吊的塔扣索固定已安放到位的边段拱肋。用此施工方案，在实际施工时累计断航24h，对航道有影响的时间累计48h.
2.2 缆索吊根据工程要求，本次采用的缆索吊的索塔为人字形，由钢管和角钢分段焊接成三棱体后拼接而成；索塔高36.0m，塔架底脚铰接在两辆平板车上，两辆平板车间用二根钢管联系支撑，塔架的基础是利用主墩的承台，各种缆索为不同规格的钢丝绳，其规格通过计算确定。塔架设计计算内容包括塔架高度、杆件强度和整体稳定性等。
塔架的高度由下式计算：H=f+h1+h2式中：f——主索的工作垂度；
h1——索塔底面与吊物需越过障碍物最高点之间的高差；
h2——主索荷载后的最低点距障碍物最高点之间的高度。塔架的受力特点是作用于塔架上的垂直荷载比水平荷载大，塔架以受压为主；由于采用的塔架为下端铰接的单排扣架，其水平荷载由塔架风缆承受，塔架本身按两端铰接的受压构件计算。风缆是稳定塔架的一种临时措施，其受力特点是结构物稳定不动时，几根风缆的安装张力互相平衡；当结构物在外荷载作用下发生位移时，引起风缆的张紧或松驰，从而产生张力差来平衡外荷；通过计算，采用了4根28mm主后风缆，锚锭距塔架110m，4根15.5mm副后风缆，锚镜距塔架40m；安装拱肋等构件时由主后风缆来保证塔架的稳定，横向移动塔架时，由副后风缆来保持稳定。塔扣索是为了暂时固定分段拱肋，本桥施工时第一段拱肋即拱脚段采用支撑固定，第二段拱肋即边段拱肋采用扣索固定；扣索中的拉力主要由边段拱肋自重、边段拱肋风缆拉力和搁置中段拱肋时产生的力组成的，通过计算采用了17.5mm钢丝绳组成的滑轮组，由慢速卷扬机松紧。
2.3 拱肋段接头的设计设计图拱肋采用分七段安装、且每段拱肋间采用现浇混凝土联接，这样要使接头混凝土达到强度要求，至少需要48h，此将对工程的安全可靠性和通航的要求产生影响，所以决定采用刚性接头，使拱肋安装到位即形成整体，短期内将四根拱肋安装完毕，以便开放交通，恢复通航。
2.4 拱肋的安装该桥构件预制场设于桥位东侧约200m处的河边，拱肋采用整体放样、整体立模分段预制。边段拱肋重45t，中段拱肋重约80t，各拱肋段由浮吊出坑装船，由载荷吨位为120t的运输船运送到位。施工时首先安装拱脚段和端横梁，为了加强两片拱肋间的横向联接刚度，同时避免由于拱肋的顺桥向水平位移对端横梁的影响，在拱脚和端横梁安装就位后，只将端横梁接头钢筋与预埋在拱脚的钢筋进行焊接，而暂不浇筑接头混凝土。其次安装拱肋边段，由于边段的重量为45t，故采用一艘起吊能力为50t的浮吊进行安装；安装时由船运送到位，浮吊吊起后，下端头先对准拱脚上接头落位，上端用上下游风缆使其中线位置大体符合，对好接头安上接头螺栓，然后将上端头标高调整到比设计标高高出10cm后收紧扣索并卡紧；徐徐松完起重索但不取走吊钩，再调整扣索至端头标高比设计标高值高3cm，然后旋紧接头螺栓，卡紧扣索，固定风缆，取走吊钩。另一侧工序同上。拱顶段重80t，由两艘50t浮吊起吊，吊运就位后，徐徐放下，防止碰撞已安装就位的拱肋边段，保证两个接头同时合拢，安装接头螺栓，调整拱轴线，校正中线，用薄钢板嵌塞拱肋接头缝隙，焊接接头钢筋，固定风缆，张拉柔性系杆的预应力钢绞线索（钢绞线张拉的束数和吨位按张拉力比拱肋自重产生的水平推力略大一点控制），全部松索成拱，浇筑拱肋接头混凝土。以上前两步均不需断航，只要进行交通管理即可，拱顶段合拢时需临时断航。在两片拱肋合拢成拱后，立即安装风撑，然后逐步拆除横向稳定风缆。拱肋安装完毕后，由缆索吊安装中横梁及桥面板等。
刚架拱桥范文6
【关键词】钢桁架拱桥；桥梁施工；施工技术；
近年来，迫于我国经济的快速发展和城市立体景观发展的需要，修建跨江桥梁选用钢桁架拱桥被广泛应用，钢桁架拱桥跨越能力强、承压能力高和外形刚健稳固，大跨度的钢桁架拱桥必然随着我国交通建设的迅速发展而得到更快的发展。
一、钢拱桥结构的特点分析
（一）经济性能良好
能个节间杆件都能根据受力大小而灵活改变截面和钢种，大大降低了建设成本，并且加快了施工速度，使工期缩短，桁架结构和网架相比，省下了弦纵向杆件和网架的球节点。杆件多为承受轴向力构件，能充分发挥材料的力学性能。
（二）可以单独安装，施工方便
桁架拱桥的单根杆件相对较轻，不需要大型的起吊设备，施工迅速，便于施工高工作业。同砖石，混凝土，木材相比，在受力相同情况下钢结构自重小，从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。
（三）建筑与结构的设计与功能一体化，使建筑更富有功能化
在钢结构桁架桥中，桥型雄伟壮观，外形轮廓柔和，与周边景观易于协调搭配，能够体现现代工业化的风貌。
二、大跨度钢结构桁架桥的施工工艺
施工方案的选择主要取决于结构形式。在实际工程中，由于受结构设计特点、桥型布置、自然条件等因素制约，有时需要几种吊装方案结合操作。以下是几种常用的施工方法。
（一） 行走吊机架设法
此种方法具有提升、变幅、回转、底盘调平、整机前移及锚固的功能。起重机在钢桁拱上架梁时，上底盘能够随拱顶坡度变化保持水平状态，起吊安装时稳定性好，利于构件的准确定位和安装。
（二）浮吊架设法
在河上或海上架设长大桥时，经常会使用到这一方法，在岸边将整孔桥梁组拼好，然后用浮吊将其吊起，并将浮吊拖曳航运至桥位，将梁在桥台、桥墩上架设就位。此种方法可以避免大量高空作业。而且对桥址的地形条件和天气状况要求也较高。
（三）有支架架设法
此种方法使施工难度减小，结构受力更加明确。适用于小型的跨径钢桁架拱桥，天津国泰桥和重庆朝天门大桥都采用了这种方法。大跨径的钢桁架拱桥在其边跨也可以采用临时支墩进行施工，这种方法可以缩小边孔的悬臂长度，改善结构的受力。
（四）悬臂架设法
这是钢拱桥最常用的一种方法，首先在两边搭设临时支墩或临时支架，用斜拉索或斜拉粗钢筋将悬臂的拱肋拉住，从拱脚开始，逐渐向拱顶悬拼拱肋节段，直至全桥合拢，其特点是不受桥渡水文条件、通航、流水、墩高和季节的限制，而且其专用辅助结构和辅助设备费用较少。
（五）缆索吊装架设法
此种方法的特点是吊机安装、构件运输比较方便，安全可靠，适用于多种拼装方式，由桥两端向中间对称进行，水平运输、安装拱圈节段构件垂直起吊采用缆索吊机进行，在钢梁支点处设以临时塔架，在塔架顶用一对或两对钢索牵到塔架左右梁段的对称节点上，当钢梁伸臂到一定长度时，张拉钢索或起顶塔架，将钢梁悬出部分向上提起，借助钢索的斜拉力，使其安全前拼，此种方法对拱和梁的运输方式和地点限制少。
（六）斜拉扣挂架设法
此种方法经常采用于单孔的大跨度钢桁架拱桥，主要是用来改善结构的内力，如在广西邕宁邕江大桥（312m）施工中开发研究了千斤顶钢绞线斜拉扣挂法，该方法在设计和施工过程中都有一定的难度，在桁架悬拼架设过程中需要不断的调整索力，施工、监理的难度也有所增加。
三、施工技术要求
1.制造钢桁架的材料应符合设计图纸要求的钢种、规格等规定，并附出厂材质证明书。
2.钢材裁切边缘应整齐，无缺陷，比如毛刺、反口、缺肉等，裁切板件和型钢的长度不能相差2mm，型钢剪切线与边缘垂直度不能小于1.5mm。
3.制成的孔应成正圆柱孔或方圆柱孔，孔缘无损伤不平，并保持光滑。
4.按图纸要求进行钢桥的焊接工作，并及时进行检查，确保焊接的质量，对于不合格的接缝要及时处理，尽快进行补强措施，按规范要求来清理处理后的焊缝。
5.钢桁架构件成品经检验符合要求后，应进行钢桁架试装，试装时，每拼完一个单元，应检查和调整几何尺寸，然后再进行下一单元试装，以免试装完后难于调整。
6.试装结束后，按图纸要求进行组装，确保焊接质量符合要求。
7.在架设钢桁架桥前，需先对桥台高程、尺寸、中心线进行复制，在进水塔和混凝土达到28天的设计强度后再进行。
8.桁架弦杆、腰杆的节点板与杆件焊接处以节点中心为基准留企口且弦杆在不同节点处分别加放不同的焊接收缩余量，以控制焊接应力变形导致构件精度影响。
9.拼装钢桁架的标高应符合设计要求，如有间隙，需用M20水泥砂浆把支座底板与承垫之间的间隙垫实。
四、钢桁梁架设方法在桥梁施工中的应用
宜万铁路万州长江大桥（如上图）
本桥正桥为190+552+190m三跨连续钢桁系杆拱桥，全长934.1m（包括端纵梁），主桥全宽36.5m，桁宽29m，两侧边跨为变桁高平弦桁梁，中跨为刚性拱柔性梁的钢桁系杆拱。拱顶至中间支点高度为142m，拱肋下弦采用二次抛物线，矢高128m，矢跨比1/4.3125；拱肋上弦采用二次抛物线，并于边跨上弦之间采用R=700m的圆曲线进行过渡，主桁采用变高度的“N”形桁式，钢桁拱肋跨中桁高14m，中间支点处桁高73.13m，边支点处桁高11.83m。全桥采用变节间布置，共有12m、14m、16m等三种节间形式，其中，边跨节间布置为8×12m+14m+5×16m，中跨节间布置为5×16m+2×14m+28×12m+2×14m+5×16m，中跨布置有上下两层系杆，竖向间距11.83m，上层系杆采用“H”形断面，下层系杆构造采用“王”形断面和体外预应力索，钢结构系杆顶部与拱肋下弦节点相连接，下层体外预应力索锚固于节点端部。
尽管钢桁架拱桥也有自身的缺点和局限，但在如今依然是一种很有竞争力的方案，随着实践的积累，钢桁架拱桥的设计理论和施工方法也将趋于完善，跨越能力也会不断提高，相信在以后会有越来越多的方案倾向于这种桥型。
参考文献
[1]刘锋.浅谈钢筋混凝土刚架拱桥施工技术[J].中国高新技术企业，2009.
[2]中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范.北京：人民交通出版社，2004. 刚架范文篇1
1防火设计
现代工业厂房中，很多是大空间、大跨度、通透的。为了有效的把火灾控制在较小范围内，《建筑设计防火规范》要求在建筑物内划分防火分区，并明文规定了各级防火分区的最大允许面积。钢结构厂房的承重构件一般为钢柱、钢梁，建筑外表面覆以彩色压型钢板。根据《建筑设计防火规范》的规定，其柱、梁的耐火时间均为0．25～0．5小时建筑物的耐火等级仅为四级(耐火等级较低)。以设计中经常遇到的煤预均化堆场为例，其生产类别为丙类，规范要求的最低耐火等级为二级，这样，轻钢结构厂房就达不到要求。解决的方法，可在柱、梁表面喷涂防火隔热涂料，使其耐火时间可达1．52．5小时，这样，建筑物的耐火等级可按二级考虑，满足规范要求。但应注意，在结构计算时考虑防火涂层的重量。
2设计有关规则
1)刚架设计首先是材料的选择，目前比较常用的钢材是Q235钢和Q345钢。当强度起控制作用时，可选择Q345钢，刚度控制时，宜使用Q235钢。
2)刚架一般按弹性理论设计，而等截面的实腹式刚架亦可采用塑性设计。但对结构进行塑性设计的内力分析时，采用简单塑性理论，应同时满足下列三个基本条件，并遵循《钢结构设计规范)(GB50017-2003)的有关规定。①平衡条件：任何隔离体上的内力和外力应相互平衡，按不同的荷载组合求出内力，再取其中最大者进行设计；②全塑性弯矩条件：以截面的全塑性弯矩(Mp=Wp•fp)作为极限弯矩，在等截面构件内，沿构件全长所有截面内的弯矩M
3)设计人员在进行刚架构件截面试算时，当预估的截面不满足，需加大截面时，应该分情况区别对待。①强度不满足：工字型截面受弯构件中．腹板以受剪为主，翼缘以受弯为主。若强度不满足，通常采用加大组成截面的板件厚度或采用加大腹板的高度两种方法。其中若仅采用加大组成截面的板件厚度的方法，抗弯能力不满足可加大翼缘厚度，抗剪能力不满足可加大腹板厚度。如采用增大腹板高度的方法可使翼缘的抗弯能力发挥更为充分。若在增大腹板高度的同时厚度也相应增加。则腹板耗钢量过多，不经济。因而不过多增大腹板厚度而充分利用板件屈曲后的强度是比较合理的。需要提出的一点是，当工字型截面构件腹板受弯及受压板幅利用屈曲后强度时，应按有效宽度计算截面特性；②变形超限：通常不应加大板件厚度，而应考虑加大截面的高度，否则，会很不经济的。
3刚架梁、柱连接节点形式比较
刚架梁柱连接节点应具有足够的强度和刚度．以及适当的变形能力，同时要求构造简单，加工、制作、安装方便。
3．1刚架节点的形式及特点刚架梁柱不加腋的矩形节点。转角处应力集中高，刚度小，转动能力大，构造简单：刚架梁柱加腋的矩形节点，加腋高度一般不超过梁高的1／2’冈0度较大，转动能力小，施工并不麻烦，但不太美观。
3．2梁柱刚性连接方式及特点端板平放，对边柱来说可减少连接处的剪力，受力情况有利，连接刚度较好，构造简单、易于施工，适用于厂房高跨比较小，竖向荷载起控制作用时：对中柱来说受力合理，构造简单，节省螺栓．施工方便。端板竖放，连接处剪力较大、使用螺栓最多，连接刚度较差，施工亦不方便；对中柱来说构造复杂，所需螺栓多，施工困难。端板斜放，对边柱来说适用于节点弯矩较大时，连接刚度最好，构造复杂。施工不方便。需要注意的是，由于多种因素的影响，各种端板连接仍不能达到理想的刚性连接。因此当假设按刚接计算时，横梁的挠度和柱顶水平位移宜乘以较大系数，建议取1．15。另外，平齐式端板连接刚度较小，应限制使用，一般采用外伸式端板。为改善外伸式端板受拉螺栓的受力情况，端板外伸部分宜予以加筋。当条件许可时，在柱节点域内宜设置斜加劲筋，端板连接时，螺栓布置宜对称、较均匀．在翼缘附近的螺栓不宜太密．中部亦不宜过疏。
4屋面板及檩条设计
现在不少施工图纸檩条通常是等间距布置，檩条对屋面板是等跨支座。例如跨度15m以上的刚架多为双坡，每坡屋面板在7．5m以上，根据檩条布置，屋面板多按5跨等跨连续梁设计，其结果是屋面板端跨的跨中弯矩比中跨的跨中弯矩大很多，按端跨跨中弯矩选用屋面板，则中跨屋面板不能充分发挥作用。对檩条的荷载又以屋面板第二支座反力为依据．第二支座反力是5跨连续板中反力最大的支座．以此反力设计檩条，此时只有屋面板第二支座的檩条能充分发挥作用，中跨支座檩条承载力富裕很多．不能充分发挥作用。为此建议檩条采用不等跨布置，檩条的布置在屋面板端跨处间距减少而中跨处间距放大，使屋面板的端跨弯矩和中间跨弯矩比较接近，或由于檩条不等跨布置使屋面板支座反力比较接近，这样能充分发挥屋面系统的材料性能，降低造价。檩条设计常出现的一个问题是忽略计算檩条在风吸力作用下的稳定．导致檩条在风吸力作用下很容易失稳破坏，设计时应注意验算檩条截面在风吸力作用下是否满足要求。檩条与刚架斜梁上翼缘连接处需注意的是不应设单板檩托。而应增加加劲肋檩托的作用除固定檩条，防止檩条倾覆外，尚要承受檩条因荷载偏心产生的扭矩。因此檩托应有必要的刚度和承载力，以便对檩条端部提供扭转约束。
刚架范文篇2
某刚架拱桥位于福建省一县进出城口，属国道上桥梁。桥全长59．6m，桥宽21m。上部结构:净跨3．0m钢筋混凝土矮肋板梁+净跨50m钢筋混凝土刚架拱+净跨3．0m钢筋混凝土矮肋板梁，主跨横向布设7片刚架拱片，拱片间距3．2m。桥面铺装连续，两侧桥头各一处简易伸缩缝。桥面系采用矢跨比为1/16、厚6cm的微弯板及现浇混凝土填平层。桥面宽度为3．35m(人行道)+14．3m(车行道)+3．35m(人行道)。下部结构采用钢筋混凝土组合式桥台。为配合道路改造工程，该桥将在桥面上直接加铺10cm沥青路面，同时业主要求该桥改造后能够满足公路－Ⅱ级、人群3．5kN/m2的荷载要求。但是该桥无设计和竣工资料，需要对桥梁进行整体进行详细的现状调查、分析后进行相应的处理。
2桥梁现状调查
2．1主要病害
1)桥面铺装存在大量横向裂缝、纵向裂缝;伸缩缝不平顺;人行道板、栏杆、路缘石多处破损缺失;桥面排水不畅、积水;桥头沉降造成搭板凹陷。
2)跨中拱顶附近存在较多裂缝，大小节点附近弦杆段存在个别裂缝，所检裂缝最大宽度测读值为0.25mm，未超过规范限值;拱肋有露筋锈蚀现象;部分拱肋局部存在孔洞、蜂窝麻面等表观病害。
3)微弯板存在开裂现象，主要集中于跨中附近，所检裂缝最大宽度测读值为0.73mm，超过规范限值;微弯板存在大量露筋锈蚀、裂缝、孔洞病害，严重的微弯板混凝土碎裂，导致桥面塌陷，详照片。
4)横系梁存在较多裂缝，车行道下部横系梁尤为严重，所检裂缝最大宽度测读值为0.72mm，超过规范限值。并有露筋锈蚀、混凝土表面蜂窝麻面、剥落现象。
5)下部结构盖梁受水侵蚀严重，有较多竖向裂缝，所检裂缝最大宽度测读值为0.35mm，超过规范限值。
2.2荷载试验
1)静载试验静载试验按公路－Ⅱ级(考虑10cm沥青铺装层)荷载等级进行，静载试验荷载效率为0.86～1.01;在各工况荷载作用下，控制截面应变校验系数在0.14～0.94之间，满足校验系数小于1.00的要求;所测测点的最大相对残余应变小于残余应变限值要求(20%);在各工况荷载作用下，各控制截面挠度校验系数在0.39～0.94之间，满足校验系数小于1.00的要求;所测测点中的主要测点相对残余变形基本满足的残余变形限值要求(限值20%)。
2)环境振动试验实测振动响应信号经试验模态分析，该桥竖向实测基频为5.00Hz，理论基频为3.07Hz，实测基频大于理论值，表明现状桥梁实际刚度较大。
3)桥梁承载力评定结果根据桥梁缺陷状况检测结果、材质状况与状态参数检测结果和荷载试验结果对桥梁承载能力进行核算，该桥承载能力不满足公路－Ⅱ级、人群3.5kN/m2(加铺10cm沥青铺装层)荷载等级的使用要求。
3结构计算分析
为了解桥梁结构提载后受力情况，本工程结构分析采用桥博3.0程序建立平面杆系模型分别对边拱肋和中拱肋进行计算。单片拱肋划分为70个单位，其中三角刚架区24个单位，桥面单元为46个单位，拱角采用完全固结，边支点采用竖向支撑，纵向滑动约束。
4病害原因分析
近几年该地区交通量急剧增加，该刚架拱桥经过长时间运营，构件混凝土的开裂呈普遍现象，裂缝的产生有着各种各样的原因，内部和外部不同原因的裂缝和不同类别的裂缝对结构的安全性和耐久性也有着不同的影响。
4.1微弯板
车轮荷载通过桥面铺装层作用于微弯板上，形成较为直接的受力构件，原设计的微弯板计算模型为将微弯板两端简化为弹性约束的变截面板进行承载力验算，该假定方法与实际受力状态相差甚大，且微弯板厚度仅设为60mm，因此大大降低了微弯板在实际工作中的可靠性。由于桥梁多年的使用，桥面铺装的破损，拱肋下挠、横向偏移等，均造成微弯板支座端偏位，严重者使得微弯板变成两端铰结的简支板，从而微弯板实际受力大大增加，超出设计范围，造成微弯板的破坏。本桥微弯板存在大量裂缝，且部分微弯板的塌陷，正是设计缺陷引起的。
4.2横向联系
刚架拱桥的结构内力分析是根据平面杆系理论进行的，基本采用弹性支撑连续梁的方法进行横向荷载分布分析，而后进行纵向桥梁内力分析。在实际工程应用中，往往很难模拟横向联系的实际受力状况，导致结构内力计算失真。弹性支撑连续梁法需要结构必须有足够的横向连接刚度，横向连接刚度是通过横系梁、桥面铺装层及微弯板进行连接，而这种连接通过多年刚架桥的使用可知，其刚度较弱。由于先天横向刚度的不足，桥梁使用一段时间后，横系梁逐渐出现开裂现象，横系梁的开裂弱化了横向刚度，出现更严重的裂缝，其裂缝基本形态为竖向贯通缝或斜向裂缝。同时在汽车荷载作用下出现振动现象，也使得横向连接减弱，导致刚度降低。同时微弯板的侧向水平推力作用也使得横系梁处于横向受拉，对横系梁产生不利作用。因此，由于刚架拱的先天不足，导致桥梁过早的出现不同程度的病害，病害又导致桥梁横向刚度降低，而刚度的降低加剧了构件的损伤、损坏，周而复始，造成桥梁使用年限大大缩短。
4.3拱肋
根据桥涵通用设计规范，进行恒载、汽车荷载、温度荷载等组合，经结构分析可知，拱顶、拱角最大抗力不满足内力需求;跨中、拱腿(与大节点连接处)、拱角、弦杆(与大节点连接处)等部分部位裂缝宽度大大超出规范的最大要求。同时，根据桥梁检测报告可知，拱肋混凝土质量表观差，表面粗糙、不平、局部蜂窝麻面;大小节点部位配筋不合理，缺乏必要的构造抗拉钢筋。因此，在桥梁使用过程在大小节点部位出现不规则裂缝，影响桥梁的结构承载力和耐久性。
5加固对策及验算
5.1加固对策
根据检测结果及上述病害分析，提出了主要处理措施，如下:
1)对拱肋跨中两侧各10m的范围内，拱肋下缘粘贴U型钢板，加配U型压条，粘贴钢板采用环氧树脂化学灌浆湿式外包钢法施工。
2)大、小节点受力复杂，两侧粘贴整体大钢板，在横系梁处断开，方便安装，粘贴整体钢板采用环氧树脂化学灌浆湿式外包钢法施工。
3)将拱腿全部和斜撑根部2.5m段外包混凝土加大截面;拱腿顶面、侧面增加混凝土厚度15cm;在拱脚2.5m段区域内，将拱腿和斜腿连成整体。在拱脚新增截面上加强抗弯受力钢筋，并将新增截面的连接钢筋植入原结构，以保证新增截面能与原结构共同受力。拱腿新增截面纵向钢筋与大节点钢板焊接连接，并将该部分混凝土过渡平顺。
4)对横系梁下表面粘贴钢板条加固，侧面上缘粘贴钢板，在拱肋处植入螺杆连接，增强横向刚度。
5)拱肋弦杆上缘出现较多裂缝，计算也发现该部分结构承载能力富余量较小甚至不足，为此采用在靠近弦杆上缘粘贴钢板条方法加固弦杆。
6)若配合整条路线改造，直接在桥面加铺10cm沥青混凝土，桥梁上将增加共250吨恒荷载，考虑原设计资料缺失，无法判定原基础承载力富裕度，应考虑尽量不增加旧桥恒载;同时，根据检测报告可以看出，微弯板及加劲肋存在较多裂缝，通过计算，原微弯板不满足荷载要求。因此，考虑采用将原桥面铺装层铣剖掉2cm的磨耗层，绑扎钢筋铺设8cm厚C40聚丙烯纤维混凝土铺装层，使得新增钢筋混凝土与原桥面板形成组合受力结构，共同承载受力;同时，对微弯板表观病害进行维修处理，采用压力注胶封闭裂缝、钢筋除锈、聚合物砂浆恢复保护层等措施。再者在桥梁铺装6cm沥青混凝土，桥两端与整体路线平滑过渡。既解决了桥面板承载不足的问题，同时又使得旧桥恒载增加不多。
7)对所有宽度大于0.15mm的裂缝进行灌浆处理，灌浆胶采用优质A级环氧灌缝胶。对所有宽度小于0.15mm的裂缝，无论缝宽大小，在进行裂缝的灌浆过程中一并封闭。
5.2加固验算
1)计算参数
验算按照JTGD60－2004要求进行，汽车荷载采用公路Ⅱ级荷载标准，人群荷载3.5kN/m2。桥面铺装二期恒载为原混凝土铺装层铣剖2cm磨耗层，加铺8cmC40钢筋混凝土铺装层，其上加铺6cm沥青混凝土铺装层。混凝土强度按检测报告实测结果，恒载按改造后使用需要计取。对拱肋、弦杆、及大小节点节点处粘贴钢板的单元将钢板等效为钢筋加入单元截面，等效计算考虑0.9的应力滞后效应。
2)拱肋挠度计算结果
挠度计算结果如所示，计算结果表明，加固措施对桥梁的刚度有大大改善。3)拱肋控制截面强度计算结果经验算现有的桥梁结构跨中强度基本能满足承载能力极限状态要求;拱腿大节点处、拱脚、斜腿脚及弦杆大节点处裂缝宽度不能满足正常使用极限状态要求。比较加固前后的计算结果，对桥梁的薄弱环节进行加强，提高了强度要求，减小裂缝宽度，增加了安全储备，达到了加固效果。边拱肋、中拱肋控制截面强度计算结果如所示;边拱肋、中拱肋控制截面裂缝计算结果如所示。路面加铺沥青混凝土提载后，经加固后桥梁拱肋各截面承载力、裂缝宽度要求等均能满足，并且有较大的富余度。
刚架范文篇3
关键词：轻型门式刚架结构设计计算
轻型门式刚架房屋结构在我国的应用大约始于20世纪80年代初期。近十多年来得到迅速的发展，目前国内每年有上千万平方米的轻钢建筑工程，主要用于轻型的厂房、仓库、体育馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。
单层轻型门式刚架结构是指以轻型焊接H形钢（等截面或变截面）、热轧H形钢（等截面）或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（槽形、Z形等）做檩条、墙梁；以压型金属板（压型钢板、压型铝板）做屋面、墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。
在目前的工程实践中，门式刚架的梁、柱多采用焊接H形变截面构件，单跨刚架的梁柱节点采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用；柱脚可与基础刚接或铰接；围护结构多采用压型钢板；保温隔热材料多采用玻璃棉。
1单层轻型门式刚架结构的特点和设计中的注意事项
1.1单层轻型门式刚架结构相对于钢筋混凝土结构具有以下特点：
(1)质量轻
围护结构采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成，屋面、墙面的质量都很轻。根据国内工程实例统计，单层轻型门式刚架房屋承重结构的用钢量一般为10~30kg/m2，在相同跨度和荷载情况下自重仅约为钢筋混凝土结构的1/20~1/30。由于结构质量轻，相应地基础可以做得较小，地基处理费用也较低。同时在相同地震烈度下结构的地震反应小。但当风荷载较大或房屋较高时，风荷载可能成为单层轻型门式刚架结构的控制荷载。
(2)工业化程度高，施工周期短
门式刚架结构的主要构件和配件多为工厂制作，质量易于保证，工地安装方便；除基础施工外，基本没有湿作业；构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，安装迅速。
(3)综合经济效益高
门式刚架结构通常采用计算机辅助设计，设计周期短；原材料种类单一；构件采用先进自动化设备制造；运输方便等。所以门式刚架结构的工程周期短，资金回报快，投资效益相对较高。
(4)柱网布置比较灵活
传统钢筋混凝土结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制，柱距多为6米，当采用12米柱距时，需设置托架及墙架柱。而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板，所以柱网布置不受模数限制，柱距大小主要根据使用要求和用钢量最省的原则来确定。
1.2设计中的注意事项
(1)由于门式刚架结构构件的抗弯刚度、抗扭刚度较小，结构的整体刚度较弱，因此设计时应考虑运输和安装过程中要采取的必要措施，防止构件发生弯曲和扭转变形。
(2)要重视支撑体系和隅撑的布置，重视屋面板、墙面板与构件的连接构造，使其能参与结构的整体工作。
(3)组成构件的杆件较薄，设计中应考虑对制作、安装、运输的要求。
(4)设计中应充分考虑锈蚀对结构构件截面削弱的影响。
(5)门式刚架的梁柱多采用变截面杆件，梁柱腹板在设计时考虑利用屈曲后的强度，所以塑性设计不再适用。
(6)设计中对轻型化带来的后果必须注意和正确处理，比如风力可使轻型屋面的荷载反向等。
2结构形式和结构布置
2.1结构形式
门式刚架的结构形式按跨度可分为单跨、双跨和多跨，按屋面坡脊数可分为单脊单坡、单脊双坡、多脊多坡。屋面坡度宜取1/20~1/8。单脊双坡多跨刚架，用于无桥式吊车的房屋时，当刚架柱不是特别高且风荷载也不是很大时，依据“材料集中使用的原则”，中柱宜采用两端铰接的摇摆柱方案。门式刚架的柱脚多按铰接设计，当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接。门式刚架上可设置起重量不大于3t的悬挂吊车和起重量不大于20t的轻、中级工作制的单梁或双梁桥式吊车。
2.2结构布置
2.2.1刚架的建筑尺寸和布置。
门式刚架的跨度宜为9~36m，当柱宽度不等时，其外侧应对齐。高度应根据使用要求的室内净高确定，宜取4.5~9m。门式刚架的合理间距应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、9m。纵向温度区段小于300m，横向温度区段小于150m（当有计算依据时，温度区段可适当放大）。
2.2.2檩条和墙梁的布置
檩条间距的确定应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条规格等因素按计算确定，一般应等间距布置，但在屋脊处应沿屋脊两侧各布置一道，在天沟附近布置一道。侧墙墙梁的布置应考虑门窗、挑檐、雨蓬等构件的设置和围护材料的要求确定。
2.2.3支撑和刚性系杆的布置
(1)在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
(2)在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑，以构成几何不变体系。
(3)端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。柱间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定，一般取30~45m，有吊车时不宜大于60m。
(4)当房屋高度较大时，柱间支撑应分层设置；当房屋宽度大于60m时，内柱列宜适当设置支撑。
(5)当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。
(6)在刚架的转折处（边柱柱顶、屋脊及多跨刚架的中柱柱顶）应沿房屋全长设置刚性系杆。
(7)由支撑斜杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑。
(8)刚性系杆可由檩条兼做，此时檩条应满足压弯构件的承载力和刚度要求，当不满足时可在刚架斜梁间设置钢管、H型钢或其他截面形式的杆件。
(9)当房屋内设有不小于5t的吊车时，柱间支撑宜用型钢；当房屋中不允许设置柱间支撑时，应设置纵向刚架。
3刚架设计
3.1荷载及荷载组合
3.1.1永久荷载
永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。
3.1.2可变荷载
可变荷载包括屋面活荷载（设计屋面板和檩条时应考虑施工和检修集中荷载，其标准值为1KN）、屋面雪荷载和积灰荷载、吊车荷载、地震作用、风荷载等。
3.1.3荷载组合
荷载组合一般应遵从《建筑结构荷载设计规范》GB50009-2002的规定，针对门式刚架的特点，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:98给出下列组合原则：
(1)屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中较大值。
(2)积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值同时考虑。
(3)施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑。
(4)多台吊车的组合应符合《建筑结构荷载设计规范》的规定。
(5)当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑。
3.2刚架内力和侧移计算
3.2.1内力计算
对于变截面门式刚架，应采用弹性分析方法确定各种内力，只有当刚架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑性分析方法。变截面门式刚架的内力通常采用杆系单元的有限元法（直接刚度法）编制程序上机计算。地震作用的效应可采用底部剪力法分析确定。
根据不同荷载组合下的内力分析结果，找出控制截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面。控制截面的内力组合主要有：
(1)最大轴压力Nmax和同时出现的M及V的较大值。
(2)最大弯矩Mmax和同时出现的N及V的较大值。
(3)最小轴压力Nmin和相应的M及V，出现在永久荷载和风荷载共同作用下，当柱脚铰接时M=0。
3.2.2侧移计算
变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析方法确定，计算时荷载取标准值，不考虑荷载分项系数。如果最后验算时刚架的侧移刚度不满足要求，需采用下列措施之一进行调整：放大柱或（和）梁的截面尺寸，改铰接柱脚为刚接柱脚；把多跨框架中的个别摇摆柱改为上端和梁刚接。
3.3刚架柱和梁的设计
(1)梁柱板件的宽厚比限值和腹板屈曲后的强度利用。（主要包括梁柱板件的宽厚比限值验算、腹板屈曲后强度利用验算、腹板的有效宽度验算等内容）
(2)刚架梁柱构件的强度验算。
(3)梁腹板加劲肋的配置。（梁腹板应在中柱连接处、较大固定集中荷载作用处和翼缘转折处设置横向加劲肋）
(4)变截面柱在刚架平面内的计算长度确定。
(5)变截面柱在刚架平面内的整体稳定计算。
(6)变截面柱在刚架平面外的整体稳定计算。
(7)斜梁和隅撑的强度和稳定性计算。
(8)节点设计。（包括斜梁与柱的连接及斜梁拼接、柱脚设计、牛腿设计、摇摆柱与斜梁的连接构造等内容）
4辅属结构构件设计
4.1压型钢板设计
(1)压型钢板材料的选择可根据建筑功能、使用条件、使用年限和结构形式等因素考虑，钢板基板的材料有Q215钢和Q235钢，工程中多用Q235-A钢。
(2)压型钢板的截面形式较多，根据波高的不同，一般分为低波板、中波板和高波板。波高越高，截面的抗弯刚度就越大，承受的荷载也就越大。
(3)压型钢板的强度和挠度可取单槽口的有效截面按受弯构件计算。计算内容包括压型钢板腹板的剪应力计算、支座处腹板的局部受压承载力计算、挠度限值验算等。
(4)压型钢板尚应满足其他相关构造规定。
4.2檩条设计
(1)檩条的截面形式可分为实腹式和格构式两种。当檩条跨度不大于9m时，应优先选用实腹式檩条。
(2)檩条属于双向受弯构件，在进行内力分析时应沿截面两个形心主轴方向计算弯矩。
(3)檩条应进行强度计算、整体稳定计算、变形计算。
(4)檩条尚应满足其他相关构造规定。
4.3墙梁、支撑设计
(1)墙梁一般采用冷弯卷边槽钢，有时也可采用卷边Z形钢。
(2)墙梁在其自重、墙体材料和水平风荷载作用下，也是双向受弯构件。
(3)墙梁应尽量等间距设置，在墙面的上沿、下沿及窗框的上沿、下沿处应设置一道墙梁。为减少竖向荷载作用下墙梁的竖向挠度，可在墙梁上设置拉条，并在最上层墙梁处设斜拉条将拉力传至刚架柱。
(4)墙梁可根据柱距的大小做成跨越一个柱距的简支梁或两个柱距的连续梁。
(5)门式刚架结构中的交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计，非交叉支撑中的受压杆件及刚性系杆按压杆设计。
(6)刚架斜梁上横向水平支撑的内力，根据纵向风荷载按支承于柱顶的水平桁架计算，并计入支撑对斜梁起减少计算长度作用而承受的力，对于交叉支撑可不计入压杆的受力。
(7)刚架柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向风荷载按支承于柱脚的竖向悬臂桁架计算，并计入支撑对柱起减少计算长度而应承受的力，对于交叉支撑可不计压杆的受力。当同一柱列设有多道柱间支撑时，纵向力在支撑间可平均分配。
综上所述，轻型门式刚架结构设计应遵守以下原则：
(1)保证结构的整体性。门式刚架属于平面结构，它们在纵向构件、支撑和围护结构的联系下形成空间的稳定体系，结构只有组成空间稳定整体，才能承担各种荷载和其他外在效应。
刚架范文篇4
关键词：门式刚架钢结构
一。设计方面
1.屋面活荷载取值
框架荷载取0.3kN/m2已经沿用多年，但屋面结构，包括屋面板和檩条，其活荷载要提高到0.5kN/m2.《钢结构设计规范》规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m2，但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6.门式刚架一般符合此条件，所以可用0.3kN/m2，与钢结构设计规范保持一致。国外这类，要考虑0.15-0.5N/m2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载情况，就要出安全问题。设计时可适当提高至0.5kN/m2.现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有人为减少荷载情况，应特别注意，决不允许在有限的活荷载中“偷工减料”。
2.屋脊垂度要控制
框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180，除验算坡面斜梁挠度外，是否要验算跨中下垂度？过去不明确，可能不包括屋脊点垂度。现在应该是计算的。一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都要计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于要验算跨中垂度。跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。要的度本来就小，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面竖向刚度过小，第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡，使屋面变形。本人有此想法，刚架侧移后，当山尖下垂对坡度影响较大时（例如使坡度小于1/20），要验算山尖垂度，以便对屋面刚度进行控制。
3.钢柱换砼柱
少数设计的门式刚架，采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成，斜梁用竖放式端板与砼柱中的预埋螺栓相连，形成刚接，目的是想节省钢材和降低造价。在厂房中，的确是有用砼柱和钢桁架组成的框架，但此时梁柱只能铰接，不能刚接。多高层建筑中，钢梁与墙的连接也是如此。因为混凝土是一种脆性材料，虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力，但在连接部位，它的抗拉、抗冲切的性能很并，在外力作用下很容易松动和破坏。有些设计，在门式刚架设计好之后，又根据业主要求将钢柱换成砼柱，而梁截面不变。应当指出，砼柱加钢梁作成排架是可以的，但将刚架的钢柱换成砼柱，而钢梁不变，是不行的。由于连接不同，构件内力也不同，要的工程斜梁很细，可能与此有关。
4.檩条计算不安全
檩条计算问题较大。檩要是冷弯薄壁构件，受压板件或压弯板件的宽厚比大，在受力时要屈曲，强度计算应采用有效宽度，对原有截面要减弱，不能象热轧型钢那样全截面有效。有效宽度理论是在《冷弯薄壁型钢构件技术规范》（GB50018－2002）中讲的，有的设计人员恐怕还不了解，甚至有些设计软件也未考虑。但是，设计光靠软件不行，还要能判断。软件未考虑的，自己要考虑。再有，设计人员往往忽略强度计算要用净断面，忽略钉孔减弱。这种减弱，一般达到6-15%，对小截面窄翼缘的梁影响较大。刚架整体分析采用的是全截面，如果强度计算不用净截面，实际应力将高于计算值。《规范》4.1.8、9条规定：“结构构件的受拉强度应按净截面计算；受压强度应按有效截面计算；稳定性应按有效截面计算。变形和各种稳定系数均可按毛截面计算”。有的单位看到国外资料中檩条很薄，也想用薄的。国外檩条普遍采用高强度低合金钢，但我国低合金钢Q345的冲压性能不行，只有用Q235的。国外是按有效截面计算承载力的。如果用Q235的，又想用得薄，计算时还不考虑有效截面，荷载稍大时檩条就要垮。二。施工方面
1.柱子拔出
有的刚架在大风时柱子被拔起，这是实际中常出现的事故。主要原因不是刚架计算失误，而且设计柱间支撑时，未考虑支撑传给柱脚的拉力。尤其是房屋纵向尺度较小时，只设置少量柱间支撑来抵抗纵向风荷载，支撑传给柱脚的拉力很大，而柱脚又没有采取可靠的抗拔措施，很可能将柱子拔起。，因此，在风荷载较大的地区刚架柱受拉时，在柱脚应考虑抗拔构造，例如锚栓端部设锚板等。
2.没有柱间支撑
这种情况最近较多，这样肯定不行。目前没有任何一本规范允许不设支撑。特别是柱间支撑，受力较大，绝不能省略。
3.端板合不上
端板连接是结构的重要部位。由于加工要求不严，而腹板与端板间夹角又，有的工程两块端板完全对不上，合不起来。强行用螺栓拉在一起，仍留下很宽缝隙，严惩影响工程质量。
4.锚栓不铅直
框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不铅直，柱子安装后不在一条直线上，东倒西歪，使房屋外观很难着，这种情况不少。锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平，再用用无收缩砂浆二次灌浆填实。
5.保温材吸水超重
有些房屋雪不大就垮了，究其原因，是屋面防水施工太差，雪融化后水逐渐渗入，为保温村所吸收。今年冬季落雪多次，迁延时间较长。屋面的设计荷载很小时，当吸水量达至一定程序，超过了结构的承载能力，就要倒塌。
刚架范文篇5
关键词：钢结构门式刚架3D3SSTSPS2000
常常听到这样的说法：“某某软件比某某软件省用钢量”，当然，说这样话的人一般不是我们这个专业的人士，顶多也就是个一知半解，然而，作为真正的专业设计人员又了解构件设计的具体过程中的多少呢？在钢结构的设计行业中有大批的只是软件的使用者，因此，作为处在设计领域的又是软件的编制者，有必要做做这样的事：用不同的软件对相同的条件下同一个工程进行计算，看看结果到底有多大的差别。
本次所选的领域是轻型钢结构，因为这是目前使用面最广，而且对用钢量最敏感的结构，还有本人正好做过一个这样的软件，因此常常听到最多的是关于轻钢的用钢量问题。
所采用的软件都是当今行业中流行的，它们是：3D3S，STS，PS2000还有Maggie_GJ。
一、项目简介
所选工程情况如下：
两跨27m，四坡，坡度1/20，檐口标高7.5m，柱距9m，材料Q235。梁柱的截面规格(梁只标了左边跨,右边与之对称)，圆圈内为构件编号，梁构件的分段尺寸也作了标注，
屋面恒荷载：0.2KN/m2
屋面活荷载：0.3KN/m2
基本雪荷载：0.45KN/m2
基本风压：0.45KN/m2
不考虑地震。
二、分析结果
为了得到准确的结论，我们不采用让软件优化构件的功能，而只是对给定的构件截面进行验算，这里只给出各软件所计算的编号构件控制应力。
控制应力比较表表中单位：Mpa
构件编号
3D3S
PS2000
Maggie_GJ
180.6(167.7)
189(176)
210.8
184.9(170.1)
189.2(167.7)
178(164)
191.9
163.6
165.5(150.5)
168(154)
167.9
153.6
139.8(139.8)
117(105)
167.9
153.6
124.7(111.8)
117(105)
139.6
118.4
193.5(178.45)
190(176)
191.9
176.2
189.2(167.7)
180(167)
212.9
181.0
135.45(90.3)
152(76)
129.5
144.3(85.9)
对边柱（1号构件），平面外的支撑长度考虑0.6的系数（隅撑的作用），控制应力为平面内的稳定应力，括号内为平面外的稳定应力值。
中柱（8号构件），控制应力为平面外稳定应力，对于本例而言，由于活荷载均匀分布，且结构对称，中柱主要为轴力，因此截面根据计算相对较小，但实际情况应适当考虑不均匀分布的荷载，这里的计算结果是没考虑的，括号内为平面内的稳定应力值。
对于斜梁（2-7号构件），《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）规定，在平面内按压弯构件计算其强度，在平面外才计算其稳定，但3D3S和STS均给出了平面内的稳定应力，而且还是控制应力。以前的《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：98）中曾提到斜梁的平面内的计算长度取竖向支承点间距，这条在后来的规程中被去掉了。如果当作压弯构件进行平面内的稳定计算，那么斜梁应该是一根弯折的构件，而轴向压力是否顺着杆件的轴线方向，或是作为水平方向来考虑呢？还有根据这样的计算长度计算的稳定系数是否还有意义呢？所以象柱那样当作压弯构件计算其平面内的稳定实在有点牵强。而计算其平面外的稳定实际上是进行受弯构件的整体稳定计算，不过也兼顾到轴向力而已，但仍然是梁的特征。所以Maggie没有计算所谓的平面内的稳定应力。
三、题外的话
刚架范文篇6
鄱阳县某大米加工及仓储项目中，有8栋平房仓，每栋平房仓由2个独立的单平房仓构成，中间设100mm宽的沉降缝。单个平房仓设计为混凝土排架体系结构，排架间距6m，跨度24m，维护墙体为490mm厚的页岩砖，沿墙高间隔1.5~2m设置了4道通长圈梁。刚架排柱截面尺寸为450×1000mm，屋面刚架斜梁截面尺寸为400×1000mm，刚架柱和屋面刚架梁形成一个门式排架，屋面刚架斜梁在屋面处设有一道300×600mm的上翻拉梁，排架之间屋面板为90mm厚，中间间隔3m设有一道50×350mm的上翻次梁。单仓平顶最大高度为9.3m，支模架搭设净为9.4m，净跨度23.5m，长度48m。
2施工分析
本平房仓具有跨度大、单仓支模架体量大（单仓支模架体积达到11000m3）、檐口高度较高、斜梁截面尺寸大，需分段施工，钢筋密且大，护墙体和排架结构交错施工等特点，见图1。本工程属于超过一定规模的危险性较大的工程，且经过了严格脚手架支模安全计算并通过了专家论证后才实施。本工程钢管均采用准48×2.8，方木采用40×80，模板采用1830×915×13mm厚的胶合多层板，也采用上述参数进行相关安全计算。
3关键施工技术
3.1地基处理和基础施工。因本工程满堂支撑架在梁底部立杆荷载较大，立杆较密，需要一个稳固的地基基础承受上部荷载，避免不均匀沉降造成架体失稳。本工程地处回填区域，部分回填厚度到5~8m，基础部分仓体采用独立基础，部分仓体采用桩承台基础。地面设计做法：水泥搅拌桩+300mm碎石+120厚C15混凝土垫层+100厚C25混凝土面层。仓房心采用水泥搅拌桩复合地基。为节约成本，基础施工时，先对房心部分进行水泥搅拌桩地基处理，再距离独立基础或承台基础四周预留2~3排搅拌桩待独立基础或承台基础施工完毕后再进行水泥搅拌桩地基处理。基础梁和承台梁施工完成后及时进行房心碎石层回填和混凝土垫层施工，为高支模架提供一个稳固的基础承载力环境。3.2排架结构和护结构的施工顺序。地基处理→独立基础（桩基+承台）施工→土方回填→地圈梁施工→地圈梁周边地基处理→碎石层和混凝土垫层施工→第一道墙体施工→第一道圈梁及以下刚架柱施工→第二道墙体施工→第二道圈梁及以下刚架柱施工→第三道墙体施工→第三道圈梁及以下刚架柱施工（5.3m处）→内高支模满堂架搭设→屋面板梁钢筋和模板施工→5.3m以上刚架柱施工→屋面板梁混凝土浇筑→屋顶刚架斜梁施工→拆模高支模满堂架。为保证后期屋面平顶板高支模架的稳固性，使排架柱承受部分斜梁传递的竖向和向外水平荷载，5.3m以上至刚架斜梁底的刚架柱部分做一次性浇筑，且需要在屋面平板浇筑前先浇筑。屋面刚架斜梁若同平板屋面一次性支模浇筑，立杆需要穿越屋面板，将在屋面板上留有大量的钢管孔洞，即不利结构安全也存在渗漏隐患，而且屋面刚架梁截面尺寸较大，将大大增加高支模架体荷载，增加施工难度。因屋面斜梁和斜板与刚架拉梁重合，为避免渗水，故在拉梁上部约300mm处设置施工缝，施工缝与斜梁截面垂直，且在斜梁1/3的净长跨度内。3.3高支模体搭设。3.3.1立杆设置。整个平房仓板底为同一个平面（除两侧斜板外，斜板也为平直板），梁均为上翻梁，根据《品茗安全计算软件》计算结果，立杆纵向和横向间距均为950mm，且在板和主次梁立杆安全计算范围内。跨度方向立杆距离两侧边墙均为350mm，长度方向立杆距离两端山墙均为455mm。刚架排梁底部垂直梁方向立杆间距1250mm，在拉梁两侧另增设2排衡向立杆，间距360mm，便于斜梁的荷载能较均匀传递给屋面板，再通过上部屋面刚架斜梁的支撑立杆与下部立杆位置对应地传递到地面，见图4。沿梁方向间距同其他部位立杆间距950mm。在跨度中间设置950×950mm钢管格构柱，采用钢管搭设，见图2。3.3.2竖向剪力撑。在满堂支撑架外侧四周由下至上设置连续式竖向剪力撑。中间部位纵向竖剪力撑每隔6m在有抗风柱的部位纵向次梁底部由下至上设置连续式竖向剪力撑，总设置3道；横向竖剪力撑也间隔6m设置在排架拉梁底部，共设置7道。剪力撑杆件的底端应与地面顶紧，每个剪力撑最多跨过5跨立杆，见图3、图4。3.3.3纵横向水平杆和水平剪力撑。水平杆步距1.5m，最低步从距地面200mm的扫地杆开始设置，每步水平杆均纵横向通长设置。水平剪力撑在扫地杆和最高一步水平杆位置各设一道。3.3.4连墙件。（柱抱箍）的设置为减少满堂支撑架水平方向晃动幅度，在5.3m以下有墙体或柱的部分，纵横向水平杆均与墙边顶紧；5.3m以上无墙体的架体，在水平杆层位置采用钢管抱箍方式与刚架排柱连接。支撑架每步均与柱进行抱箍。3.3.5格构柱的设置在每榀拉梁跨中位置设置一个格构柱，承受拉梁及后期屋面刚架斜梁荷载。格构柱950×950，采用钢管搭设。格构柱四面沿柱高每隔1.5m设置一圈水平横杆和一道斜杆，四面“之”字型设斜杆，呈桁架式。立杆采用对接扣件连接，并用一根1m长短钢管搭接加固。3.4屋面平板混凝土浇筑。屋面平板梁混凝土浇筑顺序为，单榀板由跨中向两侧斜板进行，斜板由下而上两侧对称坡面同时进行，浇筑时先浇筑上翻梁，再浇筑板。整体浇筑由中向向两侧山墙方向来回对称浇筑。屋面板混凝土第一次浇筑前采取吊装与上翻拉梁等重量的钢材放置至拉梁位置进行预先试压，查看满堂架体的变形情况。架体没有的变形再进行混凝土浇筑。板混凝土的虚铺厚度应略大于板厚，但板面混凝土严禁在一个区域集中堆积，必须平缓在楼板堆料；0.6m高的梁分2次浇筑，1m高的梁分3次浇筑。3.5屋面部分刚架斜梁施工。屋面板厚较薄，板跨度大，屋面刚架斜梁截面尺寸较大，施工荷载较大，施工过程中避免对板冲击造成板裂缝而渗漏，高支模满堂架拆模需同时满足屋面平板和屋面刚架斜梁的混凝土强度达到设计强度的100%方可拆模，现场留置混凝土拆模试块和采用混凝土回弹仪检测控制。屋面刚架斜梁支模时，立杆布置同高支模拉梁底部立杆（即垂直梁方向梁两侧立杆间距1250mm，另设置2排衡向立杆，间距360mm，设置在上翻拉梁两侧，沿梁方向立杆间距950mm），位置与下部立杆位置大致对齐（根据立杆平面布置图现场测量放样），且立杆下必须放置50mm厚的方木垫块，避免竖向荷载对板面直接冲击。屋面刚架斜梁立杆平行梁方向水平杆间距约1m左右，设置两道；垂直梁方向水平杆参照下部高支模要求设置。因刚架斜梁在屋面上为间隔6m独立设计，只有在梁顶部位设计有两道通风气楼的拉梁，立杆采用斜撑固定，且相邻两排架梁立杆的斜撑在楼板处相互顶紧，斜撑从最高立杆开始间隔一根设置一道，共6根。
本工程8个平房仓，16个独立单仓，若同时施工，支模架体系达到16万方，钢管、模板和方量用量之大，且为一次性投入，将造成巨大的浪费。经过上述边砌体施工，边支模架主体施工等穿插施工的工序安排；屋面下部高支模和屋面刚架斜梁支模架分开施工的步骤以及高支模架的拆模时间上的安排；两个单仓同时施工，整体流水施工等安排，即确保了施工安全和结构安全，又节约了大量周转材料，还满足了整体工期要求。实践证明了以上的施工方法及支模工艺是安全、合理、可行的，可为类似工程提供一定的参考价值。
参考文献
[1]建筑施工手册（第五版）．中国建筑工业出旅社，2012.
[2]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范：JGJ130-2011.中国建筑工业出版社，2011.
刚架范文篇7
论文摘要：轻型金属板材及其配套的门式刚架等系列轻型钢结构已得到了较为广泛的应用，加强钢结构专业队伍素质的提高，已成为一项紧迫的任务。
由于钢结构本身具备自重轻、强度高、施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢结构更是非常理想。轻型金属板材及其配套的门式刚架等系列轻型钢结构已得到了较为广泛的应用。下面简单谈一谈轻型钢结构工程中常见的一些质量问题及预防措施。
1柱脚的制作安装
1.1预埋地脚螺栓与砼短柱边距离过近。在刚架吊装时，经常不可避免的会人为产生一些侧向外力，而将柱顶部砼拉碎或拉崩。在预埋螺栓时，钢柱侧边螺栓不能过于靠边，应与柱边留有足够的距离。同时，砼短柱要保证达到设计强度后，方可组织刚架的吊装工作。
1.2往往容易遗忘抗剪槽的留设和抗剪件的设置。柱脚锚栓按承受拉力设计，计算时不考虑锚栓承受水平力。若未设置抗剪件，所有由侧向风荷载、水平地震荷载、吊车水平荷载等产生的柱底剪力，几乎都有柱脚锚栓承担，从而破坏柱脚锚栓。
1.3柱脚底板与砼柱间空隙过小，使得灌浆料难以填入或填实。一般二次灌料空隙为50mm。
1.4有些工程地脚螺栓位置不准确，为了方便刚架吊装就位，在现场对底板进行二次打孔，任意切割，造成柱脚底板开孔过大，使得柱脚固定不牢，锚栓最小边（端）距亦不能满足规范要求。
2梁、柱连接与安装
2.1多跨门式刚架中柱按摇摆柱设计，而实际工程却把中柱与斜梁焊死，致使实际构造与设计计算简图不符，造成工程事故。所以，安装要严格按照设计图纸施作；
2.2翼缘板与加厚或加宽连接板对接焊缝时，未按要求做成倾斜度的过渡。对接焊缝连接处，若焊件的宽度或厚度不同，且在同一侧相差4mm以上者，应分别在宽度或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1：2.5（1：4）的斜角。
2.3端板连接面制作粗燥，切割不平整，或与梁柱翼缘板焊接时控制不当，使端板翘曲变形，造成端板间接触面不吻合，连接螺栓不得力，从而满足不了该节点抗弯受拉、抗剪等结构性能。
2.4刚架梁柱拼接时，把翼缘板和腹板的拼接接头放在同一截面上，造成工程隐患。拼接接头时，翼缘板和腹板的接头一定要按规定错开。
2.5刚架梁柱构件受集中荷载处未设置对应的加劲肋，容易造成结构构件局部受压失稳。
2.6连接高强螺栓不符合《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接的技术条件》或《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈型式尺寸与技术条件》的相关规定。高强螺栓拧紧分初拧、终拧，对大型节点还应增加复拧。拧紧应在同一天完成，切勿遗忘终拧。一定要在结构安装完成后，对所有的连接螺栓应逐一检查，以防漏拧或松动。
2.7有些工程中高强螺栓连接面未按设计图纸要求进行处理，使得抗滑移系数不能满足该节点处抗剪要求。必须按照设计要求的连接面抗滑移系数去处理。
2.8有的工程缺乏有针对性的吊装方案，吊装刚架时，未采用临时措施保证刚架的侧向稳定，造成刚架安装倒塌事故。应先安装靠近山墙的有柱间支撑的两榀刚架，而后安装其他刚架。头两榀刚架安装完毕后，应在两榀刚架间将水平系杆，檩条及柱间支撑，屋面水平支撑，隅撑全部装好，安装完成后应利用柱间支撑及屋面水平支撑调整构件的垂直度及水平度，待调整正确后方可锁定支撑，而后安装其他刚架。
3檩条、支撑等构件的制作安装
3.1为了安装方便，随意增大、加长檩条或檩托板的螺栓孔径。檩条不仅仅是支撑屋面板或悬挂墙面板的构件，而且也是刚架梁柱隅撑设置的支撑体，设置一定数量的隅撑可减少刚架平面外的计算长度，有效的保证了刚架的平面外整体稳定性。若檩条或檩托板孔径过大过长，隅撑就失去了应有的作用。3.2隅撑角钢与钢梁的腹板直接连接，当刚架受侧向力时，使腹板在该处局部受到侧向水平力作用，容易导致钢梁局部侧向失稳。
3.3有的工程所用檩条仅用电镀，造成工程尚未完工，檩条早已生锈。檩条宜采用热镀锌带钢压制而成的檩条，且保证一定的镀锌量。
3.4因墙面开设门洞，擅自将柱间垂直支撑一端或两端移位。同一区隔的柱间支撑、屋面水平支撑与刚架形成纵向稳定体系，若随意移动其位置将会破坏其稳定体系。
3.5有些单位为了节省钢材和人工，将檩条和墙梁用钢板支托的侧向加劲肋取消，这将影响檩条的抗扭刚度和墙梁受力的可靠性。故施工单位不得任意取消设计图纸的一些做法。
3.6有的单位擅自增加屋面荷载，原设计未考虑吊顶或设备管道等悬挂荷载，而施工中却任意增加吊顶等悬挂荷载，从而导致钢梁挠度过大或坍塌。任何单位均不得擅自增加设计范围以外的荷载。
3.7屋面板未按要求设置，将固定式改为浮动式，使檩条侧向失稳。往往设计檩条时，会考虑屋面压型钢板与冷弯型钢檩条牢固连接，能可靠的阻止檩条侧向失稳并起到整体蒙皮作用。
3.8刚性系杆、风拉杆的连接板设置位置高低不一，使得水平支撑体系不在同一平面上，从而影响刚架的整体稳定性。刚性系杆与风拉杆构成水平支撑体系，其设置高度在同一坡度方向应保持一致。
目前，我国钢结构住宅产业已进入一个新的发展阶段，有关规范和标准已经出台，国内钢材产量充足，有了一批钢结构住宅试点与示范的建设经验和科技成果，钢结构住宅的发展已具备了较好的物质和技术基础。当然，在钢结构住宅发展方面，还有一些技术问题有待解决。钢结构住宅的推广还需要做大量的工作，完善不同类型结构设计规范和施工技术标准，研制新型的轻质保温墙体材料以及与住宅部品的配套问题，同时还要广泛宣传开发轻钢住宅的益处，让更多的开发商、设计师和用户认识了解钢结构住宅的优点。
参考文献
刚架范文篇8
1.1预埋地脚螺栓与砼短柱边距离过近。在刚架吊装时，经常不可避免的会人为产生一些侧向外力，而将柱顶部砼拉碎或拉崩。在预埋螺栓时，钢柱侧边螺栓不能过于靠边，应与柱边留有足够的距离。同时，砼短柱要保证达到设计强度后，方可组织刚架的吊装工作。
1.2往往容易遗忘抗剪槽的留设和抗剪件的设置。柱脚锚栓按承受拉力设计，计算时不考虑锚栓承受水平力。若未设置抗剪件，所有由侧向风荷载、水平地震荷载、吊车水平荷载等产生的柱底剪力，几乎都有柱脚锚栓承担，从而破坏柱脚锚栓。
1.3柱脚底板与砼柱间空隙过小，使得灌浆料难以填入或填实。一般二次灌料空隙为50mm。
1.4有些工程地脚螺栓位置不准确，为了方便刚架吊装就位，在现场对底板进行二次打孔，任意切割，造成柱脚底板开孔过大，使得柱脚固定不牢，锚栓最小边（端）距亦不能满足规范要求。
2梁、柱连接与安装
2.1多跨门式刚架中柱按摇摆柱设计，而实际工程却把中柱与斜梁焊死，致使实际构造与设计计算简图不符，造成工程事故。所以，安装要严格按照设计图纸施作；
2.2翼缘板与加厚或加宽连接板对接焊缝时，未按要求做成倾斜度的过渡。对接焊缝连接处，若焊件的宽度或厚度不同，且在同一侧相差4mm以上者，应分别在宽度或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1：2.5（1：4）的斜角。
2.3端板连接面制作粗燥，切割不平整，或与梁柱翼缘板焊接时控制不当，使端板翘曲变形，造成端板间接触面不吻合，连接螺栓不得力，从而满足不了该节点抗弯受拉、抗剪等结构性能。
2.4刚架梁柱拼接时，把翼缘板和腹板的拼接接头放在同一截面上，造成工程隐患。拼接接头时，翼缘板和腹板的接头一定要按规定错开。
2.5刚架梁柱构件受集中荷载处未设置对应的加劲肋，容易造成结构构件局部受压失稳。
2.6连接高强螺栓不符合《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接的技术条件》或《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈型式尺寸与技术条件》的相关规定。高强螺栓拧紧分初拧、终拧，对大型节点还应增加复拧。拧紧应在同一天完成，切勿遗忘终拧。一定要在结构安装完成后，对所有的连接螺栓应逐一检查，以防漏拧或松动。
2.7有些工程中高强螺栓连接面未按设计图纸要求进行处理，使得抗滑移系数不能满足该节点处抗剪要求。必须按照设计要求的连接面抗滑移系数去处理。
2.8有的工程缺乏有针对性的吊装方案，吊装刚架时，未采用临时措施保证刚架的侧向稳定，造成刚架安装倒塌事故。应先安装靠近山墙的有柱间支撑的两榀刚架，而后安装其他刚架。头两榀刚架安装完毕后，应在两榀刚架间将水平系杆，檩条及柱间支撑，屋面水平支撑，隅撑全部装好，安装完成后应利用柱间支撑及屋面水平支撑调整构件的垂直度及水平度，待调整正确后方可锁定支撑，而后安装其他刚架。
3檩条、支撑等构件的制作安装
3.1为了安装方便，随意增大、加长檩条或檩托板的螺栓孔径。檩条不仅仅是支撑屋面板或悬挂墙面板的构件，而且也是刚架梁柱隅撑设置的支撑体，设置一定数量的隅撑可减少刚架平面外的计算长度，有效的保证了刚架的平面外整体稳定性。若檩条或檩托板孔径过大过长，隅撑就失去了应有的作用。
3.2隅撑角钢与钢梁的腹板直接连接，当刚架受侧向力时，使腹板在该处局部受到侧向水平力作用，容易导致钢梁局部侧向失稳。
3.3有的工程所用檩条仅用电镀，造成工程尚未完工，檩条早已生锈。檩条宜采用热镀锌带钢压制而成的檩条，且保证一定的镀锌量。
3.4因墙面开设门洞，擅自将柱间垂直支撑一端或两端移位。同一区隔的柱间支撑、屋面水平支撑与刚架形成纵向稳定体系，若随意移动其位置将会破坏其稳定体系。
3.5有些单位为了节省钢材和人工，将檩条和墙梁用钢板支托的侧向加劲肋取消，这将影响檩条的抗扭刚度和墙梁受力的可靠性。故施工单位不得任意取消设计图纸的一些做法。
3.6有的单位擅自增加屋面荷载，原设计未考虑吊顶或设备管道等悬挂荷载，而施工中却任意增加吊顶等悬挂荷载，从而导致钢梁挠度过大或坍塌。任何单位均不得擅自增加设计范围以外的荷载。
3.7屋面板未按要求设置，将固定式改为浮动式，使檩条侧向失稳。往往设计檩条时，会考虑屋面压型钢板与冷弯型钢檩条牢固连接，能可靠的阻止檩条侧向失稳并起到整体蒙皮作用。
3.8刚性系杆、风拉杆的连接板设置位置高低不一，使得水平支撑体系不在同一平面上，从而影响刚架的整体稳定性。刚性系杆与风拉杆构成水平支撑体系，其设置高度在同一坡度方向应保持一致。
目前，我国钢结构住宅产业已进入一个新的发展阶段，有关规范和标准已经出台，国内钢材产量充足，有了一批钢结构住宅试点与示范的建设经验和科技成果，钢结构住宅的发展已具备了较好的物质和技术基础。当然，在钢结构住宅发展方面，还有一些技术问题有待解决。钢结构住宅的推广还需要做大量的工作，完善不同类型结构设计规范和施工技术标准，研制新型的轻质保温墙体材料以及与住宅部品的配套问题，同时还要广泛宣传开发轻钢住宅的益处，让更多的开发商、设计师和用户认识了解钢结构住宅的优点。
参考文献
[1]刘玉株.钢结构住宅技术问题讨论.建筑创作，2003年2月.
[2]陈禄如等.攻克关键技术推动钢结构住宅发展.建设科技，2003年12月.
刚架范文篇9
关键词：多层民用住宅轻钢结构
1.轻钢住宅在我国的发展
我国轻型钢结构经过20多年的发展历史，虽然起步并不晚，主要由于经济与技术的原因使得多层轻钢住宅的发展受到制约。国内最早出现的轻钢结构住宅是94年11月建于上海浦东北蔡的8层钢结构住宅，采用冷弯成型的矩形钢管混凝土柱和U型冷弯型钢组合梁组成框架。其特点是采用稻草板作外墙和楼板的组件，单位面积用钢量34kg/m2。
天津经济开发区太平村是我国住宅产业化的探索基地之一，来自中国，日本，美国，加拿大等15个国家和地区的95名参展商展示了各自的产品，其中钢结构住宅均采用框架结构。楼板及墙体、屋顶均采用复合结构，工厂预制，现场安装，缩短了施工工期。
长沙远大集团建造的8层钢结构公寓，称之为集成化建筑。该建筑装有中央空调一体化机组，整体浴室，“五表”远传系统等现代化设备。室内设计考究，体现了钢结构住宅的风格和质量，表明了钢结构住宅的良好发展前景。表1为若干轻钢住宅经济技术指标。
当前，国家将住宅产业作为国民经济新的经济增长点。为居民提供高质量的符合市场需求的商品化住宅成为必然趋势。国家鼓励发展
表1轻钢住宅经济技术指标
工程名称马钢住宅试验楼北京西三旗水电工程宿舍涿州中铁紫荆关钢结构公司试验楼保定太行集团轻钢住宅示范楼
结构体系12层框架－支撑体系6层框剪体系6层钢框架－砼核心筒体系空间框架结构
结构型式热轧H型钢H型钢，压型钢板组合楼板焊接工型梁柱H形柱，工形梁
用钢量(kN/m2)52634652
单位造价（元）110011001200900
“新型建筑体系”，已将其列入优先发展的高新技术领域中。国务院1999年颁发的72号文件
提出要发展钢结构住宅产业，在沿海大城市限期停止使用粘土砖。建设部标准定额研究司正在编制与修改与多层钢结构房屋密切相关的技术规程。建设部科技司在今年上半年分别召开了“钢结构住宅产业化技术导则编制研讨会”和“钢结构住宅建筑体系及关键技术研究课题立项评审会”。通过了18个包括钢结构住宅建筑体系及其关键和试点工程的立项。国家政策为钢结构住宅开发创造了条件，钢结构产业化住宅有望在最近取得突破性进展。
2.多层轻钢住宅的优势
过去我国大量开发的是以小开间砖混结构为主的住宅。这种住宅体系由于使用实心粘土砖，浪费土地资源，建筑物自重大，对抗震不利。另一方面，由于结构体系自身的限制，住宅平面布局多为封闭式的小开间，不能适应不断变化的居住模式的要求。与传统住宅相比，多层轻钢住宅具有明显的特点与优势，日益受到重视。
(1)自重轻，抗震性能好。采用高效轻型薄壁型材，构件截面特性优良，相对承载力高，受力性能良好，整体刚度大，抗震性能好，可以大量节约材料，减轻结构重量，降低基础，运输和安装费用。因此，对地震区，地质条件差和运输不便的地区，其优越性更为明显。
(2)外形美观，建筑造型简洁，丰富，构件截面尺寸小，净使用面积增加。钢材强度高，可以提供较大的柱网布置；当考虑楼板的组合作用，使用组合梁或扁梁时，可以增加净高。这种开放式住宅既为建筑师提供设计的回旋余地，又为住户提供了灵活分隔室内空间的可能。
(3)供货迅速，安装方便，可以比混凝土结构至少缩短一半工期。在当前贷款利率高的金融形式下，早投产，早回收投资，这对于降低工程总造价，增加投资效益幅度是十分重要的。
(4)干法施工，装备化程度高，建设快速，高效，质量有保证。
(5)轻钢结构在生产和使用的过程中能源与原材料消耗低，建筑垃圾少，粉尘少，噪音低，具有很高的可重复使用性和可循环性，因此是一种绿色环保结构。
3.多层轻钢住宅的体系与结构特点
3.1抗侧力结构体系
主要应用于多层轻钢住宅的体系可分为：纯钢框架体系，框架－支撑体系，钢框架－混凝土剪力墙体系，周围抗侧力体系等。
(1)纯框架体系常用于4～8层住宅。它主要由宽翼缘的H型或箱形柱和工字型梁组成，亦可采用热轧H型钢。这种体系具有较为灵活的空间布局，但侧向刚度较弱。相对于框架－支撑体系，用钢量较大。纯框架体系多采用双向刚接，这样可以加大结构自身的侧移刚度，减少抗侧移构件内力，加强耗能机制，提高建筑物的延性。但节点形式较为复杂。由于建筑美观的要求，端板连接不宜于多层轻钢住宅。
(2)框架－支撑体系主要由焊接工字型梁柱组成。多数情况下，这种体系为横向承重。梁柱节点在横向上，为刚接；纵向为铰接。因此，结构在纵向相当于排架，抗侧移刚度很低，需设置侧向支撑抵抗水平荷载，限制结构的水平变形。支撑可用槽钢，角钢或圆钢杆，具体形式可结合建筑立面或门窗洞口需要采用单斜杆、X型、K型或偏心支撑。单斜杆简单明快，但必须设置两组不同倾斜支撑，以保证结构在两个方向具有同样抗侧力能力。X型支撑具有很好的侧向刚度，但是交叉点处的细部构造比较复杂。偏心支撑具有非常好的抗震耗能效果。它的工作原理是：在中、小地震作用下，支撑提供主要的抗侧力刚度，与中心支撑相似；在大地震作用下，保证支撑不发生受压屈曲，而让耗能梁段屈服消耗能量。它是专为抗震设计提供的支撑形式。
(3)框架－钢筋混凝土剪力墙（筒）体系。用钢筋混凝土剪力墙部分或全部代替钢支撑，就形成了框架－钢筋混凝土剪力墙（筒）体系。它适用于小高层住宅。一般将楼梯或电梯间设计成钢筋混凝土墙（筒）。这样即有效的加强了建筑物的侧向刚度，又解决了楼梯间的防火问题。如果结构刚心偏移过大，出现扭转的问题，可在适当部位设置钢支撑。
(4)周围抗侧力体系。这种体系在欧美国家的商业和民用建筑中十分流行。它的特点是刚架柱强轴与其相交的建筑轴线垂直，形成外筒，抵抗水平荷载，将之传递到基础。它适用于建筑外型接近于正方型的结构。可以将这种思路应用到框架－支撑体系中。把纵向的支撑去掉，将原有位置的刚架柱扭转90度，梁柱由铰接变为刚接。这样，刚架柱同时起到抗风柱与竖向支撑的作用。
对于多层轻钢民用住宅体系的选择，不必拘泥于某一种特定的体系。可以根据建筑平面设计的要求，灵活处理，综合使用不同的抗侧力体系。
3.2楼面屋盖结构
楼面和屋盖必须有足够的强度，刚度和稳定性，同时应当尽量减少楼板厚度，增加室内净高。压型钢板－混凝土组合楼盖是目前应用较为广泛的形式。它具有施工速度快，平面刚度大，增加房屋净高的优点。具体做法是在钢梁上铺设压型钢板，再现浇100～150mm混凝土。在钢梁上焊接足够的剪力连接件，使钢梁与混凝土协同工作构成组合楼盖。这种做法耗钢量较大，且需防火处理。可以用预应力钢筋混凝土薄板取代压型钢板。此外，预应力圆孔板、迭合板、组合扁梁也是常用形式。
3.3墙体结构
各种轻质墙体材料以其良好的保温、隔热、隔声性能受到开发商的青睐。目前，墙体主要分为自承重式和非自承重式。自承重墙体主要包括用于护结构的加气混凝土块、太空板、轻钢龙骨加强板等，以及用于内墙的轻混凝土板、石膏板、水泥刨花板、稻草板等。外挂的非自承重式墙体材料主要有彩色压型钢板、彩色压型钢夹芯板、玻璃纤维增强外墙板等。采用非自承重式墙体材料，需设置墙梁用以悬挂护结构。门窗洞口上下要布置。墙梁多采用C或Z型冷弯薄壁型钢，尺寸取决于跨度（刚架间距）和墙距（板跨）。
3.4多层轻钢住宅的防火
钢材属于不耐火材料，温度为400°C时，钢材的屈服强度将降为常温的一半，温度达到600°C时，钢材基本丧失全部强度和刚度。所以，钢结构不仅要进行结构的抗火设计，还要采用防火措施保护。目前常用的防火措施有以下四种方法(1)防火涂料法。将具有一定厚度的防火涂料直接喷在钢结构构件上。防火涂料主要两类：涂层8～50mm，粒状表面，密度较小，耐火极限1～3h的为厚涂型防火隔热材料；涂层3～7mm，遇火膨胀增厚，耐火极限0.15～2h的为薄涂型防火隔热材料。喷涂法造价较低，操作简便，施工速度快，但是构件表面不平整，影响美观。（2）隔离法。将防火材料或防火砖沿构件的，将构件包裹，与外界隔离。这种方法美观，无污染，但施工速度较慢，适用于外露的构件。（3）实心包裹法。将钢构件浇注到混凝土中。（4）膨胀漆覆盖法。将具有一定厚度的膨胀漆喷涂、抹、刷在经过处理的构件表面。抗火极限最高达2h。覆盖法施工容易，但不适用于潮湿的环境，仅适用于干燥的室内。
4.工程实例
4.1工程背景介绍
某示范楼建筑面积4665m2，5层纯钢框架结构，长67m，宽13.5m，层高3m。焊接工字形梁，纵横双向刚接H形柱。楼面活荷载为2.0kN/m2，屋面活荷载0.3kN/m2，轻型屋面恒荷载0.3kN/m2；基本风压0.25kN/m2；设计地震烈度为7度，Ⅱ类场地。屋面为冷弯薄壁C型檩条铺双层镀锌压型钢板夹100mm厚保温棉屋面系统，外墙采用200mm厚陶粒混凝土空心砌体墙，分户墙为180mm厚菱镁土板，户内隔墙为90mm厚菱镁土板。条型基础,柱与基础为刚接。
示范楼共有四个居住单元，两种建筑平面布置形式，建筑面积分别为143M2，102M2。一单元为大两室两厅，二、三、四单元为小两室两厅。一单元的大客厅使用了组合扁梁，从而实现了梁与楼盖的一体化，减少了结构层高。对于正常极限状态下的组合扁梁，将钢和混凝土两种材料组成的组合梁截面换算成同一种材料的截面，再按照弹性理论计算。为了楼板的放置，扁梁的下翼缘一般较宽，需验算施工时产生的偏心荷载。为了减少设计工作量，通常把扭矩简化为已对大小相等、方向相反的力分别作用于扁梁的上下翼缘。详细分析方法见文献。
4.2计算方法与基本要求
对于多层轻钢住宅，尽管采用单向板，但由于纵横向均有墙体荷载分布，宜采用三维空间计算模型。本工程采用的是普通楼板，不考虑楼盖对钢架梁刚度增大的作用，忽略楼板的空间联系作用，空间模型为纯框架结构。计算分析是采用有限元分析软件ANSYS完成。在结构计算中采用三维梁单元，质量单元计算结构自振周期以及静力分析。
相对于工业建筑而言，多层民用建筑的荷载工况简单明了。主要考虑以下三种工况：
工况一：1.2×恒载标准值＋1.4×活荷载标准值
工况二：1.2×恒载标准值＋0.85×1.4×（风荷载＋活荷载）标准值
工况三：1.2×重力代表值＋1.3×水平地震作用标准值
对于多层轻钢住宅地震荷载计算，由于楼层较低，结构布置对称，采用底部剪力法就可满足要求。
(1)在风荷载作用下的顶点水平位移与总高度之比不宜大于1/500。
(2)层间相对位移与层高之比不宜大于1/400。
(3)在常遇地震作用下，层间侧移不超过楼层高度1/250。
对于多层轻钢住宅,还要满足刚架柱构件稳定性与钢框架的整体稳定性要求。
表2两种方案（空间模型）比较
柱截面（mm）柱用钢量(t)单位用量（kg/m2）纵向主自振周期(s)地震作用下纵向最大层间位移横向主自振周期（s）地震作用下横向最大层间位移(mm)
方案一300x300x12x892.9151.961.6571/4261.2321/633
方案二300x300x10x10114.5557.461.1401/7001.2311/632
方案比较节省19％节省9.6％基本相同
4.3计算分析
由于活荷载与基本风压较小，所以工况三为控制工况。计算设计时将两种方案进行了比较，不改变刚架梁的截面形式，只对刚架柱进行改动。方案一，刚架柱为工字形；方案二，刚架柱为箱形。表2给出两种方案空间模型的主要计算结果，可得到以下结论：
(1)两种方案的刚架柱在强轴方向惯性矩相同，即在横向结构的刚度相同，因此横向主自振周期以及地震作用下横向最大层间位移基本一致。
(2)本工程长宽比5，纵横双向刚接，因此对于方案一，当横向侧向刚度满足要求时，纵向刚度也能达到要求。
(3)在满足规范要求的前提下，方案一节约钢材用量，单位面积用钢量减少约10％，经济性好。因此，在设计中选择了工字形刚架柱。表3示范楼主要构件尺寸及其用钢量。但是由于轻钢体系刚架柱的腹板很薄，为了防止局部失稳引起的结构失效，刚架柱宜在纵向梁柱刚接处做成局部箱形柱。
表3示范楼主要构件尺寸及其用钢量
截面尺寸（mm）用钢量(t)比例（％）
刚架柱（GJZ）I300x300x12x892.9138.3
刚架梁（GJL）I400x180x8x678.5238.4
扁梁（BL）I280x140x16x10x21010.864.48
次梁1（CL1）I300x180x8x69.143.77
屋面梁I300x160x8x610.564.36
其它4.04016.7
刚架范文篇10
福州瑞联钢有限公司30万吨冷板工程1#厂房位于马尾连104国道西北测，厂房长度234m，跨度为21+21m，建筑面积1万m2。吊车轨顶标高为10.0m。见图1，柱脚采用刚接，采用门式刚架结构，主刚架采用热轧H型钢，Q345B级。屋面坡度采用1/10。计算软件采用钢结构STS软件。至今该工程已竣工投产近一年。
图1建筑剖面图
2基础设计
2.1地质条件
根据岩土工程勘察报告，工程地质情况见表1，建筑场地类别为Ⅲ类。
表1地基各岩土层设计计算指标推荐使用值表
压缩模量
内摩擦角
承载力特征值
桩端阻力特征值qsa和桩侧阻力特征值qsa
桩侧负摩阻力系数
层厚（米）
Es1-2
Es2-3
Es3-4
kN/m3
0.25
1.6~2.2
17.5
70-80
0.25
0.4~2.5
17.0
80-90
0.4~0.9
18.7
4.0-5.0
110-120
10-13
0.20
15.2~37.3
15.6
1.5-20.
2.0-2.5
40-45
0.25
1.1~12.10
19.1
5.5-6.5
7.0-9.0
11.6
170-190
18-20
1088-2000
1.2~1.8
淤泥质土
16.1
2.0-2.5
2.5-3.0
55-60
9-10
2.8~4.9
19.3
7.0-8.0
11.0
180-190
18-20
5.5~
2.2桩基础设计
根据工程地质条件及电算结果，由于业主工期要求快，故采用PHC预应力高强管桩，以粉质粘土④为持力层。桩身进入持力层0.8m。单桩竖向承载力特征值R=500kN，由于柱脚固接，吊车作用下，柱底弯矩较大，为使桩不出现拉力，而形成抗拨桩，因此必须采用双桩，而且桩距不能按常规取3.5d。本工程边柱最大轴压力N=653kN，M=-364.8kN，V=-77.8kN，两桩桩距取3.2m，承台高1.2m。墙体传来4.1×4.5×6=110.7kN
桩最小反力Nmin=(653+110.7+0.8×4.220)/2－(364.8+77.8×1.0)/3.2=262kN＜R=600kN
Nmax=568.35＜1.2R
中柱，N=1137kN，V=35.4kN，M=225.6kN算得Nmin=513.9＜R=600kN
Nmax=690.3＜1.2R=720kN经计算满足要求，可满足抗冲、抗剪要求。
3上部结构设计
本工程为两跨21m，两台10t+15t重级工作制吊车，柱距6m，共有39跨固接的门式刚架，为保证吊车正常运转，厂房稳定，满足位移变形要求加强支撑设计和吊车制动桁架来增加厂房的整体空间刚度，全长234m，不设伸缩缝，墙体采用压型钢板。选用热轧H型钢经选用电算定下，用钢量最低的刚架尺寸，见图2
图2刚架图
3.1柱间支撑设计
若支撑设置不当，吊车行走时，就会造成刚架晃动，存在安全隐患，因此支撑的设置非常关键，因选用用钢量小的窄翼缘H型钢，因此柱平面外计算长度仅能取4m，在高4m处设置一道焊接钢管侧向水平支撑。交叉支撑采用角钢，在厂房的头、尾跨设置柱间支撑，中间跨每隔4跨设置一道。在设置柱间支撑的同一跨并设屋面支撑，为能更好传递风荷载在屋面每隔4米设一道水平钢管刚性系杆。
3.2抗震措施
工程地处设防烈度7度区，房屋自重小，承载力不受地震作用效应组合控制，可不进行抗震计算。仅针对轻钢结构的特点采取抗震构造措施。
构件之间的连接均采用螺栓连接，斜梁下翼缘与刚架柱的连接均加腋，柱脚底板设抗剪键。增设吊车制动桁架。
3.3隅撑的设计
隅撑可以用来提高屋面梁式柱的受压翼缘稳定能力，因此在檐口位置，刚架斜梁与柱内翼缘交接点附近的檩条和墙梁处，各设置一对隅撑。在斜梁下翼缘受压区隔一檩条设隅撑，并使其间距不大于相应受压翼缘宽度的16倍，见图3。
图3隅撑的设计
3.4高强螺栓连接设计
由于屋面荷载很轻，在设计荷载作用下，斜梁与柱的连接部位主要承受弯矩作用，剪力很小，高强螺栓以受拉为主。剪力由连接构件间的摩擦力传递剪力。本工程建筑大量采用阳光板，开窗面积少，风顺力大减少，相应剪力也小，选用摩擦型高强螺栓，因此表面可不作专门处理。不必进行摩擦而抗滑移试验，这有助于提高效益和降低成本。
3.5檩条设计
檩条的设计计算是最为困难的。首先，在目前设计规范或规程中尚无简单实用的计算公式供设计人员采用，其次，为节省钢材，轻钢结构中的檩条除用于承担梁的功能外往往兼作支撑体系中的压杆，同时还通过隅撑对门式刚架的梁和柱提供侧向支承。如果考虑门式刚架房屋中的蒙皮效应，则檩条的构造和受力计算更为复杂。檩条通常由薄钢板冷弯成型，计算中还需考虑屈曲后的有效截面等问题，因此，精确计算檩条的承载力非常困难。在竖向荷载作用下，檩条的自由翼缘受拉，受压翼缘由于和屋面有可靠的连接面不存在稳定问题。
由于Z型连续檩条是拱接而成的连续檩条，其内力分布较均匀刚度大，能节省用钢量，同时在制作、运输、安装诸方面都很便利，因此本工程采用Q345Z型檩条，内力计算按如下一种简单通用的模式考虑：按等截面连续梁计算模式，考虑活荷载按不利分布作用，光按50%活载均匀满布得到一个效应值S1，再用50%活荷载按最不利隔跨分布得到一个效应S2。两者相加即为最不利活荷载所产生的效应S。另外再考虑在支座处因搭接嵌套松动所产生的弯矩释放10%。
在风吸力作用下，檩条的自由翼缘受压。因此，当檩条下翼缘无面板侧向支撑时，必须对檩条的下翼缘进行稳定性验算。福州地区基本风压为0.7kN/m2，按门式刚架技术规程附录E公式计算结果得知，是风吸力作用下稳定计算起控制作用。选用Z180×70×22.2Q345，檩距1.2m，可以满足要求。
本工程至今已竣工投产近一年，吊车运转正常，经历几次强台风和冬夏大温差的考验，均能满足正常使用要求，取得较好的经济效益和社会效益。
轻钢结构的优点是节材高效，耗钢少，自重轻，制造安装运输简便，工期短，可拆迁，定型批量生产易于实现商品化等。近年来发展迅速，应用领域日益广泛。本工程采用刚接柱脚和Q345钢使用钢量减少了许多，经对比验算采用Q345钢的用钢量比采用Q235钢的用钢量下降16%左右，采用较平缓坡度（1/10）的门式刚度也可节约钢材。为达到进一步减少钢耗，降低成本的目的，还可以采用各种先进的科技手段，如引入预应力技术以加强结构刚度和承载力，提高结构稳定性，若能在檩条中张拉板材可以防止风吸力下的局部失稳和提高弹性受力幅值，将可大大减少檩条的用钢量。为此，在谋求改进方面希望本文能起到抛砖引玉的作用，同时我们期待着与专家同行的合作。请大家共同关注与探讨并指正。
参考文献
[1]陆赐麟，轻钢结构的重量应该更轻，建筑结构[J]，2003（10）
[2]钢结构设计规范GB50017-2003
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